KR100930805B1 - 거더 시험용 비틀림 장치 - Google Patents

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김상우
이정윤
황현복
정연걸
박종욱
최임준
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 거더(G)에 비틀림 모멘트를 유발시키는 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 반시계 방향으로 편축회전하면서 거더(G)의 일단부를 비트는 일측 회전부재(52); 상기 일측 회전부재(52)와 이격상태로 정렬되고, 시계방향으로 회전하면서 거더공(GH)에 고정된 상기 거더(G)의 타단부를 비트는 타측 회전부재(54); 상기 거더(G)를 파지하여 상기 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 거더(G)를 고정하는 패스너(60); 상기 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 상기 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 가압하는 가압부재(70); 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)를 편축회전이 가능한 상태로 지지하고, 적층형태의 구조를 갖는 베어링부재(80) 및; 상기 베어링부재(80)의 부품들을 일체적으로 연결하여, 베어링부재(80)가 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 편축회전력에 의해 분리되는 것을 방지하는 분리방지부재(90):를 포함한다. 본 발명은 베어링부재가 단순하게 구성됨에 따라 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 실험을 위해 간편하게 세팅할 수 있다.
거더, 시험, 비틀림, 편축, 회전

Description

거더 시험용 비틀림 장치 { TWISTER FOR GIRDER TEST }
본 발명은 거더의 파괴특성을 시험하기 위해 모형 거더를 비틀면서 비틀림 모멘트를 유발시키는 비틀림장치에 관한 것으로서, 모형 거더의 양단부를 상반되는 방향으로 비틀어서 비틀림 모멘트를 유발시키는 비틀림장치에 관한 것이다.
일반적으로 기둥과 직각상태로 설치되는 거더는 건축이나 토목분야에서 주로 이용된다. 이러한 거더는 모형을 제조한 후 이 모형을 통해 전단파괴나 휨파괴 또는 비틀림 강도 등을 시험한다. 이때, 모형으로 제조된 거더는 비틀림장치에 의해 강제로 비틀려진다.
이와 같이 모형 거더를 비트는 거더 시험용 비틀림장치는 모형 거더의 양단부를 서로 상이한 방향으로 강제회전시켜서 비틀림 모멘트를 유발한다. 즉, 거더 시험용 비틀림장치는 거더의 일단부를 반시계방향으로 회전시키고, 거더의 타단부를 시계방향으로 회전시켜서 거더를 비튼다. 이때, 거더 시험용 비틀림장치는 거더의 양단부를 회전시키는 회전부재를 통해 거더를 비튼다.
그러나, 전술한 바와 같은 일반적인 거더 시험용 비틀림장치는 회전부재를 회전가능하게 지지하는 미도시된 일부의 지지부재가 회전부재의 회전력에 의해 이 탈될 수 있는 안전상의 문제가 있다.
또한, 일반적인 거더 시험용 비틀림장치는 전술한 지지부재가 다소 복잡하게 구성되어 제조비용이 과도하게 소요되는 문제도 있다.
아울러, 여러개의 부품으로 매우 복잡하게 구성되어 세팅이 매우 어렵고 불편하다는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 회전부재를 회전가능하게 지지하는 지지부품들을 일체적으로 연결하여 지지부품들이 회전부재에서 발생되는 회전력에 대항할 수 있도록 구성된 거더 시험용 비틀림장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.
또, 전술한 지지부재가 단순하게 구성되어 지지부재의 부품 수를 절감할 수 있고, 부품 수의 절감을 통해 세팅(설치)의 편리성을 더 해줄 수 있는 거더 시험용 비틀림장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
또한, 지지부재를 구성하는 부품들을 간접적으로 연결시켜서 지지부재의 회전시 구성부품들이 분리되면서 이탈되는 것을 방지할 수 있는 거더 시험용 비틀림장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 거더 시험용 비틀림장치는, 모형 거더를 비틀면서 비틀림 모멘트를 유발시키는 비틀림장치에 있어서, 상기 거더의 일단부가 고정되어 일측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 반시계방향으로 편축회전하면서 거더의 일단부를 비트는 일측 회전부재; 상기 일측 회전부재와 이격상태로 정렬되고, 상기 거더의 타단부가 고정되어 타측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 시계방향으로 편축회전하면서 거더공에 고정된 거더의 타단부를 비트는 타측 회전부재; 상기 타측 회전부재 및 일측 회전부재에 일체로 마련되고, 상기 거더를 파지하여 타측 회전부재 및 일측 회전부재에 거더를 고정하는 패스너; 상기 패스너에 의해 상기 거더가 고정된 상기 일측 회전부재 및 타측 회전부재의 상부에서 일측 회전부재의 일측 상부 및 타측 회전부재의 타측 상부를 가압하는 가압부재; 상기 가압부재에 의해 가압되는 상기 일측 회전부재 및 타측 회전부재를 편축회전이 가능한 상태로 지지하고, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재 및; 상기 베어링부재의 부품들을 일체적으로 연결하여, 베어링부재가 상기 일측 회전부재 및 타측 회전부재의 편축회전력에 의해 분리되는 것을 방지하는 분리방지부재:를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 의한 거더 시험용 비틀림장치는, 베어링부재가 단순하게 구성됨에 따라 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 특히, 베어링볼을 이용하여 지지베어링을 구성하므로 지지베어링을 심플하게 구성할 수 있을 뿐만 아니라 회전부재가 좌우나 전후로 이동하는 것을 허용할 수 있는 효과가 있으며, 더 나아가 베어링부재가 단순하게 구성됨에 따라 용이하게 세팅(설치)을 실시할 수 있는 효과가 있다.
또한, 분리방지부재가 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재의 분리를 방지하므로 베어링부재의 일부 부품이 분리되면서 발생될 수 있는 안전사고를 사전에 예방할 수 있는 효과도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 거더 시험용 비틀림장치에 대 해 설명하면 다음과 같으며, 첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 거더 시험용 비틀림장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 힌지베어링을 확대 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 지지베어링을 확대 도시한 2차원 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 비틀림장치의 작동상태를 도시한 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 거더 시험용 비틀림장치는 도시된 바와 같이 일측 회전부재(52); 타측 회전부재(54); 패스너(60); 가압부재(70); 베어링부재(80) 및; 분리방지부재(90);를 포함한다.
일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)는 도시된 바와 같이 서로 이격된 상태를 이루면서 일직선으로 정렬형태를 취한다. 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)는 도시된 바와 같이 시험용 모형 거더(G)의 양단부에 제각기 고정된다.
일측 및 타측 회전부재(52, 54)는 도시된 바와 같이 테두리판(52a, 54a); 스티프너(52b, 54b) 및; 웨브(52c, 54c);를 포함한다. 이렇게 구성되는 일측 및 타측 회전부재(52, 54)는 거더(G)의 회전에 필요한 소요하중(비틀림력)에 견딜 수 있도록 테두리판(52a, 54a)의 형상(두께, 폭, 길이, 높이 등)를 결정하여 사각링 형태의 테두리판(52a, 54a)을 우선적으로 제조하고, 이러한 테두리판(52a, 54a)의 변형이 방지되도록 스티프너(52b, 54b) 및 웨브(52c, 54c)를 테두리판(52a, 54a)에 용접으로 부착함으로써 완성된다.
테두리판(52a, 54a)은 도시된 바와 같이 사각의 링형태로 형성된다. 이러한 테두리판(52a, 54a)은 도시된 바와 같이 거더(G)가 일측으로 관통된다. 물론 거더(G)는 테두리판(52a, 54a)에 용접된 스티프너(54b, 54b) 및 웨브(52c, 54c)를 통 해 테두리판(52a, 54a)을 관통한다. 이때, 거더(G)는 테두리판(52a, 54a)의 일측으로 관통됨에 따라 편심상태로 테두리판(52a, 54a)을 관통한다. 이러한 거더(G)는 후술되는 패스너(60)에 의해 테두리판(52a, 54a)에 편심상태로 고정된다.
스티프너(52b, 54b)는 도시된 바와 같이 격자상태를 이루면서 테두리판(52a, 54a)의 내측에 용접으로 고정된다. 이러한 스티프너(52b, 54b)는 도시된 바와 같이 일측에 거더(G)가 관통되는 거더공(GH)이 편심형성된다. 따라서, 거더(G)는 도시된 바와 같이 거더공(GH)을 통해 스티프너(52b, 54b)를 관통한다. 이와 같은 스티브너(52b, 54b)는 테두리판(52a, 54a)이 회전되면서 거더(G)를 비틀을 경우, 테두리판(52a, 54a)을 견고하게 지지하여 테두리판(52a, 54a)이 변형되는 것을 방지한다.
웨브(52c, 54c)는 도시된 바와 같이 수직으로 형성된 금속판이며, 테두리판(52a, 54a) 및 스티프너(52b, 54b)의 일측에 용접으로 부착된다. 이러한 웨브(52c, 54c)는 거더(G)가 관통되도록 도시된 바와 같이 일측이 거더공(GH)과 연통된다. 따라서, 거더(G)는 거더공(GH)을 통해 스티프너(52b, 54b) 및 웨브(52c, 54c)를 관통한다. 이와 같은 웨브(52c, 54c)는 테두리판(52a, 54a)이 회전되면서 거더(G)를 비틀을 경우, 테두리판(52a, 54a) 및 스티프너(52b, 54b)의 일측을 견고하게 지지하여 테두리판(52a, 54a)이 변형되는 것을 방지한다.
한편, 전술한 패스너(60)는 도시된 바와 같이 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)에 일체로 마련된다. 패스너(60)는 도시된 바와 같이 거더(G)를 파지하여 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)에 거더(G)를 고정한다.
이러한 패스너(60) 예컨대, 확대 도시된 바와 같이 거더(G)의 표면을 향하는 상태로 회전부재(52, 54)에 고정되는 복수개의 너트(62); 이 너트(62)에 체결되어 거더(G)의 축방향과 직교상태를 이루면서 너트(62)와의 체결력에 의해 거더(G)의 표면을 가압하는 복수개의 가압볼트(64) 및; 이 가압볼트(64)의 단부에 장착되어 가압볼트(64)의 가압력에 의해 거더(G)의 표면에 밀착되는 밀착판(66);을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 패스너(60)는 너트(62); 가압볼트(64) 및; 밀착판(66)을 포함하여 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 패스너(60)는 너트(62)에 체결된 가압볼트(64)가 회전될 경우 밀착판(66)이 가압볼트(64)에 의해 이동하면서 거더(G)의 표면에 밀착된다. 그리고, 패스너(60)는 가압볼트(64)가 계속해서 회전될 경우 밀착판(66)이 거더(G)의 표면을 가압한다. 따라서, 패스너(60)는 밀착판(66)을 통해 거더(G)를 고정한다.
한편, 전술한 가압부재(70)는 도시된 바와 같이 회전부재(52, 54)의 상부에 위치한다. 이러한 가압부재(70)는 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 가압한다.
이와 같은 가압부재(70)는 예컨대, 도시된 바와 같이 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 상부에 횡방향으로 안착되어, 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 제각기 가압하는 크로스빔(72) 및; 이 크로스빔(72)에 일체적으로 고정되어 크로스빔(72)에 가압력을 제공하는 엑츄에이터(74);를 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 가압부재(70)는 크로스빔(72) 및 엑츄에이터(74)를 포함한다.
여기서, 전술한 크로스빔(72)은 도시된 바와 같이 H빔에 리브(72a)를 부착하여 형성할 수 있다. 크로스빔(72)은 도시된 바와 같이 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부에 양단부가 제각기 안착된다. 따라서, 크로스빔(72)은 대각선 형태를 이루면서 양단부를 통해 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 제각기 가압한다. 물론, 크로스빔(72)은 엑츄에이터(74)의 가압력에 의해 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 제각기 가압한다.
이러한 엑츄에이터(74)는 도시된 바와 같이 크로스빔(72)의 상부에 수직으로 설치되는 유압실린더로 구성할 수 있다. 따라서, 엑츄에이터(74)는 신축하면서 크로스빔(72)을 필요에 따라 선택적으로 가압한다.
한편, 전술한 베어링부재(80)는 가압부재(70)에 의해 가압되는 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)를 편축회전이 가능한 상태로 지지한다. 즉, 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)는 가압부재(70)에 가압될 경우 베어링부재(80)에 의해 편축회전된다. 이러한 베어링부재(80)는 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 구성된다.
여기서, 전술한 베어링부재(80)는 예컨대, 도시된 바와 같이 힌지베어링(82) 및 지지베어링(84)을 포함하여 구성할 수 있다. 힌지베어링(82)은 도시된 바와 같이 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 이루어져서 회전부재(52, 54) 및 가압부재(70) 사이에 개재된 상태로 힌지기능을 제공한다. 따라서, 회전부재(52, 54)는 가압부재(70)에 가압될 경우 힌지베어링(82)에 의해 거더(G)를 중심으로 회전된다.
그리고, 지지베어링(84)은 도시된 바와 같이 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 이루어져서 회전부재(52, 54)의 하부에 설치된다. 따라서, 지지베어링(84)은 힌지베어링(82)에 의해 회전하는 회전부재(52, 54)의 하부를 회전가능하게 지지한다.
한편, 전술한 분리방지부재(90)는 베어링부재(80)의 부품들을 일체적으로 연결하여, 베어링부재(80)가 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 편축회전력에 의해 분리되는 것을 방지한다. 즉, 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재(80)는 분리방지부재(90)에 의해 분리되지 않는다. 이러한 분리방지부재(90)에 대해서는 후술한다.
도 2를 참조하면, 베어링부재(80)의 힌지베어링(82)은 도시된 바와 같이 회전부재(52, 54)의 상부에 부착되는 베이스판(82a) 및; 가압부재(70)에 부착된 상태로 상기 베이스판(82a)의 상부에 적층상태로 안착되는 안착판(82b);을 포함하여 구성할 수 있다.
베이스판(82a)은 도시된 바와 같이 일측 및 타측 회전부재(52, 54)상에 볼팅으로 고정된다. 따라서, 베이스판(82a)은 일측 및 타측 회전부재(52, 54)상에 안정적으로 고정된다. 이러한 베이스판(82a)은 도시된 바와 같이 후술되는 베어링볼(BB)의 일부분이 삽입된다. 물론, 베이스판(82a)은 베어링볼(BB)에 대응되는 홈이 형성됨에 따라 베어링볼(BB)의 일부분이 삽입된다.
안착판(82b)은 확대 도시된 바와 같이 베이스판(82a)상에 적층되어 가압부재(70)의 크로스빔(72) 하부를 지지한다. 이러한 안착판(82b)은 베이스판(82a)의 상부면에 일부분이 삽입되어 회전하는 베어링볼(BB)이 하부면에 마련된다. 이러한 베어링볼(BB)은 확대 도시된 바와 같이 반구형으로 형성하는 것이 바람직하다. 베어링볼(BB)은 안착판(82b)과 동일체를 이루도록, 안착판(82b)의 상부를 절삭하여 반구형으로 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 베어링볼(BB)은 안착판(82b)이 확대도에 파선으로 도시된 바와 같이 유동하여도 안착판(82b)에서 이탈되지 않는다. 물론, 안착판(82b)은 가압부재(70)의 크로스바(72)가 회전부재(52, 54)의 상부를 가압함에 따라 유동하면서 회전부재(52, 54)의 편축회전을 지지한다.
안착판(82b)은 운전자의 조작미숙이나 가압부재(70)의 오작동에 의해 과도하게 유동할 경우, 베어링볼(BB)이 베이스판(82a)에서 이탈될 수 있다. 따라서, 안착판(82b)은 베이스판(82a)과 분리될 수 있다. 하지만, 안착판(82b)은 도시된 바와 같이 일측에 분리방지부재(90)가 마련될 경우 베이스판(82a)과 분리되지 않는다. 왜냐하면, 분리방지부재(90)가 안착판(82b) 및 베이스판(82a)을 일체적으로 연결하여 안착판(82b) 및 베이스판(82a)이 분리되는 것을 방지하기 때문이다.
이러한 분리방지부재(90)는 예컨대, 도시된 바와 같이 베어링부재(80)를 구성하는 적층상태의 부품들의 일측에 제각기 고정되는 복수개의 고정링(92a) 및; 이 고정링(92a)에 양단부가 제각기 연결되는 체인(92b);을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 분리방지부재(90)는 베이스판(82a) 및 안착판(82b)의 일측에 제각기 고정되는 한쌍의 고정링(92a) 및 이 고정링(92a)에 연결되는 체인(92b)로 구성된다. 이때, 고정링(92a)은 용접에 의해 베이스판(82a) 및 안착판(82b)에 고정되는 것이 바람직하다. 그리고, 체인(92b)은 고정링(92a)에 용접으로 고정될 수 있으며, 이와 달리 단부에 걸고리를 부착하여 걸고리로 걸려서 고정링(92a)에 고정되도록 구성할 수도 있다.
체인(92b)은 안착판(82b)이 베이스판(82a)에서 이탈될 경우 고정링(92a)을 통해 안착판(82b)을 구속한다. 물론, 체인(92b)은 고정링(92a)을 통해 일측이 베이스판(82a)에 고정된 상태로 안착판(82b)을 구속한다. 따라서, 안착판(82b)은 베이스판(82a)에서 분리되지 않는다.
도 3을 참조하면, 전술한 베어링부재(80)의 지지베어링(84)은 예컨대, 도시된 바와 같이 상부판(84a); 하부판(84b) 및; 베어링볼(BB);을 포함하여 구성할 수 있다. 따라서, 지지베어링(84)은 복수개의 부품으로 구성된다.
상부판(84a)은 도면상의 (a)에 도시(평면도)된 바와 같이 하부판(84a)의 상부에 적층된다. 상부판(84a)은 도면상의 (c)에 도시(정면도)된 바와 같이 하부판(84b)과 이격된 상태를 유지한다. 상부판(84a)은 전술한 회전부재(52, 54)의 하부에 밀착되어 회전부재(52, 54)의 하부를 지지한다. 그리고, 상부판(84a)은 하부면에 후술되는 베어링볼(BB)의 일부분(상단부)이 삽입되는 복수개의 오목홈(GR)이 일직선으로 형성된다. 즉, 오목홈(GR)은 베어링볼(BB)이 삽입된다. 이때, 오목홈(GR)은 확대 도시된 바와 같이 베어링볼(BB)의 하단부 일부분이 약 1/3이 삽입되도록 형성하는 것이 바람직하다.
상부판(84a)은 회전부재(52, 54)가 가압부재(70)의 가압력에 의해 회전될 경우 도면상의 (c)에 도시된 바와 같은 상태에서 베어링볼(BB)을 중심으로 회전한다. 이때, 베어링볼(BB)은 상부판(84a)의 유동시 전술한 오목홈(GR)을 따라서 약간 유 동한다. 따라서, 상부판(84a)은 회전부재(52, 54)의 하부에서 회전부재(52, 54)의 편축회전을 지지한다.
하부판(84b)은 도면상의 (C)에 도시된 바와 같이 상부판(84a)의 하부에 적층상태로 배치된다. 하부판(84b)은 도면상의 (b)에 도시된 바와 같이 상부판(84a)의 오목홈(GR)과 직각으로 교차하는 오목홈(GR)이 상부면에 형성된다. 하부판(84b)은 (b)에 도시된 바와 같이 상부면의 오목홈(GR)에 후술되는 베어링볼(BB)의 하부측 일부분이 삽입된다.
베어링볼(BB)은 도시된 바와 같이 하부판(84b)의 오목홈(GR)에 삽입되어 하부판(84b)에 안착된다. 베어링볼(BB)은 하부판(84b)의 상부를 절삭가공하여 하부판(84b)와 동일체로 형성할 수 있으나, 이 보다는 구형태의 강구(금속재 공)를 복수개로 준비하여 이용하는 것이 바람직하다.
베어링볼(BB)은 하부판(84b) 및 상부판(84a)의 오목홈(GR)에 양단부(상부 및 하부)가 삽입된 상태로, 하부판(84b) 및 상부판(84a) 사이에 개재된다. 이러한 베어링볼(BB)은 상부판(84a)이 유동할 경우 상부판(84a)의 오목홈(GR)을 따라 구름운동하고, 하부판(84b)이 유동할 경우 하부판(84b)의 오목홈(GR)을 따라 구름운동한다. 물론, 베어링볼(BB)은 회전부재(52, 54)가 편축회전되면서 전후로 유동할 경우 상부판(84a)의 오목홈(GR)을 따라 구름운동하고, 회전부재(52, 54)가 편축회전되면서 좌우로 유동할 경우 하부판(84b)의 오목홈(GR)을 따라 구름운동한다.
한편, 상부판(84a)은 회전부재(52, 54)가 편축회전될 경우 베어링볼(BB)에서 이탈될 수 있다. 이때. 상부판(84a)은 분리방지부재(90)에 의해 하부판(84b)에서 분리되지 않는다.
이러한 분리방지부재(90)는 예컨대, 도면상의 (C)에 도시된 바와 같이 고정판(94a) 및 고정볼트(94b)를 포함하여 구성할 수 있다. 고정판(94a)은 도시된 바와 같이 베어링부재(80)를 구성하는 적층상태의 부품들의 일측에 수직상태를 이루면서 일단부 및 타단부가 제각기 고정되고, 상부에 위치하는 부품에 고정되는 일단부에 원호형태의 볼트장공(LH)이 형성되며, 하부에 위치하는 부품에 고정되는 타단부에 원형의 볼트공(BH)이 형성된다. 즉, 고정판(94a)은 상부판(84a) 및 하부판(84b)의 일측에 수직상태로 된다. 따라서, 고정판(94a)은 상부판(84a)의 일측면 및 하부판(84b)의 일측면에 일단부 및 타단부가 제각기 고정된다.
고정볼트(94b)는 도시된 바와 같이 복수개로 구성되어 고정판(94a)의 볼트장공(LH) 및 볼트공(BH)을 관통하여 베어링부재(80)의 상부부품 및 하부부품에 제각기 체결된다. 즉, 복수개의 고정볼트(94b)는 볼트장공(LH) 및 볼트공(BH)를 제각기 관통하여 상부판(84a) 및 하부판(84b)에 제각기 체결된다. 따라서, 고정판(94a)은 양단부가 상부판(84a) 및 하부판(84b)에 일체적으로 고정된다.
한편, 볼트장공(LH)을 통해 상부판(84a)에 체결되는 고정볼트(94b)는 상부판(84a)의 유동시 볼트장공(LH)을 따라서 이동한다. 따라서, 고정판(94a)은 유동하는 상부판(84a)의 일측에 일체적으로 고정될 수 있다.
다른 한편, 상부판(84a) 및하부판(84b)은 전술한 도 2에 도시된 분리방지부재(90)가 마련될 수 있다. 즉, 상부판(84a) 및하부판(84b)은 전술한 고정링(92a)가 양측에 고정되고, 이 고정링(92a)에 체인(92b)가 일체적으로 연결될 수 있다. 이러 한 분리방지부재(90)는 상부판(84a) 및 하부판(84b)이 분리되는 것을 방지한다.l
도 4를 참조하면, 가압부재(70)의 엑츄에이터(74)는 크로스빔(72)을 상부에서 가압한다. 이때, 크로스빔(72)은 엑츄에이터(74)의 가압력으로 인하여, 양단부를 통해 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 제각기 가압한다. 따라서, 회전부재(52, 54)는 파선으로 도시된 바와 같이 패스너(60)에 고정된 거더(G)를 중심으로 편축회전한다. 물론, 서로 마주하는 한쌍의 회전부재(52, 54)들은 서로 상이한 방향으로 편축회전한다. 이렇게 편축회전하는 회전부재(52, 54)는 베어링부재(80)의 힌지베어링(82)에 의해 상부가 지지되고, 베어링부재(80)의 지지베어링(84)에 의해 하부가 지지된다. 즉, 회전부재(52, 54)는 베어링부재(80)에 의해 원활하게 편축회전된다.
한편, 한쌍의 회전부재(52, 54) 중에서 일측 회전부재(52)는 일측 상부가 가압됨에 따라 반시계 방향으로 편축회전한다. 그리고, 타측 회전부재(54)는 타측 상부가 가압됨에 따라 시계방향으로 편축회전한다. 따라서, 모형 거더(G)는 양단부가 상이한 방향으로 회전되므로 축방향을 따라서 비틀린다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 의한 거더 시험용 비틀림장치는 베어링부재(80)가 단순하게 구성됨에 따라 제조비용을 절감할 수 있다. 특히, 베어링볼(BB)을 이용하여 지지베어링(84)을 구성하므로 지지베어링(84)을 심플하게 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 지지베어링(84)의 심플한 구성으로 인하여 용이하게 실험실에 세팅(설치)할 수 있으며, 더 나아가 베어링볼(BB)이 지지베어링(84)에 직각으로 교 차형성된 복수개의 오목홈(GR)을 따라 구름운동하므로 회전부재(52, 54)가 전후나 좌우로 유동하는 것을 허용할 수 있다.
또한, 분리방지부재(90)가 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재(80)의 분리를 방지하므로 베어링부재(80)의 일부 부품이 분리되면서 발생될 수 있는 안전사고를 사전에 예방할 수 있다.
상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 거더 시험용 비틀림장치의 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 힌지베어링을 확대 도시한 사시도;
도 3은 도 1에 도시된 지지베어링을 확대 도시한 2차원 도면; 및
도 4는 도 1에 도시된 비틀림장치의 작동상태를 도시한 정면도.
<도면의 주요부호 설명>
52, 54 : 회전부재
60 : 패스너
70 : 가압부재
80 : 베어링부재
90 : 분리방지부재

Claims (19)

  1. 모형 거더(G)를 비틀면서 비틀림 모멘트를 유발시키는 비틀림장치에 있어서,
    상기 거더(G)의 일단부가 고정되어 일측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 반시계방향으로 편축회전하면서 거더(G)의 일단부를 비트는 일측 회전부재(52);
    상기 일측 회전부재(52)와 이격상태로 정렬되고, 상기 거더(G)의 타단부가 고정되어 타측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 시계방향으로 편축회전하면서 거더공(GH)에 고정된 거더(G)의 타단부를 비트는 타측 회전부재(54);
    상기 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 일체로 마련되고, 상기 거더(G)를 파지하여 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 거더(G)를 고정하는 패스너(60);
    상기 패스너(60)에 의해 상기 거더(G)가 고정된 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 상부에서 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 가압하는 가압부재(70);
    상기 가압부재(70)에 의해 가압되는 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)를 편축회전이 가능한 상태로 지지하고, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재(80); 및
    상기 베어링부재(80)의 부품들을 일체적으로 연결하여, 베어링부재(80)가 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 편축회전력에 의해 분리되는 것을 방지하는 분리방지부재(90):를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전부재(52, 54)는,
    상기 거더(G)가 일측에 편심상태로 관통하는 사각링 형태의 테두리판(52a, 54a);
    상기 테두리판(52a, 54a)의 내측에 격자형태를 이루면서 부착되어 테두리판(52a, 54a)의 강성을 보강하면서 상기 거더(G)의 외주면을 둘러싸는 스티프너(52b, 24b);
    상기 스티프너(52b, 54b) 및 테두리판(52a, 54a)의 일측면에 부착되어 상기 거더(G)의 회전에 의해 테두리판(52a, 54a) 및 스티프너(52b, 54b)가 변형되는 것을 방지하는 웨브(52c, 54c);를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 패스너(60)는,
    상기 거더(G)의 표면을 향하는 상태로 상기 회전부재(52, 54)에 고정되는 복수개의 너트(62);
    상기 너트(62)에 체결되어 상기 거더(G)의 축방향과 직교상태를 이루면서 너트(62)와의 체결력에 의해 거더(G)의 표면을 가압하는 복수개의 가압볼트(64); 및
    상기 가압볼트(64)의 단부에 장착되어 가압볼트(64)의 가압력에 의해 거더(G)의 표면에 밀착되는 밀착판(66);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  4. 모형 거더(G)를 비틀면서 비틀림 모멘트를 유발시키는 비틀림장치에 있어서,
    상기 거더(G)의 일단부가 고정되어 일측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 반시계방향으로 편축회전하면서 거더(G)의 일단부를 비트는 일측 회전부재(52);
    상기 일측 회전부재(52)와 이격상태로 정렬되고, 상기 거더(G)의 타단부가 고정되어 타측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 시계방향으로 편축회전하면서 거더공(GH)에 고정된 거더(G)의 타단부를 비트는 타측 회전부재(54);
    상기 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 일체로 마련되고, 상기 거더(G)를 파지하여 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 거더(G)를 고정하는 패스너(60);
    상기 패스너(60)에 의해 상기 거더(G)가 고정된 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 상부에서 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 가압하는 가압부재(70);
    상기 가압부재(70)에 의해 가압되는 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)를 편축회전이 가능한 상태로 지지하고, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재(80); 및
    상기 베어링부재(80)의 부품들을 일체적으로 연결하여, 베어링부재(80)가 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 편축회전력에 의해 분리되는 것을 방지하는 분리방지부재(90):를 포함하고,
    상기 회전부재(52, 54)는,
    상기 거더(G)가 일측에 편심상태로 관통하는 사각링 형태의 테두리판(52a, 54a);
    상기 테두리판(52a, 54a)의 내측에 격자형태를 이루면서 부착되어 테두리판(52a, 54a)의 강성을 보강하면서 상기 거더(G)의 외주면을 둘러싸는 스티프너(52b, 24b);
    상기 스티프너(52b, 54b) 및 테두리판(52a, 54a)의 일측면에 부착되어 상기 거더(G)의 회전에 의해 테두리판(52a, 54a) 및 스티프너(52b, 54b)가 변형되는 것을 방지하는 웨브(52c, 54c);를 포함하며,
    상기 패스너(60)는,
    상기 거더(G)의 표면을 향하는 상태로 상기 회전부재(52, 54)에 고정되는 복수개의 너트(62);
    상기 너트(62)에 체결되어 상기 거더(G)의 축방향과 직교상태를 이루면서 너트(62)와의 체결력에 의해 거더(G)의 표면을 가압하는 복수개의 가압볼트(64); 및
    상기 가압볼트(64)의 단부에 장착되어 가압볼트(64)의 가압력에 의해 거더(G)의 표면에 밀착되는 밀착판(66);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압부재(70)는,
    상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 상부에 횡방향으로 안착되어, 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 제각기 가압하는 크로스빔(72); 및
    상기 크로스빔(72)에 일체적으로 고정되어 크로스빔(72)에 가압력을 제공하는 엑츄에이터(74);를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링부재(80)는,
    상기 회전부재(52, 54)가 상기 가압부재(70)의 가압력에 의해 상기 거더(G)를 중심으로 회전되도록, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 이루어져서 상기 회전부재(52, 54) 및 가압부재(70) 사이에 개재된 상태로 힌지기능을 제공하는 힌지베어링(82); 및
    상기 힌지베어링(82)에 의해 상기 거더(G)를 중심으로 회전하는 상기 회전부재(52, 54)의 하부에 설치되어 회전부재(52, 54)의 편축회전을 지지하고, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 이루어진 지지베어링(84);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 힌지베어링(82)은,
    상기 회전부재(52, 54)의 상부에 부착되는 베이스판(82a); 및
    상기 베이스판(82a)의 상부면에 일부분이 삽입되어 회전하는 베어링볼(BB)이 하부면에 마련되고, 상기 가압부재(70)에 부착된 상태로 상기 베이스판(82a)의 상부에 적층상태로 안착되는 안착판(82b);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 지지베어링(84)은,
    상기 회전부재(52, 54)의 하부에 일체적으로 고정되고, 하부면에 복수개의 오목홈(GR)이 형성된 상부판(84a);
    상기 상부판(84a)의 오목홈(GR)과 직각으로 교차하는 오목홈(GR)이 상부면에 형성되고, 상부판(84a)의 하부에 적층상태로 배치되는 하부판(84b); 및
    상기 하부판(84b)상에 마련되어 상기 상부판(84a) 및 하부판(84b)의 오목홈(GR)에 양단부가 삽입되는 베어링볼(BB);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리방지부재(90)는,
    상기 베어링부재(80)를 구성하는 적층상태의 부품들의 일측에 제각기 고정되는 복수개의 고정링(92a); 및
    상기 고정링(92a)에 양단부가 제각기 연결되는 체인(92b);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리방지부재(90)는,
    상기 베어링부재(80)를 구성하는 적층상태의 부품들의 일측에 수직상태를 이루면서 일단부 및 타단부가 제각기 고정되고, 상부에 위치하는 부품에 고정되는 일단부에 원호형태의 볼트장공(LH)이 형성되며, 하부에 위치하는 부품에 고정되는 타단부에 원형의 볼트공(BH)이 형성된 고정판(94a); 및
    상기 고정판(94a)의 볼트장공(LH) 및 볼트공(BH)을 관통하여 상기 베어링부재(80)의 상부부품 및 하부부품에 제각기 체결되는 복수개의 고정볼트(94b);를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  11. 모형 거더(G)를 비틀면서 비틀림 모멘트를 유발시키는 비틀림장치에 있어서,
    상기 거더(G)의 일단부가 고정되어 일측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 반시계방향으로 편축회전하면서 거더(G)의 일단부를 비트는 일측 회전부재(52);
    상기 일측 회전부재(52)와 이격상태로 정렬되고, 상기 거더(G)의 타단부가 고정되어 타측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 시계방향으로 편축회전하면서 거더공(GH)에 고정된 거더(G)의 타단부를 비트는 타측 회전부재(54);
    상기 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 일체로 마련되고, 상기 거더(G)를 파지하여 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 거더(G)를 고정하는 패스너(60);
    상기 패스너(60)에 의해 상기 거더(G)가 고정된 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 상부에서 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 가압하는 가압부재(70);
    상기 가압부재(70)에 의해 가압되는 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)를 편축회전이 가능한 상태로 지지하고, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재(80); 및
    상기 베어링부재(80)의 부품들을 일체적으로 연결하여, 베어링부재(80)가 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 편축회전력에 의해 분리되는 것을 방지하는 분리방지부재(90):를 포함하고,
    상기 베어링부재(80)는,
    상기 회전부재(52, 54)가 상기 가압부재(70)의 가압력에 의해 상기 거더(G) 를 중심으로 회전되도록, 상기 회전부재(52, 54) 및 가압부재(70) 사이에 개재되어 회전부재(52, 54) 및 가압부재(70)의 마찰을 방지하는 힌지베어링(82); 및
    상기 회전부재(52, 54)의 하부에 설치되어 회전부재(52, 54)의 편축회전을 지지하는 지지베어링(84);을 포함하며,
    상기 힌지베어링(82)은,
    상기 회전부재(52, 54)의 상부에 부착되는 베이스판(82a); 및
    상기 베이스판(82a)의 상부면에 일부분이 삽입되어 회전하는 베어링볼(BB)이 하부면에 마련되고, 상기 가압부재(70)에 부착된 상태로 상기 베이스판(82a)의 상부에 적층상태로 안착되는 안착판(82b);을 포함하고,
    상기 지지베어링(84)은,
    상기 회전부재(52, 54)의 하부에 일체적으로 고정되고, 하부면에 복수개의 오목홈(GR)이 형성된 상부판(84a);
    상기 상부판(84a)의 오목홈(GR)과 직각으로 교차하는 오목홈(GR)이 상부면에 형성되고, 상부판(84a)의 하부에 적층상태로 배치되는 하부판(84b); 및
    상기 하부판(84b)상에 마련되어 상기 상부판(84a) 및 하부판(84b)의 오목홈(GR)에 양단부가 삽입되는 베어링볼(BB);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 분리방지부재(90)는,
    상기 베이스판(82a) 및 안착판(82b)의 일측에 제각기 고정되는 복수개의 고정링(92a); 및
    상기 고정링(92a)에 양단부가 제각기 연결되는 체인(92b);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 분리방지부재(90)는,
    상기 상부판(84a) 및 하부판(84b)의 일측에 일단부 및 타단부가 제각기 고정되어 수직상태를 이루고, 상부판(84a)에 고정되는 일단부에 원호형태의 볼트장공(LH)이 형성되며, 하부판(84b)에 고정되는 타단부에 원형의 볼트공(BH)이 형성된 고정판(94a); 및
    상기 고정판(94a)의 볼트장공(LH) 및 볼트공(BH)을 관통하여 상기 상부판(84a) 및 하부판(84b)에 제각기 체결되는 복수개의 고정볼트(94b);를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  14. 모형 거더(G)를 비틀면서 비틀림 모멘트를 유발시키는 비틀림장치에 있어서,
    상기 거더(G)의 일단부가 고정되어 일측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 반시계방향으로 편축회전하면서 거더(G)의 일단부를 비트는 일측 회전부재(52);
    상기 일측 회전부재(52)와 이격상태로 정렬되고, 상기 거더(G)의 타단부가 고정되어 타측의 상부에서 가해지는 가압력에 의해 시계방향으로 편축회전하면서 거더공(GH)에 고정된 거더(G)의 타단부를 비트는 타측 회전부재(54);
    상기 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 일체로 마련되고, 상기 거더(G)를 파지하여 타측 회전부재(54) 및 일측 회전부재(52)에 거더(G)를 고정하는 패스너(60);
    상기 패스너(60)에 의해 상기 거더(G)가 고정된 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 상부에서 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 가압하는 가압부재(70);
    상기 가압부재(70)에 의해 가압되는 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)를 편축회전이 가능한 상태로 지지하고, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 구성된 베어링부재(80); 및
    상기 베어링부재(80)의 부품들을 일체적으로 연결하여, 베어링부재(80)가 상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 편축회전력에 의해 분리되는 것을 방지하는 분리방지부재(90):를 포함하고,
    상기 베어링부재(80)는,
    상기 회전부재(52, 54)가 상기 가압부재(70)의 가압력에 의해 상기 거더(G)를 중심으로 회전되도록, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 이루어져서 상기 회전부재(52, 54) 및 가압부재(70) 사이에 개재되어 회전부재(52, 54) 및 가압부재(70)의 마찰을 방지하는 힌지베어링(82); 및
    상기 회전부재(52, 54)의 하부에 설치되어 회전부재(52, 54)의 편축회전을 지지하고, 적층형태를 이루는 복수개의 부품으로 이루어진 지지베어링(84);을 포함하며,
    상기 분리방지부재(90)는,
    상기 힌지베어링(82)을 구성하는 적층상태 부품들의 일측에 제각기 고정되는 복수개의 고정링(92a);
    상기 고정링(92a)에 양단부가 제각기 연결되는 체인(92b);
    상기 체인(92b) 및 고정링(92a)이 연결된 상기 힌지베어링(82)의 하부에 위치한 상기 지지베어링(84)에 고정되되, 지지베어링(84)을 구성하는 적층상태 부품들의 일측에 수직상태를 이루면서 일단부 및 타단부가 제각기 고정되고, 상부에 위치하는 부품에 고정되는 일단부에 원호형태의 볼트장공(LH)이 형성되며, 하부에 위치하는 부품에 고정되는 타단부에 원형의 볼트공(BH)이 형성된 고정판(94a); 및
    상기 고정판(94a)의 볼트장공(LH) 및 볼트공(BH)을 관통하여 상기 베어링부재(80)의 상부부품 및 하부부품에 제각기 체결되는 복수개의 고정볼트(94b);를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  15. 제 11 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 회전부재(52, 54)는,
    상기 거더(G)가 일측에 편심상태로 관통하는 사각링 형태의 테두리판(52a, 54a);
    상기 테두리판(52a, 54a)의 내측에 격자형태를 이루면서 부착되어 테두리판(52a, 54a)의 강성을 보강하면서 상기 거더(G)의 외주면을 둘러싸는 스티프너(52b, 24b);
    상기 스티프너(52b, 54b) 및 테두리판(52a, 54a)의 일측면에 부착되어 상기 거더(G)의 회전에 의해 테두리판(52a, 54a) 및 스티프너(52b, 54b)가 변형되는 것을 방지하는 웨브(52c, 54c);를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  16. 제 11 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 패스너(60)는,
    상기 거더(G)의 표면을 향하는 상태로 상기 회전부재(52, 54)에 고정되는 복수개의 너트(62);
    상기 너트(62)에 체결되어 상기 거더(G)의 축방향과 직교상태를 이루면서 너트(62)와의 체결력에 의해 거더(G)의 표면을 가압하는 복수개의 가압볼트(64); 및
    상기 가압볼트(64)의 단부에 장착되어 가압볼트(64)의 가압력에 의해 거더(G)의 표면에 밀착되는 밀착판(66);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  17. 제 11 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 가압부재(70)는,
    상기 일측 회전부재(52) 및 타측 회전부재(54)의 상부에 횡방향으로 안착되어, 일측 회전부재(52)의 일측 상부 및 타측 회전부재(54)의 타측 상부를 제각기 가압하는 크로스빔(72); 및
    상기 크로스빔(72)에 일체적으로 고정되어 크로스빔(72)에 가압력을 제공하는 엑츄에이터(74);를 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 힌지베어링(82)은,
    상기 회전부재(52, 54)의 상부에 부착되는 베이스판(82a); 및
    상기 베이스판(82a)의 상부면에 일부분이 삽입되어 회전하는 베어링볼(BB)이 하부면에 마련되고, 상기 가압부재(70)에 부착된 상태로 상기 베이스판(82a)의 상 부에 적층상태로 안착되는 안착판(82b);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 지지베어링(84)은,
    상기 회전부재(52, 54)의 하부에 일체적으로 고정되고, 하부면에 복수개의 오목홈(GR)이 형성된 상부판(84a);
    상기 상부판(84a)의 오목홈(GR)과 직각으로 교차하는 오목홈(GR)이 상부면에 형성되고, 상부판(84a)의 하부에 적층상태로 배치되는 하부판(84b); 및
    상기 하부판(84b)상에 마련되어 상기 상부판(84a) 및 하부판(84b)의 오목홈(GR)에 양단부가 삽입되는 베어링볼(BB);을 포함하는 거더 시험용 비틀림장치.
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