KR100549297B1

KR100549297B1 - 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치

Info

Publication number: KR100549297B1
Application number: KR1020030082658A
Authority: KR
Inventors: 이상민
Original assignee: 비앤티엔지니어링(주)
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2006-02-03
Also published as: KR20050048914A

Abstract

본 발명은 레이저장치를 이용하여 도로구조물인 교량의 상판이 변형된 상태를 측정할 수 있도록 한 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치에 관한 것이다.

이는특히, 교각에 지지되는 상판에 지지판을 통하여 수평및 수직방향을 갖는 복수의 수광기를 설치하고, 상기 수광기에 광신호를 반사시켜 위치를 감지하도록 레이저측정기가 설치되며, 상기 레이저측정기는 제어부에 연결되는 감지센서에 의해 수평상태의 보상이 가능하며 구동수단에 의해 소정의 회전이 가능토록 설치되는 것을 특징으로 한다.

이에따라서, 상판의 수평및 수직방향 변형상태를 용이하게 감지하여 대형사고를 미연에 방지하는 것이다.

수광기, 레이저측정기, 수평감지센서, 회전량감지센서, 구동모터

Description

광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치{a safety testing device for bridge with optical monitor}

도1a,b는 종래의 레이저 장치를 이용한 도로 구조물의 안전진단영 점검시스템을 도시한 사시도및 요부 사시도.

도2는 본 발명에 따른 교량 안전진단장치를 도시한 사시도

도3은 본 발명에 따른 교량 안전진단장치의 레이저측정기를 결합상태도

도4는 본 발명에 따른 교량 안전진단장치의 레이저측정기를 도시한 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...교각 120...상판

140...완충연결부재 210...지지판

230...수광기 300...레이저측정기

440...구동모터 460...연결블록

500...제어부

본 발명은 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치에 관한 것으로서 이는특히, 교각에 지지되는 상판에 지지판을 통하여 수평및 수직방향을 갖는 복수의 수광기를 설치하고, 상기 수광기에 광신호를 반사시켜 위치를 감지하도록 레이저측정기가 설치되며, 상기 레이저측정기는 제어부에 연결되는 감지센서에 의해 수평상태의 보상이 가능하며 구동수단에 의해 소정의 회전이 가능토록 하는 구성으로 상판의 수평및 수직방향 변형상태를 용이하게 감지하여 대형사고를 미연에 방지하는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량이나 지하터널등 각종 도로 구조물의 경우에 반복적으로 하중이 가해짐에 따라 구조물의 중앙부가 하방으로 휘어지는 현상이 발생되며, 이러한 구조물의 휨 현상은 일정치 이상이 되면 구조물이 붕괴되는 등 대형사고의 원인이 되므로 안전을 위하여 수시로 점검 하여야 된다.

즉, 교량의 경우, 상하 직립상태로 세워 설치된 교각에 다수의 상판을 올려 놓는 방법으로 교량이 시공되며, 교각과 교각 사이의 상판 중앙부가 휨 발생의 최대지점이 되므로, 이를 점검하기 위하여는 교각에 설치된 안전난간에 점검자가 내려가 육안으로 휨상태를 확인하여야 되었다.

그러나, 점검자가 위치된 안전난관과 실제 점검이 필요한 상판 중앙부가 원거리에 있기 때문에 육안으로 확인이 어려워 망원경을 이용하여야 되기 때문에 매우 번거롭고 날씨가 좋지 않거나 야간에는 점검할 수 없었다.

또한, 육안으로 점검하므로서 점검자가 바뀌는 경우나 점검자의 위치등에 따라 기준점이 틀려지므로 정확한 측정이 어려웠다.

더욱이 상기의 점검을 위하여는 점검자가 교각 아래로 내려가야 되기 때문에 빈번한 점검을 할 수 없어 결국 점검시기를 놓쳐 안전사고의 발생원인이 되었다.

이와같은 문제점을 해결하기 위한 기술이 등록실용신안공보 제265796호에 개시되어 있으며 그 구성은 도1a,b에서와 같이,도로 구조물인 교량 상판의 휨상태를 측정하기 위하여 상판(T)의 중앙에 상하 길이 방향으로 고정된 지지구(1)에 수광기(2)를 장치하며, 고정판(11)과 유동판(12)으로 형성된 위치조절부재(3)를 교각(F)의 상부에 설치한후 이에 레이저측정기(4)를 고정하고, 상기 레이저측정기(4)는 표시창(21)과 온·오프스위치(22)가 장치된 콘트롤시스템(c)과 전기적으로 연결되는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 안전진단용 점검시스템은, 휨 많을 측정할수 있어 측정의 정확도가 저하되며, 초기위치의 선정시 정확한 선정이 힘들게 되어 많은 편차를 갖게 되고, 초기세팅시 보정작업이 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 교량 구조물의 상판 변형상태를 레이저로써 간편하고 정확하게 측정할 수 있도록 하고, 기준값의 자체 보상이 가능하여 정확한 측정이 가능하도록 하며, 점검자가 현장에 직접 가지 않아도 원격지에서 변형을 측정하도록 하고, 교량의 안전범위이상으로 변형될때 경보할 수 있도록 하는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 교각에 지지되는 상판의 일측에 지지판을 통하 여 수평및 수직방향을 갖는 복수의 수광기를 설치하고, 상기 수광기에 광신호를 반사시켜 상판의 상태를 감지하도록 교각에 레이저측정기가 설치되며, 상기 레이저 측정기는 제어부와 연결되는 감지센서에 의해 수평상태의 보상이 가능하며 소정의 회전이 가능하도록 구동수단이 설치되는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치가 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도4에서와 같이 본 발명은, 복수의 교각(100) 상부에 복수의 상판(120)이 완충연결부재(140)를 통하여 지지된다.

그리고, 상기 교각(100)에 지지되는 상판(120)의 일측 저면에 지지판(210)이 돌출되도록 연결되고, 상기 지지판(210)은 호형상으로 형성된다.

또한, 상기 지지판(210)에 수평및 수직방향을 갖는 복수의 반사면(230b)과 그 양측에 위치하는 흡수면(230a)으로 이루어진 수광기(230)가 설치되고, 상기 반사면(230b)에는 기준점(210a)이 설치된다.

더하여, 상기 수광기(230)에 광신호를 반사시켜 상판(120)의 변형상태를 감지하도록 교각(100)에 레이저측정기(300)가 설치된다.

상기 레이저측정기(300)는, 구동수단(400)을 통하여 회전가능토록 설치되고, 상기 구동수단(400)은, 저면에 설치되는 나사산(420)을 통하여 구동모터(440)와 치합되는 연결블록(460)으로 이루어 지며, 상기 연결블록(460)을 베어링을 통하여 회전가능토록 지지하면서 교각(100)에 연결되는 하우징(480)이 설치된다.

또한, 상기 나사산(420)의 일측에 회전량을 감지하는 엔코더(440a)가 치합되며, 상기 하우징(480)의 내측에 수평감지센서(480a)가 부착된다.

그리고, 상기 수평감지센서(480a)와 구동모터(440)및 엔코더(440a)는 제어부(500)와 연결되며, 상기 제어부(500)는, 유무선을 통하여 외부의 제어판넬에 경보신호나 변형데이터를 전달하도록 설치된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도4에서와 같이, 레이저를 이용한 레이저측정기(300)에 제어부(500)를 통하여 전원을 공급하면 상기 레이저측정기(300)에서 방출되는 레이저광은 수광기(230)를 향하게 된다.

이때, 상기 수광기(230)는, 상판(120)의 저면에 돌출되는 지지판(210)즉 상기 레이저측정기(300)와 소정거리 이격된 지점에 대향토록 설치된다.

그리고, 상기 변위측정(300)는 그 저면에 연결되는 구동수단(400)및 제어부(500)의 동작에 의해 변위량의 감지후 항상 원래의 상태의 복원되어 전원의 공급시 항상 수평방향으로 길게 형성되는 반사면(230b)을 먼저 측정하게 된다.

또한, 상기 수광기(230)의 수평방향 반사면(230b)은, 교각에 지지되는 상판의 회전변위를 측정하게 되고, 수직방향 반사면(230b)은 교각의 처짐상태를 감지하게 된다.

더하여, 상기 수광기(230)가 지지되는 지지판(210)은 반사면(230b)에 반사되는 레이저측정기(300)의 레이저광이 항상 수직방향으로 입사되도록 레이저측정기(300)와 수광기(230)가 그리는 원호와 일치되는 호형상으로 형성된다.

상기 레이저측정기(300)에서 광원을 방출하여 수평방향 변위를 측정한후 상기 구동수단(400)에 의해 일정량 만큼만 회전시켜(즉 상기 수평방향 반사면일측에 설치되는 수직방향반사면 사이의 거리) 수직방향의 변형을 측정한다.

또한, 상기 구동수단(400)은, 일측에 엔코더(440a)가 부착되어 정확한 회전이 가능토록 된다.

그리고, 상기 수광부(230)는, 레이저광을 반사시키는 반사면(230b)과 광원을 흡수하는 흡수면(230a)으로 구성되어 상판이 일정변형량 이상으로 변형되어 광원이 흡수면을 향하여 방출되면 레이저측정기(300)에 연결되는 제어부(500)가 위험상태를 곧바로 감지토록 된다.

더하여, 상기 반사면(230b)에는 기준점(210a)이 설치되어 최초의 설치시 레이저를 이용한 레이저측정기(300)의 기준을 용이하게 설정하게 된다.

또한, 상기 제어기(500)는, 레이저측정기(300)및 엔코더(440a)와 구동모터(440), 수평감지센서(480a)에 연결되어 이를 제어및 구동토록 한다.

이때, 상기 수평감지센서(480a)에 의해 수평이 측정되지 않으면 그 이상 또는 이하의 값을 레이저측정기(300)에 의해 측정된 값에서 보상하도록 제어부(500)의 마이콤에 프로그램 된다.

그리고, 상기 제어부(500)는, 외부의 전원이나 자체의 직류전원에 의해 동작하도록 설치되고, 유무선을 통하여 외부의 제어판넬에 경보신호나 감지된 변형량 데이터를 전달하도록 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 교량 상판의 변형상태를 간편하고 정확하게 측정할 수 있어 교량의 점검을 효율적으로 할 수 있는 것이다.

또한, 점검자가 일일이 교각에 내려가는 일 없이 원거리에서 점검이 가능하므로 적은 인력으로 짧은 시간에 점검을 할 수 있고 필요한 경우에 수시로 전체의 교량상태를 파악할 수 있으므로 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims

복수의 교각(100) 상부에 완충연결부재(140)를 통하여 지지되는 상판(120)의 일측 저면에 지지판(210)이 돌출 연결되어 그 일면에 수평및 수직방향을 갖는 복수의 수광기(230)가 설치되고, 상기 수광기(230)에 광신호를 반사시켜 상판(120)의 변형상태를 감지하도록 대향되는 교각(100)에 엔코더를 통하여 소정각도로 회전하도록 설치는 구동수단(400)을 개재하여 레이저측정기(300)가 설치되고, 상기 레이저측정기(300)및 이를 구동하는 구동수단(400)과 전기적으로 연결되는 제어부(500)가 설치되는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치.
제1항에 있어서, 상기 구동수단(400)은, 저면에 설치되는 나사산(420)을 통하여 구동모터(440)와 치합되는 연결블록(460)으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치.
제1항에 있어서, 상기 지지판(210)은, 수광기와 레이저측정기가 그리는 원호와 일치되는 호형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수광기(230)는, 반사면(230b)과 그 양측에 위치하는 흡수면(230a)및 상기 반사면(230b)에 형성되는 기준점(210a)으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부(500) 측부에는 이 제어부(500)와 연결되는 수평감지센서(480a)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 광학적 감시수단을 갖는 교량 안전진단장치.