KR100915963B1

KR100915963B1 - 교량상판간의 거리유지상태 확인을 위한 안전진단용 검사기구

Info

Publication number: KR100915963B1
Application number: KR1020090036240A
Authority: KR
Inventors: 김경진
Original assignee: (재)한국건설안전기술원
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2009-09-10

Abstract

본 발명은 설치가 간단하며, 교량 상판간의 거리변화를 실시간으로 감지하여 교량의 안전상태를 진단 및 검사할 수 있도록 된 새로운 구조의 검사기구에 관한 것으로,

본 발명에 따른 안전진단용 검사기구는 에어백(10)이 상판(2)의 사이에 끼워져, 상판(2)의 간격이 변화되면 상판(2)에 의해 에어백(10)의 양측면이 눌려 에어백(10) 내부의 압력이 변화되며, 이에 따라 제어부가 에어백(10) 내부의 압력을 감지하는 압력센서(30)의 신호와 온도센서(50)의 데이터를 수신하여 무선송신기(60)를 통해 무선송출하므로, 작업자가 상판(2)간의 간격변화를 실시간으로 확인할 수 있는 장점이 있다.

교량, 상판, 거리, 간격, 에어백, 안전,

Description

교량상판간의 거리유지상태 확인을 위한 안전진단용 검사기구{bridge safety diagnostication apparatus}

본 발명은 설치가 간단하며, 교량 상판간의 거리변화를 실시간으로 감지하여 교량의 안전상태를 진단 및 검사할 수 있도록 된 새로운 구조의 검사기구에 관한 것이다.

일반적으로, 교량은 도 1에 도시한 바와 같이, 일정간격으로 이격배치된 복수개의 교각(1)과, 상기 교각(1)의 상단에 걸쳐지도록 배치되는 복수개의 상판(2)으로 구성되된다. 이때, 상기 상판(2)은 기온변화에 따른 신축을 대비하여 각기 소정간격 거리를 유지한 상태로 이격되도록 배치된다.

한편, 이러한 상판(2)은 기온변화에 의한 신축에 의해 간격이 변화되는 것 이외에, 차량이 상판(2)을 통과할 때 발생되는 진동 또는 기타 외부 영향에 의해 간격이 비정상적으로 변동되는 경우가 발생된다. 이러한 경우, 상판(2)의 구조적 강도 또는 교량의 안전에 영향을 미칠 수 있으므로, 교량 상판(2)간의 거리유지상 태에 이상이 발생되는지의 여부를 지속적으로 감시하여야 한다.

따라서, 상판(2)의 간격을 감지하는 다양한 장치가 개발되어 사용되고 있으나, 이러한 장비는 설치가 번거롭고, 가격이 비싸서 많은 수의 교량에 모두 설치하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저렴하고 설치가 간단하며, 교량 상판간의 거리변화를 실시간으로 감지하여 교량의 안전상태를 진단 및 검사할 수 있도록 된 새로운 구조의 검사기구를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

플랙시블한 시트재질로 구성되고 내부에는 공기가 저장되며 상판의 사이에 끼워지는 에어백과;

에어백의 상단에 구비되어 상판에 걸려 에어백의 위치를 고정하는 지지대와;

에어백에 구비되어 에어백 내부의 압력을 측정하는 압력센서와;

압력센서에 연결된 제어유닛과;

제어유닛에 연결되어 에어백의 온도를 측정하는 온도센서와;

제어유닛에 연결되어 제어유닛과 온도센서에 의해 측정된 데이터를 무선송출하는 무선송신기와;

제어유닛에 연결된 배터리를 포함하며,

에어백의 일측에는 에어백의 외부로 연장되며, 내부에 밸브가 구비된 공기주입관이 구비된 것을 특징으로 하는 안전진단용 검사기구가 제공된다.

본 발명에 따른 안전진단용 검사기구는 상기 에어백(10)이 상판(2)의 사이에 끼워져, 상판(2)의 간격이 변화되면 상판(2)에 의해 에어백(10)의 양측면이 눌려 에어백(10) 내부의 압력이 변화되며, 이에따라 제어부가 에어백(10) 내부의 압력을 감지하는 압력센서(30)의 신호와 온도센서(50)의 데이터를 수신하여 무선송신기(60)를 통해 무선송출하므로, 작업자가 상판(2)간의 간격변화를 실시간으로 확인할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2내지 도 4에 의하면, 본 발명에 따른 안전진단용 검사기구는, 플랙시블한 시트재질로 구성되며 내부에는 공기가 저장되어 상판(2)의 사이에 끼워지는 에어백(10)과; 상기 에어백(10)의 상단에 구비되어 상판(2)에 걸려 에어백(10)의 위치를 고정하는 지지대(20)와; 상기 에어백(10)에 구비되어 에어백(10) 내부의 압력을 측정하는 압력센서(30)와; 상기 압력센서(30)에 연결된 제어유닛(40)과; 상기 제어유닛(40)에 연결되어 상기 에어백(10)의 온도를 측정하는 온도센서(50)와; 상기 제어유닛(40)에 연결되어 상기 제어유닛(40)과 온도센서(50)에 의해 측정된 데이터를 무선송출하는 무선송신기(60)와; 상기 제어유닛(40)에 연결된 배터리(70)로 이루어진다.

상기 에어백(10)은 신축이 되지 않으면서 외력에 의해 자유롭게 변형될 수 있는 합성수지재의 시트를 부착하여 상하로 긴 럭비공 형태로 구성되어, 도 4의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, 외부를 가압하면 내부공간의 체적이 변화되면서 내부에 저장된 공기의 압력이 변화되도록 구성된다. 따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 에어백(10)을 상판(2)의 사이에 끼운 상태에서 상판(2)의 간격이 좁아지면 상판(2)의 측면에 의해 에어백(10)의 전후면이 가압되며 이에따라 내부의 공기가 압축되어 내부의 압력이 높아지게 되며, 상판(2)의 간격이 넓어질 경우 반대로 내부의 압력이 낮아지게 된다. 또한, 상기 에어백(10)의 일측에는 내부에 밸브(12)가 구비되어 에어백(10)의 외측으로 길게 연장되는 공기주입관(11)이 구비된다. 이때, 공기주입관(11)의 단부에는 공기펌프를 연결할 수 있는 탭(13)이 구비되며, 상기 밸브(12)는 공기가 에어백(10)의 내부로 주입될 때 개방되는 원웨이밸브(12)로 이루어져, 상기 공기주입관(11)의 탭(13)에 공기펌프를 연결하여 에어백(10)의 내부에 공기를 주입완료하면 밸브(12)가 자동으로 닫혀 에어백(10) 내부의 유체가 외부로 누출되지 않도록 한다.

상기 지지대(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 좌우로 긴 막대형상으로 구성되어 와이어(21) 등에 의해 상기 에어백(10)의 상단에 연결된 것으로, 상기 에어백(10)을 상판(2)의 사이의 틈을 삽입하면 상기 지지대(20)가 상판(2)의 상면에 걸려 에어백(10)이 상판(2) 사이의 틈 중간부에 고정되도록 구성된다.

상기 압력센서(30)는 상기 에어백(10)의 내부에 고정설치되어 에어백(10)의 내부에 저장된 공기의 압력변화를 감시하여 감시된 데이터를 상기 제어유닛(40)으로 출력하는 기능을 한다.

상기 제어유닛(40)은 상기 압력센서(30)의 데이터를 수신하여 에어백(10)의 압력변화를 감히하고, 수신된 에어백(10)의 압력데이터는 상기 무선송신기(60)로 출력한다. 이때, 상기 제어유닛(40)에는 도시안된 제어스위치가 구비되어 작업자가 제어스위치를 조작하여 제어유닛(40)을 on-off 시킬 수 있다.

상기 온도센서(50)는 상기 에어백(10)의 내부에 구비되어, 에어백(10) 내부의 온도를 감지하여 상기 제어유닛(40)으로 출력하는 기능을 한다.

상기 배터리(70)는 상기 제어유닛(40)에 연결되어 동력원인 전기를 공급한다.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 작업자가 내부의 공기가 모두 배출된 에어백(10)을 상기 상판(2) 사이의 틈으로 삽입될 수 있도록 접은 상태에서, 에어백(10)을 상판(2) 사이의 틈으로 집어넣으면 상기 지지대(20)가 상판(2)의 상면에 걸려 에어백(10)이 고정되도록 한다. 그리고, 상기 공기주입관(11)에 공기펌프를 연결하여 에어백(10)의 내부에 공기를 주입하면, 상기 에어백(10)이 점선으로 도시한 바와 같이, 부풀어오르면서 외즉면이 상기 상판(2)의 측면에 각각 밀착된다. 이때, 작업자는 에어백(10)이 상판(2)의 측면에 각각 밀착된 상태에서 에어백(10)의 내부에 공기를 좀더 주입하여 상판(2)의 간격이 벌어질 경우에 이에 맞추어 에어백(10)이 더 부풀어오를 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제어유닛(40)을 on 시키면, 제어유닛(40)은 상기 압력센서(30)와 온도센서(50)에서 출력된 에어백(10) 내부의 압력데이터와 온도데이터를 수신하여 상기 무선송신기(60)로 출력하여, 무선으로 작업자가 수신할 수 있도록 한다. 그리고, 작업자는 수신된 에어백(10) 내부의 압력데이터와 온도데이터를 수신하여 에어백(10) 내부의 온도값에 따른 에어백(10) 내부의 압력변화값을 계산하여, 실제 상기 상판(2)의 간격변화에 따른 에어백(10) 내부의 압력변화를 계산하고, 이를 바탕으로 상판(2)의 간격변화를 간접적으로 계산할 수 있다. 즉, 상기 에어백(10) 내부의 압력이 증가될 경우, 상판(2)의 간격은 줄어든 것을 유추할 수 있으며, 이를 비례적으로 연산하여 에어백(10) 내부의 압력변화를 바탕으로 상판(2)간의 거리유지상태를 대략적으로 계산할 수 있다.

이때, 상기 에어백(10) 내부의 유체는 상기 상판(2)의 간격이 변화됨에 따라 압축 또는 팽창되어 압력이 변화됨과 동시에, 내부의 온도변화, 즉, 기온변화에 따라 팽창 또는 수축되어 압력이 변동되므로, 단순히 에어백(10) 내부의 압력의 변화만을 측정하여서는 내부의 압력변화가 상판(2)의 간격변화에 의한 것인지 또는 온도변화에 따른 것인지 확인할 수 없다. 따라서, 에어백(10) 내부의 온도변화를 측정하여, 온도변화에 따른 압력변화값을 계산하고, 상기 압력센서(30)에 의해 측정된 에어백(10) 내부의 압력변화값과, 전술한 방법에 의해 계산된 온도변화에 따른 압력변화값을 상호 연산하므로써, 순수하게 상판(2)의 간격변화에 의해 발생된 에어백(10) 내부의 압력변화값을 계산하고, 이와같이 계산된 에어백(10) 내부의 압력변화값을 이용하여 상판(2)의 간격변화를 계산할 수 있다.

그리고, 이와같이 구성된 안전진단용 검사기구는 여러개 연결된 상판(2) 사이의 틈에 각각 설치되어, 상판(2) 양측의 간격을 동시에 측정하여, 특정 상판(2) 양측의 간격이나 간격 변화량이 기준치 이상으로 변동될 경우, 상판(2)의 위치에 이상이 발생된 것으로 판단하여, 추가적인 정밀 측정을 통해 상판(2) 위치의 이상유무를 확인할 수 있다.

이와같이 구성된 안전진단용 검사기구는 작업자가 상기 에어백(10)을 상판(2)의 사이에 기워넣은 후, 에어백(10)에 유체를 주입하는 것만으로 설치를 완료할 수 있으므로, 설치가 매우 편리하며, 구조가 간단하여 코스트를 절감할 수 있는 장점이 있다. 특히, 에어백(10)은 공기를 빼내면 부피가 최소화되어 좁은 상판(2) 사이의 틈에도 손쉽게 설치할 수 있으므로, 사용이 매우 편리한 장점이 있다.

또한, 상기 온도센서(50)를 이용하여 에어백(10) 내부의 온도를 측정하므로써, 온도변화에 따른 에어백(10)의 내부압력 변화를 연산할 수 있으므로, 상판(2)의 간격이 변하지 않은 상태에서 외부온도의 변화에 따라 에어백(10) 내부의 압력이 변화되는 값을 계산하고, 이를 바탕으로 실제 상판(2)의 간격변화에 따른 에어백(10) 내부의 압력변화값을 계산할 수 있으므로, 상판(2)의 간격변화를 정확하게 계산할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예의 경우, 상기 에어백(10)은 상하로 긴 럭비공 형태로 구성된 것을 예시하였으나, 상기 에어백(10)의 형상은 자유롭게 변경될 수 있다.

도 1은 일반적인 교량의 구성을 도시한 참고도,

도 2는 본 발명에 따른 안전진단용 검사기구를 도시한 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 안전진단용 검사기구의 설치방법을 도시한 참고도,

도 4는 상판의 간격변화에 따른 에어백의 형태변화를 설명한 참고도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 교각 2: 상판 10: 에어백

20: 지지대 30: 압력센서 40: 제어유닛

50: 온도센서 60: 무선송신기 70: 배터리

Claims

플랙시블한 시트재질로 구성되고, 내부에는 공기가 저장되며, 상판(2)의 사이에 끼워지는 에어백(10)과;

에어백(10)의 상단에 구비되어 상판(2)에 걸려 에어백(10)의 위치를 고정하는 지지대(20)와;

에어백(10)에 구비되어 에어백(10) 내부의 압력을 측정하는 압력센서(30)와;

압력센서(30)에 연결된 제어유닛(40)과;

제어유닛(40)에 연결되어 에어백(10)의 온도를 측정하는 온도센서(50)와;

제어유닛(40)에 연결되어 제어유닛(40)과 온도센서(50)에 의해 측정된 데이터를 무선송출하는 무선송신기(60)와;

제어유닛(40)에 연결된 배터리(70)를 포함하며,

에어백(10)의 일측에는 에어백(10)의 외부로 연장되며 내부에 밸브(12)가 구비된 공기주입관(11)이 구비된 것을 특징으로 하는 안전진단용 검사기구.