KR100850292B1 - 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교량 주형 또는 교각 코핑부에 균열로 인한 처짐이 발생한 경우 처짐각을 측정할 수 있도록 하여 구조물 처짐에 의한 안전을 확보할 수 있도록 하는 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치에 관한 것이다.
본 발명은 교각 코핑부의 일측면 상부 일단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판과, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구와, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구를 포함하는 제 1 단부 처짐 측정기와, 교각 코핑부의 일측면 상부 타단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판과, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구와, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구를 포함하는 제 2 단부 처짐 측정기와, 교각 코핑부의 일측면 상부 중앙부에 설치되며, 각도가 표시된 원판과, 상기 원판에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 한 쌍의 수평 지시구와, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구를 포함하는 중앙부 처짐 측정기와, 상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기와 중앙부 처짐 측정기의 수직 지시구의 직하방에 이격되어 고정되는 복수의 고정구와, 상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기와 중앙부 처짐 측정기의 수직 지시구와 고정구, 및 제 1, 2 단부 처짐 측정기의 수평 지시구와 중앙부 처짐 측정기의 수평 지시구를 각각 서로 연결하는 복수의 연결재를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치를 제공한다.
교량, 안전진단, 처짐, 변위, 각도계

Description

구조물 안전진단용 처짐각 측정장치{Apparatus for mesuring deflection angle for diagnosis of structure}
본 발명은 교량 주형 또는 교각 코핑부에 균열로 인한 처짐이 발생한 경우 처짐각을 측정할 수 있도록 하여 구조물 처짐에 의한 안전을 확보할 수 있도록 하는 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치에 관한 것이다.
교량구조는 크게 상부구조(상판, 주형)과 하부구조(교각, 교대, 기초)로 구분할 수 있는데, 1990년대 중반까지만 해도 교량의 안전성 평가는 주로 교량 상부구조의 내하력 평가만을 다루었다. 그러나 실제적으로 교량 구조물의 전체적인 안정성 확보 측면에서 하부구조의 비중은 매우 크다고 할 수 있다.
특히 하부구조인 교각은 코핑부, 기둥부, 기초부로 구성되고, 주요 역할은 상부구조인 주형의 지지점을 형성하고, 상판에 작용하는 하중을 기초와 지반에 안전하게 전달하는 교량 전체 구조물의 안전성을 확보하는 부재이다.
교각의 형상 즉, 코핑부 형상은 상부구조 폭원에 따라 결정되며, 일반적으로 T형, Y형, V형, 파이형, 문형 등이 있다. 대표적인 교각 형상으로서 내민 받침이나 브라켓 형식의 T형 교각은 상부구조의 횡단구배에 따라 코핑부 상단에 단차를 형성 시키고, 코핑부 내민보의 길이를 길게 제작, 설치하여 교각에 의한 토지점유를 최소화하고 하부 공간 활용의 극대화 등을 기대할 수 있다. 그러나 국가 산업의 발전과 도시화는 교통량의 증대와 차량의 대형화 등으로 인한 작용하중의 증대는 코핑부 내민 보의 길이가 긴 교각 상단부에 구조적인 균열을 발생시킨다.
이와 같이 T형 교각의 코핑부에 발생하는 균열을 상시적으로 확인·점검할 수 있거나 균열로 인해 발생하는 교각 코핑부 내민보에 침하량을 확인할 수 있다면 공용중인 교량 구조물의 안전성을 보다 확실하게 확보할 수 있을 것이다.
따라서 교량구조물의 안전성 확보를 위하여 교량 주형 또는 교각 코핑부의 처짐각을 측정할 수 있는 안전진단장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 필요성을 감안하여 창작된 것으로, 교량 주형 또는 교각 코핑부에 균열로 인한 처짐이 발생한 경우 그 처짐각을 측정할 수 있도록 하여 구조물 처짐에 의한 안전을 확보할 수 있도록 하는 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 교각 코핑부의 일측면 상부 일단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판과, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구와, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구를 포함하는 제 1 단부 처짐 측정기와, 교각 코핑부의 일측면 상부 타단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판과, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구와, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구를 포함하는 제 2 단부 처짐 측정기와, 교각 코핑부의 일측면 상부 중앙부에 설치되며, 각도가 표시된 원판과, 상기 원판에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 한 쌍의 수평 지시구와, 상기 원판 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구를 포함하는 중앙부 처짐 측정기와, 상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기와 중앙부 처짐 측정기의 수직 지시구의 직하방에 이격되어 고정되는 복수의 고정구와, 상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기와 중앙부 처짐 측정기의 수직 지시구와 고정구, 및 제 1, 2 단부 처짐 측정기의 수평 지시구와 중앙부 처짐 측정기의 수평 지시구를 각각 서로 연결하는 복수의 연결재를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치를 제공한다.
이때, 상기 수평 지시구 및 수직 지시구에는 상기 원판에 결합하기 위한 구멍과, 상기 원판에 표시된 눈금을 가리키는 촉이 돌출형성된 구멍과, 상기 연결재가 결합되는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결재에는 길이조절용 턴버클이 더 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 교각 코핑부에 균열이 생겨 처짐이 발생한 경우, 코핑부의 어느 부분에서 상대적인 처짐이 발생하였는지 그리고 그 상대적인 처짐각(량)은 얼마나 되는지 쉽게 판단할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치가 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 제 1 단부 처짐 측정기를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 제 2 단부 처짐 측정기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 중앙부 처짐 측정기를 나타낸 사시도이다.
도면에 있어서 동일한 기능, 형상 및 구조를 가진 구성에는 동일한 도면부호가 부여하였다.
본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치는 교각 코핑부의 일측면 상부 양단부에 설치되는 제 1, 2 단부 처짐 측정기(100a)(100b)와, 상부 중앙부에 설치되는 중앙부 처짐 측정기(100c)와, 이들 측정기(100a)(100b)(100c)의 직하방에 이격되어 설치된 복수의 고정구(200)와, 측정기들(100a)(100b)(100c)을 서로 연결하고 측정기들(100a)(100b)(100c)과 고정구들을 서로 연결하는 연결재(300)로 구성된다.
상기 제 1 단부 처짐 측정기(100a)는 교각 코핑부의 일측면 상부 일단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판(110)과, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구(120)와, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구(130)를 포함한다.
이때, 원판(110)과, 수평 지시구(120) 및 수직 지시구(130)는 순차적으로 적층되고 이들을 관통하여 교각 코핑부에 매입되는 앵커볼트를 이용해 결합된다. 앵커볼트로는 예컨데, 단부에만 축의 단부에만 나사가 가공된 볼트를 이용함으로서 나사가 가공되지 않은 축부가 핀으로 기능하여 원판에 대해 수평 지시구(120) 및 수직 지시구(130)가 회동할 수 있도록 한다.
수평 지시구(120)는 원판(110)에 대해 교각을 바라보았을 때 수평으로 결합되고 연결재(300)에 의해 중앙부 처짐 측정기(100c)의 수평 지시구(120)와 연결되며, 수직 지시구(130)는 수직으로 결합되고 연결재(300)에 의해 고정구(200)와 연 결된다.
수평 지시구(120)와 수직 지시구(130)는 모두 코핑부에 처짐이 발생할 경우 그 처짐각을 지시하게 되며 이 처짐각을 이용함으로써 코핑부의 처짐방향 및 처짐량을 알 수 있다. 이를 위해 수평 지시구(120)와 수직 지시구(130)는 투명한 재질로 구성되고 원판(110)에 새겨진 눈금을 가리킬 수 있는 지시표지가 새겨진 구성을 가질 수도 있고, 도시된 바와 같이 읽고자하는 위치의 수평 지시구(120)와 수직 지시구(130)에 구멍(122)을 뚫고 이 구멍(122)의 원주에서 내측으로 돌출되도록 원판(110)에 표시된 눈금을 가리키는 촉(122a)이 형성한 구성을 가질 수도 있다.
제 2 단부 처짐 측정기(100b)는 교각 코핑부의 일측면 상부 타단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판(110)과, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구(120')와, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구(130)를 포함한다.
즉, 제 2 단부 처짐 측정기(100b)의 구성은 상술한 제 1 단부 처짐 측정기(100a)의 구성과 동일하며, 단지 수평 지시구(120')의 설치 방향이 서로 대칭되는 점에 차이가 있다.
중앙부 처짐 측정기(100c)는 교각 코핑부의 일측면 상부 중앙부에 설치되며, 각도가 표시된 원판(110)과, 상기 원판(110)에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 한 쌍의 수평 지시구(120)(120')와, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구(130)를 포함한다.
즉, 중앙부 처짐 측정기(100c)는 상술한 제 1, 2 단부 처짐 측정 기(100a)(100c)를 결합시켜 놓은 구성과 유사하게, 수평 지시구(120)(120')를 제 1, 2 단부 측정기(100a)(100b)의 수평 지시구(120)(120') 방향으로 배치한 구성이다.
고정구(200)들은 상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기(100a)(100b)와 중앙부 처짐 측정기(100c)의 수직 지시구(130)의 직하방에 이격되어 고정되는데, 이격거리는 균열이 발생하여 처짐이 예상되는 코핑부의 하부가 된다.
연결재(300)는 상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기(100a)(100b)와 중앙부 처짐 측정기(100c)의수직 지시구(130)와 고정구(200), 및 제 1, 2 단부 처짐 측정기(100a)(100b)의 수평 지시구(120)(120')와 중앙부 처짐 측정기(100c)의 수평 지시구(120)(120')를 각각 서로 연결하여 측정기의 기준선이 된다.
이를 위해 연결재(300)에는 턴버클(400)을 연결하여 연결재가 팽팽하게 긴장될 수 있도록 길이를 조절한다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 설치방법 및 사용방법은 다음과 같다.
설치방법은, 측정하고자 하는 위치에 제 1, 2 단부 처짐 측정기, 중앙부 처짐 측정기 및 복수의 고정구를 고정한다. 고정방법은 앵커볼트를 이용하면 된다.
그 다음 이들을 서로 연결재를 이용해 연결하고 가능하면 턴버클로 연결재를 팽팽히 긴장시키면 된다. 이때, 수평 지시구가 각도계의 0°또는 180°를 가리키도록 하고 수직 지시구가 270°를 가리키도록 한다.
도 5a, 5b는 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치를 사용하여 처짐각과 처짐량을 측정하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제 1 단부 처짐 측정기와 중앙부 처짐 측정기의 설치 간격(a)을 알고 있는 상태에서 중앙부 처짐 측정기에서 읽힌 값이 θ1일 경우, 제 1 단부 처짐 측정기가 설치된 부분에서 상대처짐이 발생한 것을 알 수 있고, 그 때 상대처짐량(δv)은 아래의 수학식으로 얻을 수 있다.
δv = a×tanθ1
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 단부 처짐 측정기와 그 직하방에 설치된 고정구의 설치간격(b)을 알고 있는 상태에서 제 1 단부 처짐 측정기에서 읽힌 값이 θ2일 경우, 고정구가 설치된 부분에서 상대처짐이 발생한 것을 알 수 있고, 그 때 상대처짐량(δh)은 아래의 수학식으로 얻을 수 있다.
δh = b×tanθ2
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치를 이용함으로써 코핑부의 처짐위치, 처짐각 및 처짐량을 쉽게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치가 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 제 1 단부 처짐 측정기를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 제 2 단부 처짐 측정기를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치의 중앙부 처짐 측정기를 나타낸 사시도이다.
도 5a, 5b는 본 발명에 따른 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치를 사용하여 처짐각과 처짐량을 측정하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100a : 제 1 단부 처짐 측정기
100b : 제 2 단부 처짐 측정기
100c : 중앙부 처짐 측정기
200 : 고정구
300 : 연결재
400 : 턴버클

Claims (3)

  1. 교각 코핑부의 일측면 상부 일단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판(110)과, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구(120)와, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구(130)를 포함하는 제 1 단부 처짐 측정기(100a)와,
    교각 코핑부의 일측면 상부 타단부에 설치되며, 각도가 표시된 원판(110)과, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 수평 지시구(120')와, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구(130)를 포함하는 제 2 단부 처짐 측정기(100b)와,
    교각 코핑부의 일측면 상부 중앙부에 설치되며, 각도가 표시된 원판(110)과, 상기 원판(110)에 회전 가능하게 결합되어 수평 처짐각을 가리키는 한 쌍의 수평 지시구(120)(120')와, 상기 원판(110) 상에 회전 가능하게 결합되어 수직 처짐각을 가리키는 수직 지시구(130)를 포함하는 중앙부 처짐 측정기(100c)와,
    상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기(100a)(100b)와 중앙부 처짐 측정기(100c)의 수직 지시구(130)의 직하방에 이격되어 고정되는 복수의 고정구(200)와,
    상기 제 1, 2 단부 처짐 측정기(100a)(100b)와 중앙부 처짐 측정기(100c)의수직 지시구(130)와 고정구(200), 및 제 1, 2 단부 처짐 측정기(100a)(100b)의 수평 지시구(120)(120')와 중앙부 처짐 측정기(100c)의 수평 지시구(120)(120')를 각각 서로 연결하는 복수의 연결재(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 안전 진단용 처짐각 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 지시구(120)(120') 및 수직 지시구(130)에는 상기 원판(110)에 결합하기 위한 구멍(121)과, 상기 원판(110)에 표시된 눈금을 가리키는 촉(122a)이 돌출형성된 구멍(122)과, 상기 연결재(300)가 결합되는 구멍(123)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연결재(300)에는 길이조절용 턴버클(400)이 더 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물 안전진단용 처짐각 측정장치.
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