KR100885423B1 - 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 상부 시설의 변형계측 안전진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 힌지 회동 가능하며 단부에 발광센서가 형성된 측정봉과, 상기 측정봉의 단부에 형성된 발광센서에 반응하는 수광센서가 형성된 반응플레이트에 의해 교각의 노후화 및 지반의 붕괴나, 상부시설의 지속적인 하중 발생으로 인한 상판을 포함한 박스거더의 처짐이 발생되는 것을 효율적으로 진단하므로, 교량의 위험요소를 신속히 발견 및 인지하여 적절한 보수 및 보강이 가능하게 하고, 이로인한 항시 노면의 최적의 상태유지 및 통행하는 보행자나 차량의 안전이 보장되며, 더 나아가서는 교량의 붕괴사고와 같은 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 것으로,

본 발명은 상기 박스거더의 하부에 볼트 결합되며, 하부에 박스거더의 폭방향으로 축공이 형성된 고정플레이트와;

측면상 "

" 을 이루고, 정면상 "

"을 이루게 절곡형성되며, 상부측은 상기 고정플레이트의 축공에 축결합 되어 양측이 나사부에 의해 너트 체결되며, 하부측은 중간부에 힌지공이 형성되어 교각에 힌지결합되고, 단부에 적외선 빛을 발산하는 발광센서가 형성된 측정봉과;

상기 교각의 정면 상부에 앵커 고정되며, 상기한 발광센서에서 발산된 빛을 받아들이는 수광센서 및 수광상태를 점등하는 LED경고등을 다단으로 형성하되, 상기 수광센서는 상기한 측정봉의 힌지를 축점으로 하여 발광센서와 같은 선상의 원호를 이루게 3단계로 형성된 것이며, 각각의 수광센서에는 하부로 부터 녹색, 황색, 적색의 LED경고등이 각각 형성된 반응플레이트와;

상기 교각의 측면 상부에 앵커 고정되며, 상기한 발광센서 및 반응플레이트에 전원을 공급하기 위한 배터리함을 포함하여 구성된다.

교량, 상부시설, 박스거더, 측정봉, 발광센서, 수광센서

Description

회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법{Security Check System for Bridge Steel Box Girder by Using Rotating Measuring Rods}

본 발명은 교량 상부 시설의 변형계측 안전진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 힌지 회동 가능하며 단부에 발광센서가 형성된 측정봉과, 상기 측정봉의 단부에 형성된 발광센서에 의해 반응하는 수광센서가 형성된 반응플레이트에 의해 교량 상부시설의 과적하중에 의한 박스거더의 처짐현상을 진단하므로, 박스거더의 붕괴를 효과적으로 예방하고, 이로인한 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량이라함은 하천, 호소(湖), 해협, 만(灣), 운하, 저지 또는 다른 교통로나 구축물(構築物) 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물로, 사람의 통행이나 차량의 통행을 안전하고 효과적으로 할 수 있게 한 통행수단이다.

이러한 일반적인 교량(100)은 지중에 매설되는 교각기초와 상기 교각기초의 상부에 시공되는 교각(110)으로 구성되는 교량 하부시설과, 상기 교각의 상부에 설 치되는 스틸 박스거더(120)와, 상기 박스거더(120)의 상부에 시공되는 상판(130)(아스팔트 슬래브)으로 구성된 상부시설과, 상기 교량의 하부시설의 교각(110)의 상부면과, 상부시설의 박스거더(120)의 하부면 사이에서 교량의 상부하중의 전달 및 온도변화에 등에 따른 신축작용을 원활하게 하는 교좌장치(140)으로 구성된 것이다.

그런데, 상술된 특징을 갖는 교량은 경제성을 고려하여 짧은 구간에 설치되는 만큼 사후 관리에 크게 신경을 쓰지 않는 경우가 많다, 이는 관리에 필요한 시스템을 설치하는 것이 비경제적일 뿐만 아니라 관리를 위한 인원을 유지하는 것이 불합리하기 때문이다.

이로 인해 교각의 노후화 및 지반의 붕괴나, 상부시설의 지속적인 하중 발생으로 인해 상판을 포함한 박스거더의 처짐이 발생되어 노면이 고르지 못하게 될 수 있고, 이로인해 이를 통행하는 보행자는 물론 차량에 대한 안전을 보장하지 못하는 문제점이 발생하였으며, 더 나아가서는 교량의 붕괴사고와 같은 대형사고가 발생되는 등의 매우 심각한 문제점이 발생하였다.

특히, 이러한 교량 상부시설의 처짐현상은 그 교량 상판 및 박스거더에 지속적인 과적하중 발생 및 충격시 박스거더의 이음부 인접부위에서 민감하게 발생되는 것인바, 그 이음부 인접부의 지속적이고 효과적인 진단이 시급한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 교량 상부시설 박스거더의 처짐을 지속적으로 효율적인 측정이 가능하게 하므로서, 보행자 및 차량의 안전이나 교량의 붕괴사고를 미연에 방지할 수 있게 한 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로는,

지중에 매설되는 교각기초와, 상기 교각기초의 상단부에 연장되는 교각으로된 교량 하부시설과, 상기 교각의 상단부에 안착되는 스틸 박스거더와 교량상판으로 된 교량 상부시설과, 상기 하부시설과 상부시설 사이에 설치되어 교량의 신축작용을 단속하는 교좌장치로된 교량에 있어서,
상기 박스거더의 하부에 볼트 결합되며, 하부에 박스거더의 폭방향으로 축공이 형성된 고정플레이트와;
측면상 "

" 을 이루고, 정면상 "

"을 이루게 절곡형성되며, 상부측은 상기 고정플레이트의 축공에 축결합 되어 양측이 나사부에 의해 너트 체결되며, 하부측은 중간부에 힌지공이 형성되어 교각에 힌지결합되고, 단부에 적외선 빛을 발산하는 발광센서가 형성된 측정봉과;
상기 교각의 정면 상부에 앵커 고정되며, 상기한 발광센서에서 발산된 빛을 받아들이는 수광센서 및 수광상태를 점등하는 LED경고등을 다단으로 형성하되, 상기 수광센서는 상기한 측정봉의 힌지를 축점으로 하여 발광센서와 같은 선상의 원호를 이루게 3단계로 형성된 것이며, 각각의 수광센서에는 하부로 부터 녹색, 황색, 적색의 LED경고등이 각각 형성된 반응플레이트와;

상기 교각의 측면 상부에 앵커 고정되며, 상기한 발광센서 및 반응플레이트에 전원을 공급하기 위한 배터리함을 포함하여 구성함으로 달성할 수 있는 것이다.

삭제

삭제

삭제

이상과 같이 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법은, 힌지 회동 가능하며 단부에 발광센서가 형성된 측정봉과, 상기 측정봉의 단부에 형성된 발광센서에 반응하는 수광센서가 형성된 반응플레이트에 의해 교각의 노후화 및 지반의 붕괴나, 상부시설의 지속적인 하중 발생으로 인한 상판을 포함한 박스거더의 처짐이 발생되는 것을 효율적으로 진단하므로, 교량의 위험요소를 신속히 발견 및 인지하여 적절한 보수 및 보강이 가능하게 하고, 이로인한 항시 노면의 최적의 상태유지 및 통행하는 보행자나 차량의 안전이 보장되며, 더 나아가서는 교량의 붕괴사고와 같은 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

특히, 측정봉 및 반응플레이트를 교량 상부시설의 이음부와 인접하게 설치하므로, 상부시설의 처짐에 민감한 이음부의 인접부위의 진단이 용이한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미 로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발병명 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 진단장치의 분해상태를 나타낸 분해사시도, 도 3은 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 진단장치의 결합상태 사시도, 도 4는 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 측면도, 도 5는 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 진단장치의 결합상태 정면도이다.

도 2내지 도5의 도시와 같이 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법은 박스거더(2)의 하부에 고정되는 고정플레이트(10)와; 상부 일측이 고정플레이트(10)에 축결합되어 박스거더(2)의 처짐에 작동하는 측정봉(20)과; 상기 측정봉(20)의 작동에 의해 반응하는 반응플레이트(30)와; 전원을 공급하 기 위한 배터리(40)로 구성된 것으로,

상기 고정플레이트(10)는, 금속재의 판재로 이루어지며, 그 하부에는 박스거더(2)의 폭방향으로 축공(11)이 형성된 것으로, 박스거더(2)의 일측 즉, 교각(1)과 근접부에 볼트(B)에 의해 고정되게 구성된 것이다.

상기 측정봉(20)은, 금속재의 봉으로 측면상 "

" 을 이루고, 정면상 "

"을 이루게 절곡형성된 것으로, 그 상부측 수평부에는 양측에 나사부(21)가 형성되어, 그 상부측이 상기 고정플레이트(10)의 축공(11)에 회전가능하게 축결합 되며, 양측이 상기 나사부(21)에 너트(N) 체결되게 구성된 것이다.

이때, 고정플레이트(10)의 축공(11)에 삽입된 측정봉(20)의 상부측은 축공(11)내에서 회전이 가능하게 구성함이 바람직한 것이며, 그 양측에 결합된 너트(N)는 측정봉(20)의 되빠짐이 방지되게 구성된 것이다.

또한, 측정봉(20)의 하부측 수평부는 그 중간부에 힌지공(22)이 형성되어 교각(1)의 상부 정면에서 힌지(23) 결합되고, 그 끝단부에는 적외선 빛을 발산하는 발광센서(24)가 형성된 것이다.

이때, 상기 힌지(23)는, 그 힌지(23)를 축점으로 하여 측정봉(20)이 회동이 가능하게 구성된 것이다.

상기 반응플레이트(30)는, 교각(1)의 정면에서 전기한 발광센서(24)와 인접하게 앵커(A) 고정되는 것으로, 그 반응플레이트(30)에는 발광센서(24)에서 발산된 빛을 받아들이는 다수의 수광센서(31) 및 수광상태를 점등하는 다수의 LED 경고등(32)이 형성된 것으로,

상기 수광센서(31)는, 상기한 측정봉(20)의 힌지(23)를 축점으로 하여 발광센서(24)와 같은 선상의 원호를 이루게 3단계로 형성된 것이며, 각각의 수광센서(31)에는 하부로 부터 녹색, 황색, 적색의 LED경고등(32)이 각각 형성된 것이다.

이때, 상기한 녹색, 황색, 적색의 LED경고등(32)은 박스거더(2)의 처짐에 따른 안전신호, 경고신호, 위험신호를 각각 표시하게 되는 것이며, 수광센서(31)의 간격은 박스거더(2)의 처짐각도에 따른 위험도에 따라 정해짐이 바람직한 것이다.

한편, 상기한 측정봉(20)의 발광센서(24)와, 반응플레이트(30)의 수광센서(31)은 발광센서(24)가 힌지(23)를 축점으로 하여 회동시 각각의 수광센서(31)와 동일 수평선상을 이루게 되는 것이며, 소정간격 이격되어 회동시 간섭받지 않게 형성함이 바람직한 것이다.

상기 배터리함(40)은, 전원공급용 배터리가 내장된 것으로, 전기한 측정봉(20)의 발광센서(24) 및 반응플레이트(30)와 같이 전기를 필요로 하는 부분에 전기를 공급키 위한 것이다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명 박스거더의 안전진단 방법에 사용되는 진단장치는 교량의 상부시설인 박스거더(2) 및 교량의 하부시설인 교각(1)에 설치되는 것으로, 박스거더(2)의 하부 및 교각(1)의 상부에서 이루어지는 것인바, 그 박스거더(2)의 이음부 인접부위의 처짐현상을 진단하기 위한 것이다.

먼저, 그 설치된 상태를 살펴보면 도 5의 도시와 같이 측정봉(20)은 그 상부측의 수평부가 박스거더(2)의 하부에서 고정플레이트(10)에 결합되고, 그 하부측은 수평부의 중간부가 교각(1)에 힌지결합되고, 그 단부의 발광센서(24)는 교각(1)의 상부에 설치된 반응플레이트(30)의 수광센서(31)와 동일수평선상으로 인접하게 형성되는 것이다.

이때, 최초 설치되는 측정봉(20)은 그 측정봉(20)의 하부측 단부에 형성된 발광센서(24)가 반응플레이트(30)의 가장 하부에 형성된 수광센서(31)와 반응하게 설치되는 것으로, 이때, 그 수광센서(31)의 반응에 의해 녹색 LED경고등(32)이 점등되어 지는 것이다.

즉, 녹색 LED경고등(32)은 박스거더(2)의 처짐이 발생되지 않은 상태를 나타내는 것으로, 박스거더(2)를 포함한 교량상판(3)의 안전상태를 나타내게 되는 것이다.

한편, 도 6의 도시와 같이 교량 상부시설에 지속적인 과적하중이나 충격이 발생시 교량상판(3)을 포함한 박스거더(2)의 처짐 및 이탈현상이 발생되는 것인바, 측정봉(20)의 작동이 이루어지는 것이다.

즉, 박스거더(2)의 처짐과 함께 측정봉(20)은 그 힌지(23)를 축점으로 하여 회동이 이루어지는 것으로, 측정봉(20)의 회동시 그 하부측 단부에 형성된 발광센서(24)가 가장 하단의 수광센서(31)를 벗어나 중간부의 수광센서(31)와 동일선상에 위치하게되면, 그 발광센서(24)에서 발산된 적외선이 중간부의 수광센서(31)에 전해져 황색의 LED경고등(32)이 점등되는 것으로, 이때, 박스거더(2)의 처짐이 경고상태에 있음을 알리게 되는 것이다.

또한, 상기한 발광센서(24)가 중간부의 수광센서(31)를 지나 가장 상단에 있는 수광센서(31)에 미치게 되면 발광센서(24)에서 발산된 적외선은 가장 상단에 형성된 수광센서(31)에 전해지고 이때 적색의 LED경고등(32)이 점등되어, 박스거더(2)의 처짐현상이 위험수위에 도달하였음을 진단하는 것이다.

이상과 같이 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법은 박스거더(2)의 처짐 정도에 따라 LED경고등(32)의 점등 색상이 정해지므로, 안전상태, 경고상태, 위험상태의 진단이 신속하게 이루어지므로, 신속한 대처가 가능하여 항시 안전한 교량상태의 유지가 가능한 것이다.

도 1은 종래 교량 박스거더의 문제점을 나타낸 정면도.

도 2는 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 진단장치의 분해사시도.

도 3은 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 진단장치가 결합된 상태의 사시도.

도 4는 본 발명 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 진단장치가 결합된 상태의 측면도.

도 5는 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 진단장치가 결합된 상태의 정면도.

도 6은 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법의 작동도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 교각 2 : 박스거더

3 : 교량상판 4 : 교좌장치

10 : 고정플레이트 11 : 축공

20 : 측정봉 21 : 나사부

22 : 힌지공 23 : 힌지

24 : 발광센서 30 : 반응플레이트

31 : 수광센서 32 : LED경고등

40 : 배터리함

Claims (2)

1. 삭제
2. 지중에 매설되는 교각기초와, 상기 교각기초의 상단부에 연장되는 교각(1)으로된 교량 하부시설과, 상기 교각의 상단부에 안착되는 스틸 박스거더(2)와 교량상판(3)으로 된 교량 상부시설과, 상기 하부시설과 상부시설 사이에 설치되어 교량의 신축작용을 단속하는 교좌장치(4)로된 교량에 있어서,

   상기 박스거더(2)의 하부에 볼트(B) 결합되며, 하부에 박스거더(2)의 폭방향으로 축공(11)이 형성된 고정플레이트(10)와;

   측면상 "

   

   

   " 을 이루고, 정면상 "

   

   "을 이루게 절곡형성되며, 상부측은 상기 고정플레이트(10)의 축공(11)에 축결합 되어 양측이 나사부(21)에 의해 너트(N) 체결되며, 하부측은 중간부에 힌지공(22)이 형성되어 교각(1)에 힌지(23)결합되고, 단부에 적외선 빛을 발산하는 발광센서(24)가 형성된 측정봉(20)과;

   상기 교각(1)의 정면 상부에 앵커(A) 고정되며, 상기한 발광센서(24)에서 발산된 빛을 받아들이는 수광센서(31) 및 수광상태를 점등하는 LED경고등(32)을 다단으로 형성하되, 상기 수광센서(31)는 상기한 측정봉(20)의 힌지(23)를 축점으로 하여 발광센서(24)와 같은 선상의 원호를 이루게 3단계로 형성된 것이며, 각각의 수광센서(31)에는 하부로 부터 녹색, 황색, 적색의 LED경고등(32)이 각각 형성된 반응플레이트(30)와;

   상기 교각(1)의 측면 상부에 앵커(A) 고정되며, 상기한 발광센서(24) 및 반응플레이트(30)에 전원을 공급하기 위한 배터리함(40)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 회동식 측정봉을 이용한 교량 박스거더의 안전진단 방법.

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