KR102405216B1 - 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법 - Google Patents

변위제어형 방음벽 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

콘크리트 기초에 메인지주와 보조지주 사이에 방음용패널를 설치함에 있어 방음패널을 통해 전달되는 하중에 의한 보조지주의 변위를 제어하면서, 보조지주로부터 메인지주로 하중을 쉬프트부재를 이용하여 효과적으로 전달되도록 하여 경제적이며 하중제어가 효율적인 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법이 개시된다.

Description

변위제어형 방음벽 및 그 시공방법{LOAD REDUCTION TYPE LIGHT WEIGHT NOISE PROTECTION TUNNEL AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 변위제어형 방음벽에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 콘크리트 기초에 메인지주와 보조지주 사이에 방음용패널을 설치 함에 있어 방음패널을 통해 전달되는 하중에 의한 보조지주의 변위를 제어하면서, 보조지주로부터 메인지주로 하중을 쉬프트부재를 이용하여 효과적으로 전달되도록 하여 경제적이며 하중제어가 효율적인 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 하중분산형 방음벽 구조의 예시도이다.
즉, 방음벽기초(10)에 각각 연직으로 세워지며 앵커로 고정되는 방음판(50)이 사이에 설치되는 연직지주(20)를 일정한 간격으로 연속 배치하고,
상기 연직지주(20)들을 연속적으로 걸쳐서 연결하며 수평방향으로 배치되는 수평지주(40)를 일단 이상 제공하며,
상기 연직지주(20) 다수 개마다 대체하여 방음벽기초(10)에 연직으로 세워지며 단면강성의 크기는 최소한 상기 연직지주 이상으로 형성되는 연직지점부재(30)를 제공하여,
상기 연직지점부재(30)에 상기 수평지주(40)를 고정함으로서, 연직지주(200)에 발생하는 단면력이 캔틸레버보가 아니라 단순보 또는 고정단보 형태의 단면력이 발생하여 연직지주(20)의 규격을 최소화할 수 있도록 한 것이다.
이에 방음판(50)에 의하여 작용하는 풍하중등은 연직부재(20)와 수평지주(40)에 의하여 연결된 연직지점부재(30)에 분산되어 지지 되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
도 1b는 종래 하중저감형 방음벽 구조의 예시도이다.
지주용 힌지부(41,42,43)가 하단에 설된 방음터널용 지주(61); 및 상기 지주용 힌지부가 고정 설치된 콘크리트 기초(62);를 포함하여,
상기 지주용 힌지부(41,42,43)에 의하여 방음터널용 지주(61)의 하단의 회전이 구속되지 않아 휨 모멘트(모멘트)가 콘크리트 기초(62)에 전달되지 않도록 하여 콘크리트 기초(62)의 단면을 최적화시킬 수 있도록 한 것이다.
도 1c는 종래 풍압조절가능한 H빔 체결 시스템의 예시도이다.
즉, 투명방음패널(27")의 내구성을 위해서, 상기 H 빔 지주(10")의 요부(12") 내 소정의 위치에 클램핑부(31")에 밀착되며 상기 H 빔 지주(10")의 한 쌍의 플랜지부(13")사이에서 서로 맞대응하게 설치되는 탄성고정부(35a",b",c")에 의하여 투명방음패널(27")이 탄성 가압되어 안정적이며 내구성이 확보될 수 있도록 함을 알 수 있다.
이에 종래 방음벽은 연직지점부재(30)와 수평지주(40)를 통해 방음패널(50)에 작용하는 풍하중을 포함하는 하중이 분산되도록 할 수 있음을 알 수 있으며,
콘크리트 기초에 과도한 하중이 전달되지 않도록 방음터널용 지주(61)의 하단에 지주용 힌지부(41,42,43)를 설치할 수 있음을 알 수 있고,
탄성고정부(35a",b",c")를 이용하여 방음패널을 H 빔 지주에 안정적으로 설치될 수 있도록 할 수 있음을 알 수 있다.
하지만 방음패널이 설치되는 지중들에 전달되는 하중에 의한 변위를 제어할 수 있도록 하여, 보다 효과적인 하중 지지와 분산을 통해 방음벽용 지주를 최적화시켜 설치할 수 있는 방음벽 설치구조는 달리 구체적으로 소개된 바 없음을 알 수 있다.
대한민국 공개특허 제 10-2015-0017009호(발명의 명칭: 하중 분산형 방음벽 구조, 공개일자: 2015년02월16일) 대한민국 등록특허 제10-1921238호(발명의 명칭: 하중저감형 경량방음터널 및 그 시공방법, 공개일자: 2018년11월22일) 대한민국 등록특허 제10-1052054호(발명의 명칭: ＬＥＤ를 갖는 투명방음패널의 풍압조절가능한 Ｈ빔 체결 시스템, 공개일자: 2011년07월26일) 대한민국 특허 제 10-1313119호(발명의 명칭: 디자인화된 투명방음벽의 풍압조절가능한 고정시스템, 공개일자: 2013년09월30일)
이에 본 발명은 메인지주 사이에 다수의 보조지주를 설치하고, 보조지주 사이, 보조지주와 메인지주 사이에 방음패널을 설치 함에 있어서, 보다 효율적인 하중 분산이 가능하도록 보조지주와 메인지주를 서로 다단으로 수평 연결하는 쉬프트부재를 설치하여 보다 최적화된 보조지주 및 메인지주 단면 설계가 가능하여 경제적인 방음벽 시공이 가능한 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 보조지주 상부 배면에 변위제어장치를 추가로 설치하여 보조지주에 작용하는 하중에 의한 변위를 흡수하여, 보조지주를 통해 전달되는 하중을 보다 효과적으로 제어하여 최적화된 쉬프트부재와 메인지주 시공이 가능한 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 보조지주와 콘크리트 기초를 서로 힌지부로 연결 또는 분리하여 콘크리트 기초에 전달되는 하중 제어를 통해 과도한 하중이 콘크리트 기초에 전달되지 않아 보다 효율적인 콘크리트 기초 시공이 가능한 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
이에 본 발명의 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법을 제공하기 위하여, 콘크리트 기초 상면에 설치된 메인지주와 메인지주 사이에 설치된 보조지주의 전면에 설치된 방음패널: 메인지주와 보조지주를 상,하로 서로 수평으로 연결하는 쉬프트부재; 및 보조지주 상단 배면에 설치되어 방음패널로부터 하중이 보조지주에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하는 탄성부를 포함하는 변위제어장치;를 포함하며, 상기 변위제어장치는, 보조지주 상단 전면과 배면을 일측 및 타측이 감싸도록 설치된 ㄷ자형 하우징부와 보조지주 배면과 ㄷ자형 하우징부의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부로 설치되도록 하게 된다.
본 발명에 의한 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법에 의하면, 메인지주, 보조지주, 쉬프크부재를 서로 조합하여 방음패널에 의한 하중을 효과적으로 분산시켜 용도에 따른 하중분산이 가능한 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법에 의하면, 방음패널 배면에 설치되는 보조지주에 변위제어장치가 설치되어 풍하중등에 의한 변위가 발생 시 보조지주의 변위를 제어할 수 있도록 하여, 작용하는 하중을 효과적으로 감소시켜 보다 경제적인 보조지주 및 메인지주 설치에 의한 경제성 확보가 가능한 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 변위제어형 방음벽 및 그 시공방법에 의하면 보조지주와 콘크리트 기초는 힌지부로 연결 또는 서로 분리시켜 하중 분산 정도를 조정할 수 있어 콘크리트 기초의 효율적이 시공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 하중분산형 방음벽 구조의 예시도,
도 1b는 종래 하중저감형 방음벽 구조의 예시도,
도 1c는 종래 풍압조절가능한 H빔 체결 시스템의 예시도,
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 변위제어형 방음벽의 제1실시예의 예시도,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 변위제어형 방음벽의 제2실시예의 예시도,
도 4는 본 발명의 변위제어형 방음벽 시공방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 실시예 1에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100) ]
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)의 제1실시예의 예시도를 도시한 것이다.
상기 변위제어형 방음벽(100)의 실시예 1은 도 2a와 같이, 특히 보조지주(120)의 하단과 콘크리트 기초(140)를 서로 힌지부(150)로 연결함으로서 보조지주(120)에 전달되는 모멘트가 콘크리트 기초(140)로 전달되지 않고, 쉬프트부재(130)를 통해 메인지주(110)에 전달되도록 하고,
상기 보조지주(120)의 상단 배면에 도 2d와 같이, 변위제어장치(160)를 설치하여 보조지주(120)에 전달되는 하중에 의한 변위를 흡수 및 상쇄시켜 보조지주(120)에 전달되는 하중을 감쇄시키는 역할을 하도록 한 것이다.
이에 실시예 1에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)는 도 2a 내지 도 2d와 같이, 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 콘크리트 기초(140), 힌지부(150), 변위제어장치(160), 방음패널(170)을 포함하여 구성되도록 하게 된다.
먼저, 상기 메인지주(110)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 콘크리트 기초(140) 상면에 서로 이격되어 설치된 H형 철골을 포함하는 재지주를 포함하며 하단은 콘크리트 기초(140) 상면에 앵커볼트와 같은 고정구(113)에 의하여 고정 설치된다.
방음벽 설치 높이를 고려하여 일정한 연장길이를 가진 강재지주로서 콘크리트 기초(140) 상면에 서로 하단이 고정되도록 설치된 것으로서 사이에는 다수의 보조지주(120)가 설치된다.
이에 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이, 보조지주(120)와 보조지주(120) 사이에 설치되는 방음패널(170)에 전달되는 하중이 쉬프트부재(130)에 의하여 전달되어 지지되도록 하는 역할을 하게되며, 메인지주(110)에 전달된 하중은 하단의 콘크리트 기초(140)에 최종 전달되어 지지되도록 하게 된다.
이러한 메인지주(110)가 H형 철골인 강재지주(111)를 이용하는 경우, 도 2b를 참조하면 전면에 방음패널고정구(112)를 이용하여 방음패널(170)이 메인지주(110)에 설치되며, 복부와 플랜지 연결부위 사이에 쉬프트부재(130)의 양 단부가 서로 체결고정되도록 하여 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 방음패널(170) 및 콘크리트 기초(140)가 서로 연결되도록 함을 알 수 있다.
다음, 상기 보조지주(120)는 도 2a, 도 2b 및 도 2d와 같이, 역시 콘크리트 기초(140) 상면에 설치되는 것으로서 메인지주(110) 사이사이에 다수가 서로 이격되어 설치된 H형 철골을 포함하는 강재지주를 포함하며, 하단은 메인지주(110)와 달리 콘크리트 기초(140) 상면에 힌지부(150)에 의하여 연결되어 설치된다.
역시 방음벽 설치 높이를 고려하여 일정한 연장길이를 가진 강재지주로서 메인지주(110)와 동일한 높이를 설치시킨 것으로서, 메인지주(110) 보다는 작은 단면의 H형 철골을 포함하는 강재지주를 이용하고 있음을 알 수 있다.
이에 보조지주(120)와 보조지주(120) 사이에 설치되는 방음패널(170)에 전달되는 하중을 쉬프트부재(130)에 의하여 전달되어 지지되도록 하는 역할을 하게되며, 메인지주(110)에 전달된 하중은 하단의 콘크리트 기초(140)에 최종 전달되어 지지되도록 하게 된다.
역시 이러한 보조지주(120)가 H형 철골인 강재지주(121)를 이용하는 경우, 도 2d와 같이 전면에 방음패널고정구(122)를 이용하여 방음패널(170)이 보조지주(120)에 설치되며, 메인지주와 동일하게 복부와 플랜지 연결부위 사이에 쉬프트부재(130)의 양 단부가 서로 체결 고정되도록 하여 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 방음패널(170) 및 콘크리트 기초(140)가 서로 연결되도록 함을 알 수 있다.
이에 실시예 1의 경우에는 보조지주(120)의 하단과 콘크리트 기초(140)는 서로 힌지부(150)를 이용하여 연결시키게 되는데 이는 보조지주(120)에 전달된 하중이 콘크리트 기초(140)에는 전달되지 않도록 하기 위함이며, 이로서 보조지주(120)에 전달되는 하중은 쉬프트부재(130)를 통해 메인지주(110)로 모두 전달될 수 있어 콘크리트 기초(140))를 최적화시켜 시공할 수 있어 경제성을 확보할 수 있게 된다.
상기 쉬프트부재(130)는 도 2a 내지 도 2d와 같이, 콘크리트 기초(140) 상면에 설치된 메인지주(110)와 보조지주(120)를 서로 수평으로 연결하는 H형 철골을 포함하는 수평부재를 포함하며, 양 단부는 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이 사이에앵커볼트와 같은 체결구를 이용하여 연결되도록 하게 된다.
메인지주(110)와 보조지주(120)는 콘크리트 기초(140) 상면에 수직으로 설치되는 지주부재라고 한다면, 쉬프트부재(130)는 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이 사이를 상,하로 이격되어 다단으로 수평으로 연결시키는 역할을 하게 되며, 이러한 쉬프트부재(130)에 의하여 방음패널(170)로부터 전단될 하중이 보조지주(120)에 전달되고, 보조지주(120)에 전달된 하중은 인접한 보조지주(120)와 메인지주(110)에 하중을 전달시키는 역할을 하게 된다.
또한, 메인지주(110)와 보조지주(120)를 서로 수평으로 연결시켜 안정적인 하중지지가 가능하도록 하게 된다.
이러한 쉬프트부재(130)가 H형 철골인 강재빔(131)를 이용하는 경우, 도 2d를 참조하면 메인지주(110), 보조지주(120)의 복부와 플랜지 연결부위 사이에 양 단부가 쉬프트부재연결구(132)를 이용하여 서로 체결고정되도록 하여 역시 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 방음패널(170) 및 콘크리트 기초(140)가 서로 연결되도록 함을 알 수 있다.
이러한 쉬프트부재(130)는 실시예 1의 경우 보조지주(120)가 콘크리트 기초(140)에 힌지부(150)에 의하여 연결되어 있으므로, 보조지주(120)로부터 메인지주(110)에 전달되는 하중에 모멘트가 포함되도록 하게 되며, 이로서 콘크리트 기초(140)의 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.
상기 콘크리트 기초(140)는 도 2a 내지 도 2d와 같이, 메인지주(110)의 하단과 직접 연결되는 기초부이고, 보조지주(120)의 하단과는 힌지부(150)에 의하여 연결되는 기초이다.
이에 지반에 콘크리트 기초(140)를 먼저 미도시한 거푸집을 이용하거나 프리캐스트 방식으로 시공한 이후에, 메인지주(110) 하단에 일체화된 베이스플레이트를 앵커볼트와 같은 고정구(113)가 관통하면서 상기 고정구(113)가 콘크리트 기초(140) 상면을 통해 내부까지 연장되어 메인지주(110)를 콘크리트 기초(140) 상면에 고정 설치하게 된다.
또한 상기 콘크리트 기초(140) 상면에 설치된 메인지주(110) 사이에는 보조지주(120)의 하단을 힌지부(150)를 이용하여 연결시키게 된다.
상기 힌지부(150)는 도 2a 및 도 2d와 같이, 보조지주(120) 하단과 콘크리트 기초(140) 사이에 설치되어 보조지주(120)로부터 하중이 콘크리트 기초(140)에 전달되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
이와 같이 힌지부(150)를 설치함으로서 콘크리트 기초(140)에는 하중에 의한 모멘트가 전달되지 않기 때문에 쉬프트부재(130)를 통해 모멘트가 메인지주(110)에 전달되어 콘크리트 기초(140)의 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.
이러한 힌지부(150)는 예컨대, 도 2d를 참조하면 메인지주(110) 하단에 일체화된 베이스플레이트 저면에 형성된 상부힌지플레이트(151)와 콘크리트 기초(140) 상면에 고정구(113)에 의하여 설치된 기초 베이스플레이트 상면에 형성된 하부힌지플레이트(152)를 서로 핀(153)에 의하여 연결되도록 하는 방식으로 형성시키면 된다.
다음으로 상기 변위제어장치(160)는 도 2d와 같이, 보조지주(120) 상단 배면에 설치되어 방음패널(170)로부터 하중이 보조지주(120)에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주(120)로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하게 된다.
보조지주(120)는 하단이 콘크리트 기초(140)에 힌지부(150)에 의하여 연결되어 있어 캔틸레버 구조로 거동하게 되는데, 상단에 가장 큰 모멘트가 발생하게 되므로 이러한 모멘트에 의한 변위를 상쇄시켜 보조지주(120)의 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.
도 2d에 의하면 상기 변위제어장치(160)는 2가지 타입으로 설치할 수 있음을 알 수 있다.
먼저, 첫 번째로는 보조지주(120) 상단 전면 상부에 일측이 위치하되, 배면을 타측이 감싸도록 설치된 일자형 하우징부(161)와 보조지주(120) 배면과 일자형 하우징부(161)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치됨을 알 수 있다.
이에 보조지주(120)가 도 2d의 경우 배면쪽으로 변위가 발생하게 되면 일자형 하우징부(161)에 의하여 구속된 탄성부(162)가 변위발생을 억제하는 방향으로 반력이 생기도록 하는 작용으로 보조지주(120)의 변위를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 두 번째로는 보조지주(120) 상단 전면과 배면을 일측 및 타측이 감싸도록 설치된 ㄷ자형 하우징부(163)와 보조지주(120) 배면과 ㄷ자형 하우징부(163)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치됨을 알 수 있다.
이에 보조지주(120)가 도 2d의 경우 배면쪽으로 변위가 발생하게 되면 ㄷ자형 하우징부(163)에 의하여 구속된 탄성부(162)가 변위발생을 억제하는 방향으로 반력이 생기도록 하는 작용으로 보조지주(120)의 변위를 억제할 수 있음을 알 수 있으며 일측이 보조지주 상단을 감싸고 있으므로 반력생성에 보다 효과적이게 된다.
다음으로 상기 방음패널(170)은 도 2a 내지 도 2d와 같이, 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이, 보조지주(120) 사이에 설치되는 패널부재로서 투명방음패널을 이용할 수 있다.
이러한 방음패널(170)은 보조지주(120)와 메인지주(110) 전면에 방음패널을 고정 설치할 수 있는 도 2b 및 도 2d를 참조하면 방음패널고정구(112,122)를 이용하여 설치하게 된다.
방음패널고정구(112,122)은 보조지주(120)와 메인지주(110) 전면에 다양한 형태의 브라켓을 설치하고, 브라켓을 기준으로 양 측방으로 방음패널(170)의 단부가 끼워져 설치되도록 ㄱ자형 고정앵글을 이용할 수 있음을 알 수 있다.
또한 보조지주 최하단에 설치되는 방음패널(170)은 마감판을 설치하여 앞서 살펴본 힌지부(150)를 외부에 노출되지 않도록 할 수 있다.
[ 실시예 2에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100) ]
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)의 제2실시예의 예시도를 도시한 것이다.
상기 실시예 2와 실시예 1과 대비하여 보조지주(120)의 하단과 콘크리트 기초(140) 사이에 설치된 힌지부(150)를 설치하지 않고, 도 3a 및 도 3d를 참조하면, 서로 분리되도록 하되 보조지주(120)의 하단에 수평으로 하부보강빔(180)을 설치한 것이다.
이에 보조지주(120)에 작용하는 하중에 의한 모멘트에 더하여 축력과 전단력이 모두 쉬프트부재(130)를 통해 메인지주(110)로 전달되도록 하게 된다.
이에 실시예 2에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)는 도 3a 내지 도 3d와 같이, 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 콘크리트 기초(140), 변위제어장치(160), 방음패널(170), 하부보강빔(180)을 포함하여 구성되도록 하게 된다.
먼저, 상기 메인지주(110)는 실시예 1과 차이가 없으며, 도 3a 내지 도 3d와 같이, 콘크리트 기초(140) 상면에 서로 이격되어 설치된 H형 철골을 포함하는 강재지주를 포함하며 하단은 콘크리트 기초(140) 상면에 앵커볼트와 같은 고정구(113)에 의하여 고정 설치되도록 함은 동일하다.
역시 방음벽 설치 높이를 고려하여 일정한 연장길이를 가진 강재지주로서 콘크리트 기초(140) 상면에 서로 하단이 고정되도록 설치된 것으로서 사이에는 다수의 보조지주(120)가 설치되도록 함은 동일하다.
이에 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이, 보조지주(120)와 보조지주(120) 사이에 설치되는 방음패널(170)에 전달되는 하중을 쉬프트부재(130)에 의하여 전달되어 지지되도록 하는 역할을 하게되며, 메인지주(110)에 전달된 하중은 하단의 콘크리트 기초(140)에 최종 전달되어 지지되도록 하게 됨도 동일하다.
역시 메인지주(110)가 H형 철골인 강재지주(111)를 이용하는 경우, 도 3b를 참조하면 전면에 방음패널고정구(112)를 이용하여 방음패널(170)이 메인지주(110)에 설치되며, 복부와 플랜지 연결부위 사이에 쉬프트부재(130)의 양 단부가 서로 체결고정되도록 하여 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 방음패널(170) 및 콘크리트 기초(140)가 서로 연결되도록 함은 동일하다.
다음, 상기 보조지주(120)는 도 3a 내지 도 3d와 같이, 역시 콘크리트 기초(140) 상면에 설치되는 것으로서 메인지주(110) 사이사이에 다수가 서로 이격되어 설치된 H형 철골을 포함하는 강재지주를 포함하며, 하단은 메인지주(110)와 달리 콘크리트 기초(140) 상면과 직접 접하지 않고, 하부보강빔(180)이 형성되도록 설치된다.
이러한 보조지주(120)는 역시 방음벽 설치 높이를 고려하여 일정한 연장길이를 가진 강재지주로서 메인지주(110)와 동일한 높이를 설치시킨 것으로서, 메인지주(110) 보다는 작은 단면의 H형 철골을 포함하는 강재지주를 이용하고 있음을 알 수 있다.
이러한 하부보강빔(180)은 보조지주(120) 하단을 서로 연결하는 방식으로 설치되어 콘크리트 기초(140)와는 연결되지 않으므로, 보조지주(120)의 하중은 콘크리트 기초(140)에 전달되지 않고 쉬프트부재(130)를 통해 메인지주(110)로 모두 전달된다.
이로서 보조지주(120)에 작용하는 하중에 의한 모멘트, 축력, 전단력인 모두 메인지주(110)에 전달되어 콘크리트 기초(140)의 최적화 시공이 가능하게 된다.
역시 이러한 보조지주(120)가 H형 철골인 강재지주(121)를 이용하는 경우, 도 3d와 같이, 전면에 방음패널고정구(122)를 이용하여 방음패널(170)이 보조지주(120)에 설치되며, 메인지주와 동일하게 복부와 플랜지 연결부위 사이에 쉬프트부재(130)의 양 단부가 서로 체결고정되도록 하여 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 방음패널(170) 및 콘크리트 기초(140)가 서로 연결되도록 함을 알 수 있다.
상기 쉬프트부재(130)는 도 3a 내지 도 3d와 같이, 콘크리트 기초(140) 상면에 설치된 메인지주(110)와 보조지주(120)를 서로 수평으로 연결하는 H형 철골을 포함하는 수평부재를 포함하며, 양 단부는 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이 사이에앵커볼트와 같은 체결구를 이용하여 연결되도록 하게 됨은 실시예 1과 동일하다.
역시 메인지주(110)와 보조지주(120)는 콘크리트 기초(140) 상면에 수직으로 설치되는 지주부재라고 한다면, 쉬프트부재(130)는 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이 사이를 상,하로 이격되어 다단으로 수평으로 연결시키는 역할을 하게 되며, 이러한 쉬프트부재(130)에 의하여 방음패널(170)로부터 전단될 하중이 보조지주(120)에 전달되고, 보조지주(120)에 전달된 하중은 인접한 보조지주(120)와 메인지주(110)에 하중을 전달시키는 역할을 하게 된다.
또한, 메인지주(110)와 보조지주(120)를 서로 수평으로 연결시켜 안정적인 하중지지가 가능하도록 하게 된다.
이러한 쉬프트부재(130)가 H형 철골인 강재빔(131)를 이용하는 경우, 도 3d와 같이, 메인지주(110), 보조지주(120)의 복부와 플랜지 연결부위 사이에 양 단부가 서로 체결고정되도록 하여 역시 메인지주(110), 보조지주(120), 쉬프트부재(130), 방음패널(170) 및 콘크리트 기초(140)가 서로 연결되도록 함을 알 수 있다.
이러한 쉬프트부재(130)는 실시예 2의 경우 보조지주(120)가 콘크리트 기초(140)가 서로 분리되어 있어 보조지주(120)로부터 메인지주(110)에 전달되는 하중에 모멘트, 축력, 전단력이 포함되도록 하게 되며, 이로서 콘크리트 기초(140)의 단면을 더욱 최적화시킬 수 있게 된다.
상기 콘크리트 기초(140)는 도 3a 내지 도 3d와 같이, 메인지주(110)의 하단과 직접 연결되는 기초부이고, 보조지주(120)의 하단과는 힌지부(150)에 의하여 연결되는 기초로서 실시예 1과 동일하다.
이에 지반에 콘크리트 기초(140)를 먼저 미도시한 거푸집을 이용하거나 프리캐스트 방식으로 시공한 이후에, 메인지주(110) 하단에 일체화된 베이스플레이트를 앵커볼트와 같은 고정구(113)가 관통하면서 상기 고정구(113)가 콘크리트 기초(140) 상면을 통해 내부까지 연장되어 메인지주(110)를 콘크리트 기초(140) 상면에 고정 설치하게 된다.
또한 상기 콘크리트 기초(140) 상면에 설치된 메인지주(110) 사이는 실시예 1과 달리 힌지부(150)를 채택하지 않게 된다.
다음으로 상기 변위제어장치(160)는 도 3d와 같이, 보조지주(120) 상단 배면에 설치되어 방음패널(170)로부터 하중이 보조지주(120)에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주(120)로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하게 된다.
실시예 2의 경우 보조지주(120) 하단이 콘크리트 기초(140)와 이격되어 분리되어 있기 때문에 실시예 1 보다는 작용하중이 더 크게 발생된 캔틸레버 구조로 거동하게 되므로, 상단에 가장 더 큰 모멘트가 발생하게 되므로 이러한 모멘트에 의한 변위를 상쇄시켜 보조지주(120)의 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.
도 3d에 의하면 상기 변위제어장치(160)는 역시 2가지 타입으로 설치할 수 있음을 알 수 있다.
먼저, 첫 번째로는 보조지주(120) 상단 전면 상부에 일측이 위치하되, 배면을 타측이 감싸도록 설치된 일자형 하우징부(161)와 보조지주(120) 배면과 ㄷ자형 하우징부(163)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치됨은 실시예 1과 동일하다.
이에 보조지주(120)가 도 3d의 경우 배면쪽으로 변위가 발생하게 되면 일자형 하우징부(161)에 의하여 구속된 탄성부(162)가 변위발생을 억제하는 방향으로 반력이 생기도록 하는 작용으로 보조지주(120)의 변위를 억제할 수 있도록 함은 동일하다.
다음으로 두 번째로는 역시 보조지주(120) 상단 전면과 배면을 일측 및 타측이 감싸도록 설치된 ㄷ자형 하우징부(163)와 보조지주(120) 배면과 ㄷ자형 하우징부(163)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치됨을 알 수 있다.
이에 보조지주(120)가 도 3d의 경우 배면쪽으로 변위가 발생하게 되면 ㄷ자형 하우징부(163)에 의하여 구속된 탄성부(162)가 변위발생을 억제하는 방향으로 반력이 생기도록 하는 작용으로 보조지주(120)의 변위를 억제할 수 있음을 알 수 있으며 일측이 보조지주 상단을 감싸고 있으므로 반력생성에 보다 효과적이게 됨은 동일하다.
다음으로 상기 방음패널(170)은 도 3a 내지 도 3d와 같이, 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이, 보조지주(120) 사이에 설치되는 패널부재로서 투명방음패널을 이용할 수 있다.
이러한 방음패널(170)은 보조지주(120)와 메인지주(110) 전면에 방음패널을 고정 설치할 수 있는 도 3d와 같이, 방음패널고정구(112,122)를 이용하여 설치하게 된다.
방음패널고정구(112,122)은 보조지주(120)와 메인지주(110) 전면에 다양한 형태의 브라켓을 설치하고, 브라켓을 기준으로 양 측방으로 방음패널(170)의 단부가 끼워져 설치되도록 ㄱ자형 고정앵글을 이용할 수 있음을 알 수 있다.
또한 보조지주 최하단에 설치되는 방음패널(170)은 마감판을 설치하여 앞서 살펴본 힌지부(150)를 외부에 노출되지 않도록 할 수 있다.
상기 하부보강빔(180)은 도 3a 내지 도 3d와 같이, 보조지주(120) 하단에 방음패널(170) 연장방향(종방향)으로 설치되도록 하여, 보조지주(120)를 보강하여 변위 저항이 가능하도록 하는 역할을 하게 된다.
이러한 하부보강빔(180)으로서, H형 철골인 강재지주(181)를 이용하는 경우, 역시 H형 철골인 보조지주(120)의 하부플랜지에 볼트와 너트와 같은 체결구를 이용하여 연결 설치하면 된다.
이에 H형 철골인 강재지주(181)의 하부플랜지는 콘크리트 기초(140) 상면으로부터 이격되어 서로 분리되어 있음을 알 수 있다.
이러한 강재지주(181)는 메인지주(110)의 하단에 형성된 하부보강빔연결강재와 연결되어 종방향으로 서로 연결되도록 하게 된다.
이로서 실시예 1에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)은 메인지주(110) 사이사이에 보조지주(120)가 설치되고, 쉬프트부재(130)는 보조지주(120)와 보조지주(120) 및 메인지주(110)와 보조지주(120)를 상,하로 서로 수평으로 연결하여 방음패널(170)에 의한 하중(모멘트, 축력, 전단력등)이 보조지주(120)에 전달되면 콘크리트 기초(140)로는 보조지주(120)를 통한 모멘트가 전달되지 않고 축력과 전단력이 보조지주(120)를 통해 콘크리트 기초(140)에 분산되어 전달된다.
또한, 실시예 2에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)은 메인지주(110) 사이사이에 보조지주(120)가 설치되고, 쉬프트부재(130)는 보조지주(120)와 보조지주(120) 및 메인지주(110)와 보조지주(120)를 상,하로 서로 수평으로 연결하여 방음패널(170)에 의한 하중(모멘트, 축력, 전단력등)이 보조지주(120)에 전달되도록 하는 것은 실시예 1과 동일하지만, 콘크리트 기초(140)와 보조지주(120)는 서로 이격되어 분리되어 있으므로, 모멘트, 축력과 전단력이 보조지주(120)를 거처 쉬프트부재(130)를 통해 메인지주(110)로 전달되게 되며 보조지주(120) 하단에 하부보강빔(180)에 의한 보강이 가능하도록 하게 된다.
[ 본 발명의 변위제어형 방음벽(100) 시공방법]
도 4는 본 발명의 변위제어형 방음벽 시공방법의 순서도를 도시한 것이다.
실시예 1는 보조지주(120)의 하단에 힌지부(150)를 설치하여 콘크리트 기초(410)와 연결시키게 되고, 실시예 2의 경우에는 실시예 1과는 달리 보조지주(120)의 하단에 힌지부(150)를 설치하지 않고, 하부보강빔(180)이 설치되도록 하는 점에서 차이가 있을 뿐이다.
또한, 변위제어장치(160)는 도 2d 및 도 3d와 같이, 실시예 1,2와 모두 보조지주(120) 상단 배면에 설치되어 방음패널(170)로부터 하중이 보조지주(120)에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주(120)로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하게 된다.
이로서 도 4와 같이 먼저 메인지주(110)와 보조지주(120)를 콘크리트 기초(140) 상면에 고정 설치하게 된다(S110).
지반에 콘크리트 기초(140)를 시공하게 되는데 이는 거푸집을 이용하여 콘크리트를 타설하거나, 프리캐스트 방식으로 콘크리트 기초(140)를 조립 설치해도 상관은 없다.
실시예 1의 경우 고정구(113)를 이용하여 메인지주(110)를 콘크리트 기초(140)에 고정 설치하고, 보조지주(120)는 힌지부(150)를 이용하여 콘크리트 기초(140)에 힌지 연결시키게 된다.
실시예 2의 경우에는 메인지주(110)를 콘크리트 기초(140)에 고정 설치하고, 보조지주(120)는 하단에 하부보강빔(180)을 성치하여 콘크리트 기초(140) 상면과 이격되어 분리되도록 하게 된다.
이러한 메인지주(110)와 보조지주(120)는 모두 H형 철골을 포함하는 강재지주를 이용하면 되고, 메인지주(110)의 단면이 보조지주(120) 단면보다 큰 강재지주를 이용하여 설치하면 된다.
이러한 H형 철골을 이용하게 되면 역시 H형 철골인 쉬프트 부재(130)의 단부를 플랜지와 복부 사이의 공간에 삽입하여 메인지주(110), 보조지주(120)의 복부와 플랜지 연결부위 사이에 양 단부가 쉬프트부재연결구(132)를 이용하여 체결 고정하기 용이하게 된다.
또한 메인지주(110)과 보조지주(120) 전면에는 방음패널고정구(112,122)를 설치하여 방음패널(170)을 고정 설치되도록 하게 된다,. 이로서 메인지주(110)와 보조지주(120) 전면에 방음패널(170)을 서로 측면 연결시켜 설치할 수 있게 된다.
이러한 방음패널고정구(112,122)는 보조지주(120)와 메인지주(110) 전면에 다양한 형태의 브라켓을 설치하고, 브라켓을 기준으로 양 측방으로 방음패널(170)의 단부가 끼워져 설치되도록 ㄱ자형 고정앵글을 이용하면 된다.
다음으로는 도 4와 같이 보조지주(120)에 힌지부(150) 또는 하부보강빔(180)을 설치하게 된다(S120).
실시예 1의 경우 보조지주(120) 하단에 힌지부(150)를 설치하여 콘크리트 기초(140)와 보조지주(120)가 서로 힌지 연결되도록 하게 되며, 실시예 2의 경우에는 보조지주(120) 하단에 하부보강빔(180)을 설치하되 하부보강빔(180)이 콘크리트 기초(140) 상면으로부터 분리되도록 하게 된다.
이때 상기 힌지부(150)는 메인지주(110) 하단에 일체화된 베이스플레이트 저면에 형성된 상부힌지플레이트(151)와 콘크리트 기초(140) 상면에 고정구(113)에 의하여 설치된 기초 베이스플레이트 상면에 형성된 하부힌지플레이트(152)를 서로 핀에 의하여 연결되도록 하는 방식으로 형성시킬 수 있고, 보조지주 최하단에 설치되는 방음패널(170)은 마감판을 설치하여 앞서 살펴본 힌지부(150)를 외부에 노출되지 않도록 할 수 있다.
또한 상기 하부보강빔(180)은 H형 철골인 강재지주(181)를 이용하는 경우, 역시 H형 철골인 보조지주(120)의 하부플랜지에 볼트와 너트와 같은 체결구를 이용하여 연결 설치하면 되고, H형 철골인 강재지주(181)의 하부플랜지는 콘크리트 기초(140) 상면으로부터 이격되어 서로 분리되도록 하게 된다.
다음으로는 도 4와 같이 보조지주(120)의 상단에 변위제어장치(160)를 설치하게 된다(S130).
상기 변위제어장치(160)는, 보조지주(120) 상단 배면에 설치되어 방음패널(170)로부터 하중이 보조지주(120)에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주(120)로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하는 것으로서,
도 2b 및 도 3b와 같이, 보조지주(120) 상단 전면 상부에 일측이 위치하되, 배면을 타측이 감싸도록 설치된 일자형 하우징부(161)와 보조지주(120) 배면과 ㄷ자형 하우징부(163)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치되도록 하거나,
보조지주(120) 상단 전면과 배면을 일측 및 타측이 감싸도록 설치된 ㄷ자형 하우징부(163)와 보조지주(120) 배면과 ㄷ자형 하우징부(163)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치될 수 있음을 알 수 있다.
다음으로는 도 4와 같이 메인지주(110)와 보조지주(120) 사이사이에 방음패널(170)을 설치하게 된다.
상기 방음패널(170)은 메인지주(110)와 보조지주(120) 전면에 설치된 방음패널고정구(112,122)를 이용하여 서로 좌우,상하로 접하도록 설치하게 되며 방음패널(170)에 작용하는 풍압등은 메인지주(110)로 직접 전달되기도 하지만, 보조지주(120) 설치개수가 메인지주 설치개수보다 더 많기 때문에 풍암증에 의한 하중은 보조지주(120)를 통해 메인지주(110)로 전달되게 된다.
앞서 살펴본았지만 실시예 1에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)은 메인지주(110) 사이사이에 보조지주(120)가 설치되고, 쉬프트부재(130)는 보조지주(120)와 보조지주(120) 및 메인지주(110)와 보조지주(120)를 상,하로 서로 수평으로 연결하여 방음패널(170)에 의한 하중(모멘트, 축력, 전단력등)이 보조지주(120)에 전달되면 콘크리트 기초(140)로는 보조지주(120)를 통한 모멘트가 전달되지 않고 축력과 전단력이 보조지주(120)를 통해 콘크리트 기초(140)에 분산되어 전달되며,
실시예 2에 의한 본 발명의 변위제어형 방음벽(100)은 메인지주(110) 사이사이에 보조지주(120)가 설치되고, 쉬프트부재(130)는 보조지주(120)와 보조지주(120) 및 메인지주(110)와 보조지주(120)를 상,하로 서로 수평으로 연결하여 방음패널(170)에 의한 하중(모멘트, 축력, 전단력등)이 보조지주(120)에 전달되도록 하는 것은 실시예 1과 동일하지만, 콘크리트 기초(140)와 보조지주(120)는 서로 이격되어 분리되어 있으므로, 모멘트, 축력과 전단력이 보조지주(120)를 거처 쉬프트부재(130)를 통해 메인지주(110)로 전달되게 되며 보조지주(120) 하단에 하부보강빔(180)에 의한 보강이 가능하도록 하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 변위제어형 방음벽
110: 메인지주 111: 강재지주
112: 방음패널고정구 113: 고정구
120: 보조지주
121: 강재지주 122: 방음패널고정구
130: 쉬프트부재
131: 강재빔 132: 쉬프트부재연결구
140: 콘크리트 기초 150: 힌지부
151: 상부힌지플레이트 152: 하부힌지플레이트
153: 핀
160; 변위제어장치
161: 일자형 하우징부 162: 탄성부
163: ㄷ자형 하우징부
170: 방음패널
180: 하부보강빔 181: 강재지주

Claims (7)

  1. 콘크리트 기초(140) 상면에 설치된 메인지주(110)와 메인지주(110) 사이에 설치된 보조지주(120)의 전면에 설치된 방음패널(170):
    메인지주(110)와 보조지주(120)를 상,하로 서로 수평으로 연결하는 쉬프트부재(130); 및
    보조지주(120) 상단 배면에 설치되어 방음패널(170)로부터 하중이 보조지주(120)에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주(120)로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하는 탄성부(162)를 포함하는 변위제어장치(160);를 포함하며, 상기 변위제어장치(160)는, 보조지주(120) 상단 전면과 배면을 일측 및 타측이 감싸도록 설치된 ㄷ자형 하우징부(163)와 보조지주(120) 배면과 ㄷ자형 하우징부(163)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치되도록 하는 변위제어형 방음벽.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조지주(120) 하단과 콘크리트 기초(140) 사이에 설치되어 보조지주(120)로부터 하중이 콘크리트 기초(140)에 전달되지 않도록 하는 역할을 하는 힌지부(150)가 더 설치되는 변위제어형 방음벽.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보조지주(120) 하단에 방음패널(170) 종방향으로 설치되도록 하여, 보조지주(120)를 보강하여 변위 저항이 가능하도록 하는 역할을 하는 하부보강빔(180)을 더 설치하는 변위제어형 방음벽.
  4. 콘크리트 기초(140) 상면에 설치된 메인지주(110)와 메인지주(110) 사이에 설치된 보조지주(120)의 전면에 설치된 방음패널(170): 메인지주(110)와 보조지주(120)를 상,하로 서로 수평으로 연결하는 쉬프트부재(130); 및 보조지주(120) 상단 배면에 설치되어 방음패널(170)로부터 하중이 보조지주(120)에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주(120)로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하는 탄성부(162)를 포함하는 변위제어장치(160);를 포함하며,
    상기 변위제어장치(160)는,
    보조지주(120) 상단 전면 상부에 일측이 위치하되, 배면을 타측이 감싸도록 설치된 일자형 하우징부(161)와 보조지주(120) 배면과 일자형 하우징부(161)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치되도록 하는 변위제어형 방음벽.
  5. 삭제
  6. (a) 콘크리트 기초(140) 상면에 설치된 메인지주(110)와 메인지주(110) 사이에 설치된 보조지주(120)의 전면에 방음패널(170)을 설치하는 단계;
    (b) 상기 메인지주(110)와 보조지주(120)를 상,하로 서로 수평으로 연결하는 쉬프트부재(130)를 설치하는 단계; 및
    (c) 상기 보조지주(120) 상단 배면에 설치되어 방음패널(170)로부터 하중이 보조지주(120)에 전달됨에 따른 상단의 변위를 흡수하여 보조지주(120)로 전달되는 하중을 흡수하면서 상쇄시키는 역할을 하는 탄성부를 포함하는 변위제어장치(160)를 설치하는 단계를 포함하며,
    상기 (c) 단계의 변위제어장치(160)는, 보조지주(120) 상단 전면과 배면을 일측 및 타측이 감싸도록 설치된 ㄷ자형 하우징부(163)와 보조지주(120) 배면과 ㄷ자형 하우징부(163)의 타측 사이에 설치된 스프링을 포함하는 탄성부(162)로 설치되도록 하는 변위제어형 방음벽 시공방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    보조지주(120) 하단과 콘크리트 기초(140) 사이에 설치되어 보조지주(120)로부터 하중이 콘크리트 기초(140)에 전달되지 않도록 하는 역할을 하는 힌지부(150)가 더 설치되도록 하거나, 상기 보조지주(120) 하단에 방음패널(170) 종방향으로 설치되도록 하여, 보조지주(120)를 보강하여 변위 저항이 가능하도록 하는 역할을 하는 하부보강빔(180)을 더 설치하는 변위제어형 방음벽 시공방법.


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KR101313119B1 (ko) 2011-07-29 2013-09-30 에스에이 주식회사 디자인화된 투명방음벽의 풍압조절가능한 고정시스템
KR20150017009A (ko) 2013-06-21 2015-02-16 주식회사 무한건설 하중 분산형 방음벽 구조
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KR20200107156A (ko) * 2019-03-06 2020-09-16 곽신유 내진 방음벽 및 그 시공방법

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