KR100917658B1 - 교량 안전진단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 안전진단장치에 관한 것으로 상세하게는 교량의 박스거더 외측면에 설치되는 이동판과, 상기 이동판과 맞물려 회전하는 기어가 설치된 고정기어와, 상기 고정기어와 연결되는 측정장치와 상기 측정장치와 연결되어 작동되는 경고등을 포함하여 구성 되어지는 것을 특징으로 하는 교량 안전진단장치에 관한 것이다.

박스, 거더, 교량, 인장, 안전진단

Description

교량 안전진단장치{Safety diagnosis equipment to bridge}

본 발명은 교량 안전진단장치에 관한 것으로 상세하게는 교량의 박스거더 외측면에 설치되는 이동판과, 상기 이동판과 맞물려 회전하는 기어가 설치된 고정기어와, 상기 고정기어와 연결되는 측정장치와 상기 측정장치와 연결되어 작동되는 경고등을 포함하여 구성 되어지는 것을 특징으로 하는 교량 안전진단장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 강선 보강은 교량에 있어서, 기존 교량에 있어서는 늘어나는 교통 하중에 대한 강도 보강 내지는 허용 기준 강도의 상향 조정 등, 신축 교량에 있어서는 구조물에 미치는 하중으로 인한 구조물의 변형이나 처짐 등을 방지 하기 위하여 이를 바로 잡기 위한 이유로 설치된다.

1970년대 초부터 국내에 본격적으로 가설되기 시작한 PC(Prestessed Concre te)보 교량들의 노후화와 설계하중의 상향으로 인하여 기존 PC보의 보강이 불가피하게 되었다. 1990년 초부터 PC보의 강성을 보강하기 위한 방안으로 강판 압착공법, 탄소섬유 부착공법 및 외부 프리스트레스 도입공법이 개발되었다.

상기 방법중 최근에는 보강효과가 가장 뛰어난 것으로 평가된 외부 프리스트 레스 도입공법이 가장 각광을 받고 있다.

외부 프리스트레스 도입공법은 1980년대 말부터 시작되어 PC보 교량에 적용되었지만 초기에는 시공상태의 불량 및 보강효과에 대한 의문 등으로 시공완료후, 짧은 기간내에 철거된 경우가 있을 정도로 기술력, 시공력이 부족하였다.

그러나 1990년 초부터 PC보 강선을 보강하기 위한 여러 방안들이 제안되어 현재까지 적용되어 시공되고 있다.

이러한 외부 프리스트레스 도입공법(External Prestressing Method)에 의한 PC보의 보강공법은 정착장치의 정착방법에 따라 크게 전단지지방식, 마찰지지방식 및 지압지지방식으로 나누어진다.

먼저 전단지지방식은, 보의 헌치부 안쪽에 앵커바용 구멍을 천공하여 철근을 배근한 후 콘크리트 정착부를 형성하여 외부긴장재의 인장력을 지지하는 방식이다.

이러한 종래의 전단지지방식은 자재의 구입이 용이하고 경제적이며, 정착부와 본체의 재료가 동일하여 강성이 같고 일체성이 좋으나, 시공성이 나쁘고 품질확보에 어려움이 많다. 그리고 인장력에 대한 앵커볼트의 수가 많아 정착구의 크기가 커지게 된다.

천공 작업시에 기존 PS텐션을 손상시킬 우려가 있다.

콘트리트의 노후화로 강도가 약할 경우에는 앵커볼트의 인발 강도가 부족하여 정착부의 지지력이 감소할 수 있다.

그리고 마찰지지방식은 보의 헌치부 안쪽의 복부를 천공하여 PS강봉을 관통시켜 정착구를 고정하여 외부 긴장재의 인장력을 지지하는 방식이다.

이러한 마찰지지방식은 정착구의 크기가 작고 가벼우며 외관상 유지관리를 위한 관측이 용이하고, 필요시 재 인장 작업이 용이한 장점이 있으나, 정착부가 노출된 형식으로 보강후 유지관리가 필수적이다. 그리고 PS강봉의 인장력 손실에 따라 정착력이 감소할 수 있다. 또 새들에 집중력이 발생하여 상부에 균열이 발생할 우려가 있고, 천공부에서 보의 중앙 방향으로 압축력이 작용하므로 콘크리트의 지압응력과 내부 철근의 손상 여부를 검토하여야 하며, 지점쪽 후면에는 인장력이 작용하므로 균열 여부를 검토하여야 하는 문제점이 있다.

한편 지압지지방식은 PC단부 마구리에 ㄷ자 형태의 지압판을 설치하여 정착부를 형성한 후단부의 지압력에 의해서 외부 긴장재의 인장력을 지지하는 방식이다.

이는 단부에서 압축력을 도입하므로 긴장효과를 보 내부에 균등하게 줄 수 있는 효과와 기 제작된 철물을 이용하여 시공기간을 단축할 수 있는 장점이 있으나, 지압판이 보 사이에 삽입되므로 보의 신축이음을 저해하는 원인이 될 수 있으며, PC보 단부의 파괴 우려가 높다. 그리고 PC보의 간격이 좁을 경우 시공상의 제약이 있게 되며, 인장력이 증가함에 따라서 들뜸현상(Prying Action)이 발생하여 지압 면에 부등압축력이 발생할 수 있다. 또한 인장력이 크게 도입될 경우 장기적으로 용접부의 파손여부에 대한 관리가 필요한 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 공법에 대한 문제점을 종합하면, 현재까지 국내·외에서 PC보의 보강공법으로 사용하고 있는 전단지지방식, 마찰지지방식 및 지압지지방식은 앞에서 서술한 바와 같이 시공성 및 기존 교량구조물의 건전성 확보측면에서 개 선의 필요성이 지적되고 있으며 다음과 같은 문제점에 대한 보완대책이 검토되어야 한다.

PC보의 정착단에 보강을 위한 천공 혹은 앵커볼트 설치시 기존의 PC 강선이나 철근에 손상을 줄 수 있다.

시공당시에 비하여 PC보가 열화된 상태에서 응력집중이 많이 되어 있는 PC보 단부에 프리스트레스(Pre-stress)를 도입할 경우 정착장치 설치부위의 하중 지지력이 불충분하여 소요량의 프리스트레스를 도입하기 어렵다.

보강공사 완료후 천공부 및 앵커볼트 주변에 균열이 발생할 우려가 있으며 이 경우 기존 보의 안전성에 영향을 줄 수 있다.

기존의 내부 프리스트레스에 보강을 위한 외부 프리스트레스가 추가로 도입되어 PC보 단부에 큰 하중이 작용하므로 PC보의 압축변형으로 인한 교량 상부 슬래브에 균열 혹은 국부적인 파괴현상이 발생하여 교량의 안전성을 저해할 수 있다.

상기의 문제점을 해격하기 위하여 교량의 박스거더 외측면에 설치되는 이동판과, 상기 이동판과 맞물려 회전하는 기어가 설치된 고정기어와, 상기 고정기어와 연결되는 측정장치와 상기 측정장치와 연결되어 작동되는 경고등을 포함하여 구성되는 안전진단장치로 박스거더의 인장 현상을 측정할 수 있는 교량 안전진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 교량 안전진단장치에 관한 것으로서 교량의 박스거더 외측면에 설치되는 이동판과, 상기 이동판과 맞물려 회전하는 기어가 설치된 고정기어와, 상기 고정기어와 연결되는 측정장치와 상기 측정장치와 연결되어 작동되는 경고등을 포함하여 구성되어진다.

본 발명은 교량의 박스거더 외측면에 설치되는 이동판과, 상기 이동판과 맞물려 회전하는 기어가 설치된 고정기어와, 상기 고정기어와 연결되는 측정장치와 상기 측정장치와 연결되어 작동되는 경고등을 포함하여 구성되는 안전진단장치를 이용하여 상기 박스거더의 인장 및 축소를 측정할 수 있으므로 상기 박스거더가 인장되어 상기 박스거더 간에 발생되는 충돌을 미리 발견하여 조취를 취할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 교량 박스거더의 인장을 측정하는 안전진단 장치에 있어서, 교량 상판과 교각 간에 설치되는 박스거더(10)와; 상기 박스거더(10)의 외측벽에 길이방향으로 고정설치되어지며, 하측면에 톱니가 형성된 이동판(11)과; 상기 이동판(11)의 톱니에 맞물려 회전하는 기어(21)가 설치되어 상기 교각에 고정되는 고정기어(21)와; 상기 고정기어(21)와 체인으로 연결되어지며, 상기 교량 상판의 측면에 설치되어 점검자가 확인할 수 있도록 표시하는 측정장치(30)와; 상기 측정장치(30)와 연결되어 상기 박스거더(10)의 인장 범위가 위험수치 이상 인장되어지면 작동되어지는 경고등(40);을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 측정장치(30)의 내부에는 제어장치(33)가 설치되어 상기 지시침(34)과 연결되어 상기 측정장치(30)의 외부에 설치된 경고등(40)을 작동시키며, 외부와 유무선 통신장치를 통해 유무선으로 통신을 할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

교량 상판과 교각 간에 설치되는 박스거더(10)의 외측면에 길이방향으로 설치되는 이동판(11)의 하측면에는 톱니가 형성되어지며, 상기 교각의 상측에 기어가 결합된 고정기어(21)가 설치되어 상기 이동판(11)의 톱니와 상기 기어(21)가 맞물려 상기 이동판(11)의 이동으로 상기 기어(21)가 회전하며, 상기 교량 상판의 일측에 설치된 측정장치(30)와 체인으로 상기 기어가 연결되어 상기 기어의 회전으로 상기 측정장치(30)에서 상기 기어(21)의 회전을 눈금으로 표시하게되며, 상기 측정장치(30)와 연결되어 상기 박스거더(10)의 인장 범위가 일정 범위 이상 인장되어지면 작동되어지는 경고등(40)이 상기 측정장치(30)의 외부에 설치되어진다.

그리고, 상기 측정장치(30)의 내부에는 상기 기어와 체인으로 연결되어 회전하는 지침(31)이 중앙에 설치되고, 상기 지침(31)이 지시하는 눈금이 새겨진 원판 형태의 눈금판(32)이 설치되며, 상기 눈금판(32)의 일정수치의 눈금마다 지시침이 설치되어 상기 측정장치(30)의 내부에 설치되어지는 제어장치(33)와 연결되어지며, 상기 제어장치(33)는 상기 지시침(34)이 지침(31)과 접촉되어지면 상기 경고등(40)을 동작시키며, 내부에 내장된 유,무선 통신장치로 외부의 단말기와 유무선으로 통신하여 현상태를 전송하여 점검자가 비상상황을 쉽게 알 수 있도록 한다.

또한, 상기 측정장치(30)의 상기 눈금판(32)과 지침(31)이 보이는 측면은 투명한 재질로 이루어져 덮개를 열지 않고도 상태를 확인 할 수 있도록 한다.

본 발명을 이용한 측정 방법은 다음과 같다.

박스거더(10)가 열로 인하여 인장되거나 축소되면 상기 이동판(11)이 상기 박스거더(10)와 함께 이동되어 상기 고정기어(21)의 기어(21)가 맞물려 회전하게 된다.

그러면 상기 기어(21)와 체인으로 연결되어진 상기 측정장치(30)의 지침(31)이 회전하여 상기 눈금판(32)의 눈금을 가리키게 되고, 일정 각도 이상 상기 지침(31)이 회전하게 되면 상기 눈금판(32)의 지시침(34)과 접촉되며, 상기 지시침(34)과 연결된 제어장치(33)는 상기 지시침(34)에서 전송되는 신호를 통해 상기 경고등(40)을 작동시킴과 동시에 유무선 통신장치를 통해 외부의 단말기에 현 상태 정보를 전송하게 된다.

상기 제어장치(33)에서 송신된 신호를 수신한 단말기는 현 상황을 표시하고 이를 확인한 점검자는 신속하게 조치를 취하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 교량 안전진단장치의 전체 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 교량 안전진단장치의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 교량 안전진단장치의 정상상태도,

도 4는 본 발명에 따른 교량 안전진단장치의 이상 상태시 동작도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 박스거더 20 : 고정기어

30 : 측정장치 40 : 경고등

Claims (3)

1. 교량 박스거더의 인장을 측정하는 안전진단 장치에 있어서,

   교량 상판과 교각 간에 설치되는 박스거더(10)와;

   상기 박스거더(10)의 외측벽에 길이방향으로 고정설치되어지며, 하측면에 톱니가 형성된 이동판(11)과;

   상기 이동판(11)의 톱니에 맞물려 회전하는 기어(21)가 설치되어 상기 교각에 고정되는 고정기어(21)와;

   상기 고정기어(21)와 체인으로 연결되어지며, 상기 교량 상판의 측면에 설치되어 점검자가 확인할 수 있도록 표시하는 측정장치(30)와;

   상기 측정장치(30)와 연결되어 상기 박스거더(10)의 인장 범위가 위험수치 이상 인장되어지면 작동되어지는 경고등(40);을 포함하며,

   상기 측정장치(30)는 중앙에 설치되어 상기 고정기어(21)와 체인으로 연결되어 회전하는 지침(31)과, 상기 지침(31)으로 지시되어지는 눈금이 형성된 눈금판(32)과, 상기 눈금판(32)의 일정 눈금마다 설치되는 지시침(34)으로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 교량 안전진단장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 측정장치(30)의 내부에는 제어장치(33)가 설치되어 상기 지시침(34)과 연결되어 상기 측정장치(30)의 외부에 설치된 경고등(40)을 작동시키며, 외부와 유무선 통신장치를 통해 유무선으로 통신을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 교량 안전진단장치.
3. 삭제

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