KR101021106B1 - 제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물에 관한 것으로서, 교량이나 도로에 설치되는 교통 시설물의 진동 발생을 최소화시킴으로서 교통 시설물의 파손 발생을 미연에 방지하고 시설물 안전성을 향상시키도록 하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 도로 또는 교량에 설치되는 교통시설물 지주(10)의 상단에는 가로등(11)이 구성되고, 상기 지주(10) 중단에는 수평 지지봉(14) 상에 표지판(12) 및 신호등(13)이 설치되며, 상기 수평 지지봉(14) 단부에는 진동 저감을 위한 제진장치(20)가 설치되는 다기능 교통 시설물에 있어서, 상기 제진장치(20)는 내부 중심에 수직방향으로 구성된 중심축(25)에 다수의 중량체(22)가 끼워져 구비되되, 상기 중량체(22) 상호간에는 수직 탄성 스프링(23)에 의해 이격 지지됨으로서 높이를 달리하며 구성되고; 상기 수평 지지봉(14)에는 제진장치(20)를 지지하는 지지봉(21)이 수평 이동 가능하도록 일정 길이를 이루는 안내장공(14a)이 형성 되었으며; 상기 안내장공(14a) 양측에는 지지봉(21)을 탄성력으로 지지하기 위한 수평 탄성 스프링(14b)이 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물{A VIBRATION REDUCTION DEVICE FOR MULTIFUNCTION TRAFFIC STRUCTURE}
본 발명은 신호등, 표지판, 가로등이 복합적으로 구비된 교통 시설물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량 또는 도로에 설치되는 교통 시설물의 진동을 저감시키기 위한 제진장치 설치 구조에 관한 것이다.
최근 들어 교량 건설 기술의 비약적인 발전으로 인해 교량은 그 형태가 장대화되고 경량화가 이루어지고 있으며, 이러한 장대화, 경량화된 형태는 바람으로 인한 하중과 차량 및 보행자의 이동하중에 의한 교량 주형에 진동문제를 가져오게 되었다.
즉, 교량 주형에 진동이 발생되는 경우 구조물 자체의 안정성에 문제를 일으키기도 하지만 교량 상에 가설된 부속 구조물에 진동이 전달되어 악영향이 발생하게 된다.
교량위의 구조물 중에 특히 진동에 취약함을 보이는 대표적인 구조물로 가로등이나 교통 표지판 및 신호등을 들 수 있는데, 이러한 교통 시설물에 가해지는 진동은 크게 3가지 측면에서 파괴를 가져오게 된다.
큰 에너지에 의한 큰 가속도응답은 가로등 램프의 파손을 가져오게 되고, 진동에 의한 교통 시설물의 지주 대변위에 의해 기둥 기초부 응력집중이 발생하여 기초부 파괴가 우려된다. 또한, 강한 진동은 아니지만 지속적으로 발생하는 진동은 교통 시설물등 지주의 피로파괴를 가져오기도 한다.
이러한 교통 시설물의 파손은 많은 유지보수 비용의 지출과 유지보수 공사 시에 발생하는 차량의 통제로 인하여 발생하는 기간, 공간적인 손실 뿐만 아니라 가로등의 파손으로 인하여 차량 및 보행자의 안전사고 발생이 우려되는 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 종래 교통 시설물 관리에 있어서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 외부로 부터 전달된 진동을 자체적으로 완충 저감시킬 수 있는 제진장치를 장착 설치함으로서 진동 발생량을 최소화 함과 함께 시설물 안전성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 도로 또는 교량에 설치되는 교통시설물 지주의 상단에는 가로등이 구성되고, 상기 지주 중단에는 수평 지지봉 상에 표지판 및 신호등이 설치되며, 상기 수평 지지봉 단부에는 진동 저감을 위한 제진장치가 설치되는 다기능 교통 시설물에 있어서, 상기 제진장치는 내부 중심에 수직방향으로 구성된 중심축에 다수의 중량체가 끼워져 구비되되, 상기 중량체 상호간에는 수직 탄성 스프링에 의해 이격 지지됨으로서 높이를 달리하며 구성되고; 상기 수평 지지봉에는 제진장치를 지지하는 지지봉이 수평 이동 가능하도록 일정 길이를 이루는 안내장공이 형성 되었으며; 상기 안내장공 양측에는 지지봉을 탄성력으로 지지하기 위한 수평 탄성 스프링이 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 제진장치는, 강풍에 의한 교량의 진동이나 또는 지진등의 발생시 교통 시설물의 유동 발생량을 저감시켜 줌으로서 신호등이나 표지판 또른 가로등이 충격에 의해 낙하되는 등의 교통 시설물 파손 발생을 미연에 방지하고 시설물 안전성을 향상시키는 효과를 나타낸다.
특히, 제진장치가 수평 유동 가능하도록 하여 수평방향 진동을 저감시켜줌과 함께, 제진장치 내에서 다수의 중량체가 수직방향으로 유동 가능하도록 함으로서 수직방향 진동을 동시에 저감시켜줄 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 교통 시설물 구조도.
도 2는 도 1의 A부 확대 단면도.
도 3은 본 발명 제진장치의 설치상태 평면 구조도.
도 4는 도 3의 B-B부 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제진장치 단면 구조도.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 제진장치가 설치된 교통 시설물 구조를 도 1 내지 도 4을 통해 살펴보면, 교량 또는 도로변에 수직방향으로 지면에 고정 설치되는 지주(10)의 상단에는 도로를 조명하기 위한 가로등(11)이 구성되고, 지주(10) 중단에는 수평 지지봉(14) 상에 도로용 표지판(12) 및 신호등(13)이 설치되며, 수평 지지봉(14)의 단부에는 진동 저감을 위한 제진장치(20)가 설치되었다.
특히, 본 발명의 제진장치(20)는 도 2의 단면도에 도시된 바와 같이 내부 중심에 수직방향으로 구성된 중심축(25)에 금속재질인 다수의 중량체(22)가 상하방향으로 유동 가능하도록 끼워져 구비되되, 상기 중량체(22) 상호간에는 수직 탄성 스프링(23)에 의해 이격 지지됨으로서 높이를 달리하며 구성되고, 수평 지지봉(14)에는 제진장치(20)를 지지하는 지지봉(21)이 수평 이동 가능하도록 일정 길이를 이루는 안내장공(14a)이 형성 되었으며, 안내장공(14a) 양측에는 지지봉(21)을 탄성력으로 지지하기 위한 수평 탄성 스프링(14b)이 구성되었다.
그리고, 각각의 중량체(22)는 상부에서 하부에 위치하는 중량체(22)로 갈수록 그 두께(d)가 감소되어지도록 구성함으로서 무게중심이 하부에 위치되도록 하여 중량 안정감이 유지될 수 있도록 하였다.
상기 중량체(22)는 원판형태를 이루는 것으로 중앙에는 중심축(25)에 끼워지기 위한 통공(미도시)이 형성되어지게 된다.
또한, 지지봉(21) 상단부에는 나사홈이 형성되어져 있어 안내장공(14a)으로 부터 이탈을 방지하기 위한 체결너트(21a)가 체결 구성되고, 체결너트(21a) 하부에는 수평 지지봉(14) 표면과의 마찰력 저감을 위한 테프론 와셔(21b)가 지지봉(21)에 끼워져 구성되며, 상기 수평 지지봉(14)의 상면에는 테프론 와셔(21b)와의 마찰력 저감을 위한 윤활층(14c)이 코팅 형성되었다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 제진장치(20)의 설치에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.
본 발명의 제진장치(20)는 교통 시설물에 진동이 전달되었을 때 수평 지지봉(14) 및 지주(10)의 진동을 신속하게 저감시키는 진동 감쇠기능을 수행하게 된다.
즉, 수평 지지봉(14)에 상하방향의 진동이 발생되면 제진장치(20) 내부에서는 각각의 중량체(22)가 중심축(25)을 따라 진동 방향인 상하로 유동되어지고, 이때 각각의 중량체(22)는 상호간을 탄성으로 지지하고 있는 수직 탄성스프링(23)의 탄성 작용에 의해 상하방향으로의 반복적인 유동이 이루어지면서 수평 지지봉(14)의 관성력이 최대한 유지되어질 수 있도록 하게 된다.
따라서, 이러한 중량체(22)의 유동 작용이 수평 지지봉(14)의 변위 방향과 반대로 작용되어지는 제진장치(20)의 진동 방지작용을 통해 수평 지지봉(14)의 진동폭을 저감시켜줄 수 있게 된다.
또한, 수평 지지봉(14)의 수평방향 진동이 발생되는 경우에는 제진장치(20) 상부에 구성된 지지봉(21)이 안내장공(14a)을 따라 수평방향으로 안내되어지고, 이때 안내장공(14a)에 구비된 수평 탄성스프링(14b)의 탄성 작용에 의해 복원력이 가해짐으로서 반복적인 직선유동이 이루어지게 된다.
이러한 제진장치(20)의 수평방향 반복유동이 이루어짐에 따라 제진장치(20) 자체 중량에 따른 관성력이 수평 지지봉(14)에 작용되어지면서 수평 지지봉(14)의 진동폭을 저감시켜줄 수 있게 되는 것이다.
특히, 이때에는 테프론와셔(21b)와 윤활층(14c)의 작용에 의해 제진장치(20)의 수평 유동이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.
하기 [표 1]은 본 발명 제진장치(20)의 동적특성을 확인하기 위해 실제 교량에 설치된 교통표지판 수평 지지봉 끝단에 가진기와 함께 설치하여 순간 강풍이 불었을 때 수직방향 진동폭 발생량을 제진장치가 설치되지 않은 일반 교통표지판과 비교 측정해본 결과이다.
제진장치 설치 전(㎝) 제진장치 설치 후(㎝)
1초 경과 23 23
3초 경과 19 16
5초 경과 12 9
10초 경과 5 4
상기 실험결과, 순간 강풍이 불은 직후에는 본 발명의 제진장치(20)가 설치된 지지봉과 설치되지 않은 지지봉 모두 동일한 상하 진동폭을 나타내었으나, 본 발명의 제진장치(20)가 설치된 곳에서는 시간이 경과함에 따라 진동폭이 상대적으로 신속하게 감소되어짐을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명 제진장치(20)의 수평 및 수직방향 유동력에 의해 수평 지지봉(14) 및 지주(10)를 포함하는 전체 교통 시설물의 진동을 저감시키는 효과를 나타내게 됨을 알 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제진장치(20)를 나타낸 것이다.
즉, 도시된 바와 같이, 제진장치(20) 내에는 중량체(22)의 상하방향 유동력 저감을 위한 액상의 활동재(24)가 채워져 구비되되, 상기 활동재(24)는 파라핀오일 50중량%에 점도 유지를 위한 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 30중량%와 유화제인 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르 20중량%의 비율로 혼합이 이루어진 혼합물을 사용함이 바람직하다.
또한, 제진장치(20) 내에는 활동재(24)가 스프링에 접촉되는 것을 방지하기 위한 자바라 구획벽(26)이 중량체(22) 상호간에 연결 구비되었다.
이러한 구성을 이룸으로 인해 상하방향 진동 발생시 일정 점도를 갖는 활동재(24)의 작용으로 인해 중량체(22)의 중량체(22)의 상하 유동이 활동재(24)에 의해 감쇠되어짐으로서 보다 증강된 진동 제어가 이루어질 수 있게 되며, 또한 활동재(24)의 수직 탄성스프링(23) 접촉을 자바라 구획벽(26)이 차단시켜 줌으로서 수직 탄성스프링(23)의 산화작용 등의 악영향을 방지할 수 있게되는 것이다.
특히, 활동재(24)에는 디에틸 글리콜이 일정량 함유되어 있기 때문에 금속재질의 중량체(22)와 접촉에 따른 점도 저하 발생을 최소화할 수 있게됨은 물론, 일반 유화제가 아닌 폴리옥시에틸렌 노닐페널 에테르 성분의 유화제가 포함되어져 있어 파라핀오일과 디에틸렌 글리콜이 상호간에 안정적인 혼합상태가 유지되어질 수 있게된다.
또한, 자바라 구획벽(26)이 중량체(22) 상호간의 거리를 일정 범위 내에서 지지하는 역할을 수행하게 됨으로, 심한 진동이 발생됨에 따라 수직 탄성스프링(23)에 작용하는 힘을 분산시킬 수 있게 되어 스프링 변형이나 불량 발생을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 제진장치 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
10 : 지주 11 : 가로등
12 : 표지판 13 : 신호등
14 : 수평 지지봉 14a: 안내장공
14b: 수평 탄성스프링 14c: 윤활층
20 : 제진장치 21 : 지지봉
21a: 체결너트 21b: 테프론 와셔
22 : 중량체 23 : 수직 탄성스프링
24 : 활동제 25 : 중심축
26 : 자바라 구획벽

Claims (5)

  1. 도로 또는 교량에 설치되는 교통시설물 지주(10)의 상단에는 가로등(11)이 구성되고, 상기 지주(10) 중단에는 수평 지지봉(14) 상에 표지판(12) 및 신호등(13)이 설치되며, 상기 수평 지지봉(14) 단부에는 진동 저감을 위한 제진장치(20)가 설치되는 다기능 교통 시설물에 있어서,
    상기 제진장치(20)는 내부 중심에 수직방향으로 구성된 중심축(25)에 다수의 중량체(22)가 상하 유동 가능하게 끼워져 구비되되, 상기 중량체(22) 상호간에는 수직 탄성 스프링(23)에 의해 이격 지지됨으로서 높이를 달리하며 구성되고;
    상기 수평 지지봉(14)에는 제진장치(20)를 지지하는 지지봉(21)이 수평 이동 가능하도록 일정 길이를 이루는 안내장공(14a)이 형성 되었으며;
    상기 안내장공(14a) 양측에는 지지봉(21)을 탄성력으로 지지하기 위한 수평 탄성 스프링(14b)이 구성된 것을 특징으로 하는 제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 중량체(22)는 상부에서 하부에 위치하는 중량체(22)로 갈수록 그 두께(d)가 감소되어지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제진장치(20) 내에는 중량체(22)의 상하방향 유동력 저감을 위한 액상의 활동재(24)가 채워져 구비되되, 상기 활동재(24)는 파라핀오일에 점도 유지를 위한 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol)과 유화제인 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르 혼합물인 것을 특징으로 하는 제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제진장치(20) 내에는 활동재(24)가 스프링에 접촉되는 것을 방지하기 위한 자바라 구획벽(26)이 중량체(22) 상호간에 연결 구비된 것을 특징으로 하는 제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지봉(21) 상단에는 안내장공(14a)으로 부터 이탈을 방지하기 위한 체결너트(21a)가 체결 구성되고, 체결너트(21a) 하부에는 수평 지지봉(14) 표면과의 마찰력 저감을 위한 테프론 재질의 테프론 와셔(21b)가 지지봉(21)에 끼워져 구성되며, 상기 수평 지지봉(14)의 상면에는 테프론 와셔(21b)와의 마찰력 저감을 위한 윤활층(14c)이 코팅 형성된 것을 특징으로 하는 제진장치가 장착된 다기능 교통 시설물.
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