KR101081677B1 - 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수중에 타설되는 콘크리트와 동일한 조건을 가지는 현장에 설치되어 흐르는 물에 의해 콘크리트가 어느 정도의 마모율을 보이는지 수시로 파악하고 분석할 수 있도록 해 주는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물에 관한 것으로서, 수중 콘크리트가 타설된 현장에 고정 설치되는 고정체(100); 콘크리트 마모량을 시험하기 위한 콘크리트 시험체(220)가 탑재된 상태에서 상기 고정체(100)에 탈착 가능하게 설치되는 가동체(200);가 구비되어 이루어진다.
수중 콘크리트, 세굴, 마모율 분석, 방류구

Description

수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물{installed on the underwater structure for measuring the wear of the concrete}
본 발명은 수중 콘크리트 마모량 측정용 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중에 타설되는 콘크리트와 동일한 조건을 가지는 현장에 설치되어 흐르는 물에 의해 콘크리트가 어느 정도의 마모율을 보이는지 수시로 파악하고 분석할 수 있도록 해 주는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물에 관한 것이다.
댐에서 방류되는 물이 흘러가는 방류구나 댐 하부 주변의 유로에는 대부분 콘크리트가 타설되어 형성된다.
이러한 유로에 타설되는 수중 콘크리트는 흐르는 물에 장시간 노출되게 되므로 물에 의해 표면이 점점 마모되게 된다. 이렇게 콘크리트가 마모되면 콘크리트 갈라짐, 부풀음, 부분 탈리 현상이 발생되어 성능이 저하되고, 수질을 악화시키는 요인이 된다. 이러한 콘크리트 구조물을 안전하고 효율적으로 관리할 필요가 있다.
마모율을 낮추기 위해 콘크리트 표면에 화학수지를 이용하여 표면처리를 하는 공법이 적용되기도 하지만 이러한 공법은 시공 단가가 높은 문제가 있다.
그래서 유수 환경에 가장 적합한 콘크리트 찾는 것은 매우 중요한 것이다.
콘크리트 구조물의 성능이 저하된 경우 사고를 미연에 방지하기 위하여 신속히 보수하거나 교체 시공하여야 한다.
그런데, 현재 수중 콘크리트의 마모율을 분석하기 위해서는 작업자가 해당 현장에 직접 침투하여 수중 타설된 콘크리트의 상태를 파악하거나 영상 촬영장비를 동원하여 콘크리트 바닥을 촬영한 후 이를 분석하는 방법이 사용되기 때문에 각각의 수중 보수 재료 및 상태에 따른 특성을 파악하기가 용이하지 않고, 각종 손상에 대해서도 적절하게 대처할 수 없다.
이에 수중 콘크리트의 마모율을 정확하고 효율적으로 분석할 수 있는 시스템이 필요한 것이다. 현재까지 이러한 수중 콘크리트 마모율 분석 기술이 제안되지 못하고 있다. 세계적으로 수종 구조물과 관련한 지침이나 규정 등도 미비한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 수중에 타설되는 콘크리트와 동일한 조건을 가지는 현장에 설치되어 흐르는 물에 의해 콘크리트가 어느 정도의 마모율을 보이는지 수시로 파악하고 분석할 수 있도록 해 주는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물을 제공하고자 한다.
또 본 발명은 댐 시설물을 비롯한 수중 콘크리트 구조물의 수충격에 대한 마모 저항성을 시험하기 위해 실제 수충격이 발생되는 방류구 수중에 노출되게 하여 세굴에 대한 마모된 량을 정량적이고 객관적으로 측정할 수 있도록 해 주는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 수단들을 구비한다.
본 발명은 수중 콘크리트가 타설된 현장에 고정 설치되는 고정체(100); 콘크리트 마모량을 시험하기 위한 콘크리트 시험체(220)가 탑재된 상태에서 상기 고정체(100)에 탈착 가능하게 설치되는 가동체(200);가 구비되어 이루어진다.
상기 고정체는, 장방형의 하판(102); 상기 하판(102)을 수중 콘크리트에 고정시키기 위한 하판 고정구(108); 하판(102)의 각 모서리에서 면에 수직하는 방향으로 연장되는 L형 지지부(104); 길이 방향으로 대향 형성되는 두 L형 지지부(104)를 각기 연결하는 연결바(106);가 구비되어 이루어진다.
상기 가동체(200)는, 원기둥 형상을 가지는 다수 개의 콘크리트 시험체(220); 각 콘크리트 시험체(220)가 탑재되도록 공간이 구획되어 이루어지는 프레임부(210); 상기 프레임부(210)에 콘크리트 시험체(220)를 고정시키는 시험체 고정구(202);가 구비되어 이루어진다.
상기 가동체(200)는 고정체(100)의 연결바(106)와 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)을 상호 결합하는 프레임 고정구(218);에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 시험체 고정구(202)는, 각 콘크리트 시험체(220)의 상부 면을 가압하면서 프레임부(210)의 길이 방향으로 설치되는 봉(230); 상기 봉(230)의 양단을 가동체(200)의 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)에 고정하는 봉 고정구(204); 상기 봉(230)의 바깥쪽을 감싸면서 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)의 양 측부에 고정되는 와이어(216);가 구비되어 이루어진다.
상기 각각의 콘크리트 시험체(220)는 현장에 타설된 수중 콘크리트와 동일 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 각각의 콘크리트 시험체(220)는 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수중 콘크리트의 수충격에 대한 세굴에 대한 손상을 정량적으로 알 수 있도록 한다.
또 본 발명은 각각의 수중 보수재료 및 상태에 따른 특성을 파악하여 각종 손상에 대해 적절하게 대처함으로써 안전하고 효율적으로 시설물을 유지 관리할 수 있도록 한다.
또 본 발명은 콘크리트가 타설된 수중에 직접 들어가지 않고서도 수중 콘크리트 구조물의 세굴에 대한 손상 규모나 형태를 손쉽게 증명할 수 있도록 한다.
이러한 본 발명은 댐 건설물 수중부 점검 효율 증대나 보수 보강 연구 또는 수중 보수 재료를 개발하는 데에도 지대한 공헌을 하게 될 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물의 분리 사시도 이고, 도 2는 도 1에 도시한 가동체의 결합 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시한 구조물의 결합 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 구조물의 실제 설치 상태도이다.
본 발명에 따른 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물은 댐 방류구나 기타 수중 유로에 타설된 콘크리트와 동일한 조건을 가지도록 현장에 설치되어 흐르는 물에 의해 수중 콘크리트가 마모되어지는 정도를 정확하고 손쉬운 방법으로 분석할 수 있도록 해 주는 수중 구조물에 적용된다.
본 발명은 도시한 바와 같이, 수중 콘크리트에 고정 설치되는 고정체(100)와 이 고정체(100)에 탈착 가능하게 설치되는 가동체(200)로 이루어지고, 가동체(200)는 수중 콘크리트 마모율을 측정하기 위한 콘크리트 시험체(220)와 이 콘크리트 시험체(220)가 탑재되는 프레임부(210), 이 프레임부(210)에 콘크리트 시험체(220)를 고정시키기 위한 시험체 고정구(202)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물은 도 4에 도시한 바와 같이 방류구 또는 유로 상에 물 흐름 방향에 대하여 다양한 각도를 가지도록 설치될 수 있다.
상기 고정체(100)는 수중 콘크리트 타설 현장에 앵커볼트 등을 이용하여 설치될 수도 있고, 수중 콘크리트 타설 후 필요에 따라 현장에 고정 설치될 수 있다. 고정체(100)는 순간적인 최대 방류 수압까지 견디도록 견고하게 수중 콘크리트에 고정 설치되는 것이 바람직하다.
상기 가동체(200)는 고정체(100)에 설치 및 탈거가 용이하도록 각종 체결수단을 통해 설치된다. 본 명세서에서는 고정체(100)에 가동체(200)를 고정시키기 위 하여 예시적으로 와이어를 사용하였으나, 고정체(100)에 가동체(200)를 고정시키는 방법은 와이어에 국한되지 않고 다양한 고정수단을 사용할 수 있을 것이다.
상기 가동체(200)는 콘크리트 마모량을 시험하기 위한 콘크리트 시험체(220)가 탑재된 상태에서 상기 고정체(100)에 설치된다.
보다 상세하게, 상기 고정체(100)는, 장방형의 하판(102)과 이 하판(102)을 수중 콘크리트에 고정시키기 위한 하판 고정구(108), 하판(102)의 각 모서리에서 면에 수직하는 방향으로 연장되는 L형 지지부(104) 및 길이 방향으로 대향 형성되는 두 L형 지지부(104)를 각기 연결하는 연결바(106)가 포함되어 구성된다.
상기 하판(102)의 테두리에는 소정 간격으로 홀(102a)이 형성되어 있는데, 이 홀(102a)에 하판 고정구(108)가 삽입 설치되어 수중 콘크리트에 하판(102)을 고정시키게 된다. 하판 고정구(108)는 홀(102a)을 통과하여 타설된 콘크리트에 깊숙이 삽입됨으로 하판(102)을 고정하는 것이면 다양한 고정수단이 사용될 수 있다.
상기 연결바(106)는 길이방향으로 대향 형성되는 한 쌍의 L형 지지부(104)를 각기 연결하여 지지함과 동시에 가동체(200)를 고정 지지하기 위한 것으로서, 측부에는 소정 간격으로 홀이 형성된 연결고리(106)가 형성되어 있다. 이 연결고리(106a)는 가동체(200)의 측부에 형성되는 연결고리(206a)와 대응되게 형성되고, 이렇게 대응 형성된 연결고리들(106a, 206a)은 고정구(218)를 통해 결합되어 고정체(100)에 가동체(200)를 고정시키게 된다. 여기서 고정부(218)는 볼트와 너트 타입인 것이 바람직하다.
상기 가동체(200)는, 콘크리트 시험체(220), 프레임부(210), 시험체 고정 구(202)가 구비되어 구성된다.
상기 콘크리트 시험체(220)는 타설된 수중 콘크리트가 흐르는 물에 대하여 가지는 저항치와 유사하게 되도록 표면이 완만한 곡선 형태를 가지는 것이 바람직하다.
상기 콘크리트 시험체(220)는 현장에 타설된 수중 콘크리트와 동일 재질로 이루어지는 것이 사용될 수 있고, 서로 다른 재질로 이루어지는 것이 사용될 수 있다. 콘크리트 시험체(220)가 수중 콘크리트와 동일 재질로 이루어져 있을 때에는 콘크리트 시험체(220)의 개체 수를 적게 하여 설치하는 것이 효율적이다. 콘크리트 시험체(220)가 수중 콘크리트와 다른 재질로 이루어져 있을 때에는 다양한 재질로 된 다수의 콘크리트 시험체를 함께 탑재하여 현장에 최적인 콘크리트 성분을 분석하는 것에 사용될 수 있다.
상기 프레임부(210)는 다수의 콘크리트 시험체(220)가 탑재될 수 있도록 소정의 공간부가 구획되어 구비되는 것으로서, 하부 프레임(212)은 판 형태를 가지고, 상부 프레임(214)은 사다리 형태를 가진다. 하부 프레임(212)과 상부 프레임(214)에는 서로 대향되는 위치에 격벽(212a)과 공간 구획바(214a)가 각각 구비되어 이 격벽(212a)과 공간 구획바(214a)에 의해 구획되는 각 공간마다 콘크리트 시험체(220)가 탑재되게 된다.
상기 시험체 고정구(202)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 프레임부(210)에 콘크리트 시험체(220)를 고정시키는 것으로서, 각 콘크리트 시험체(220)의 상부 면을 가압하면서 프레임부(210)의 길이 방향으로 설치되는 봉(230), 상기 봉(230) 의 양단을 가동체(200)의 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)에 고정하는 봉 고정구(204), 상기 봉(230)의 바깥쪽을 감싸면서 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)의 양 측부에 고정되는 와이어(216)가 구비되어 이루어진다.
상기 봉(230)은 프레임부(210)에 탑재된 다수의 콘크리트 시험체(220)가 프레임부(210)에서 이탈되지 못하도록 고정하기 위하여 각 콘크리트 시험체(220)의 상부면을 가압하는 것으로서, 이 봉(230)의 양 단에는 연결고리(230a, 230b)가 형성되어 있는데, 이 연결고리(230a, 23b)와 프레임부(210)의 상부 프레임(214)의 양단에 형성된 연결고리(210a, 210b)가 봉 고정구(204)를 통해 결합되어 프레임부(210)에 봉(230)이 고정됨으로써 콘크리트 시험체(220)가 이탈되는 것이 방지된다.
여기서 봉 고정구(204)는 도시한 바와 같이 일측이 봉(230)의 연결고리(230a, 230b)에 고정되어 있고, 타측이 나사 결합될 수 있는 볼트와 너트 타입인 것이 바람직한데, 프레임부(210)와 봉(230)을 고정시키기 위한 다른 형태의 고정수단, 예컨대 와이어만으로 된 것도 무방하다.
상기 와이어(216)는 봉(230)을 가압하여 콘크리트 시험체(220)가 더욱 견고하게 프레임부(210)에 고정되도록 하는 것으로서, 일측이 상부 프레임(204)의 양측에 형성되는 연결고리(214b) 중 어느 하나에 고정되고, 타측은 사용자에 의해 결합과 분리가 용이하도록 볼트와 너트 타입으로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 와이어(216)는 예시적으로 제안하는 것인 바, 다양한 형태의 고정 수단이 사용될 수 있다.
상기 가동체(200)는 고정체(100)의 연결바(106)와 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)을 상호 결합하는 프레임 고정구(218)에 의해 고정 결합된다. 연결바(106)에 소정 간격으로 형성된 연결고리(106a)와 상부 프레임(214)의 측부에 형성된 연결고리(206a)는 고정체(100)에 가동체(200)가 안착되었을 때 일치되도록 형성되는 것으로서, 이렇게 일치되게 형성된 양 연결고리(106a, 206a)는 프레임 고정구(218)를 통해 결합되어 가동체(200)를 고정시키게 된다.
본 발명의 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물은 방류 수압에 이탈되지 않도록 고정되는 것이 중요하고, 또 현장의 수중 콘크리트와 동일한 조건으로 마모가 잘 수행될 수 있도록 표면이 가능한 한 많이 노출되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 설치/해제와 마모율 측정 과정은 아래와 같다.
1. 고정체(100)를 방류구 수중에 설치한다.
2, 콘크리트 시험체(220)를 가동체(200)에 탑재한다.
3. 가동체(200)를 고정체(100)로 이동시킨 후 고정시킨다.
4. 본 발명의 구조물을 일정기간 수충격에 노출시킨다.
5. 가동체(200)를 고정체(100)에서 분리시킨다.
6. 분리된 가동쳬(200)를 육상으로 이동시킨다.
7. 가동체(200)에서 콘크리트 시험체(220)를 꺼낸다.
8. 콘크리트 시험체(220)를 저울로 측정한다.
9. 측정이 끝난 후 콘크리트 시험체(220)를 가동체(200)에 삽입하여 수중 고 정체(100)에 이동 고정시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 댐 시설물을 비롯한 수중 콘크리트 구조물의 수충격에 대한 마모 저항성을 시험하기 위해 실제 수충격이 발생되는 방류구 수중에 노출되게 하여 세굴에 의한 마모된 량을 정량적이고 객관적으로 측정할 수 있도록 해 주는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물의 분리 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 가동체의 결합 사시도.
도 3은 도 1에 도시한 구조물의 결합 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 구조물의 실제 설치 상태도.
* 도면 주요부의 간단한 부호 설명
100 : 고정체 102 : 하판
102a : 고정구 홀 104 : L형 지지부
106 : 연결바 106a : 연결고리
108 : 하판 고정구
200 : 가동체 206a : 연결고리
210 : 프레임부 210a : 봉 연결고리
212 : 하부 프레임 212a : 격벽
214 : 상부 프레임 214a : 공간 구획바
214b : 연결고리 216 : 와이어
216a : 고정볼트 220 : 콘크리트 시험체
230 : 봉 230a, 230b : 연결고리

Claims (7)

  1. 수중 콘크리트가 타설된 현장에 고정 설치되는 고정체(100);
    콘크리트 마모량을 시험하기 위한 콘크리트 시험체(220)가 탑재된 상태에서 상기 고정체(100)에 탈착 가능하게 설치되는 가동체(200); 가 구비되는 것으로,
    상기 가동체(200)는
    원기둥 형상을 가지는 다수 개의 콘크리트 시험체(220);
    각 콘크리트 시험체(220)가 탑재되도록 공간이 구획되어 이루어지는 프레임부(210); 및
    상기 프레임부(210)에 콘크리트 시험체(220)를 고정시키는 시험체 고정구(202); 가 구비되되,
    상기 가동체(200)는 고정체(100)의 연결바(106)와 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)을 상호 결합하는 프레임 고정구(218);에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정체는
    장방형의 하판(102);
    상기 하판(102)을 수중 콘크리트에 고정시키기 위한 하판 고정구(108);
    하판(102)의 각 모서리에서 면에 수직하는 방향으로 연장되는 L형 지지부(104);
    길이 방향으로 대향 형성되는 두 L형 지지부(104)를 각기 연결하는 연결바(106); 가 구비되어 이루어지는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시험체 고정구(202)는
    각 콘크리트 시험체(220)의 상부 면을 가압하면서 프레임부(210)의 길이 방향으로 설치되는 봉(230);
    상기 봉(230)의 양단을 가동체(200)의 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)에 고정하는 봉 고정구(204);
    상기 봉(230)의 바깥쪽을 감싸면서 프레임부(210) 중 상부 프레임(214)의 양 측부에 고정되는 와이어(216); 가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 콘크리트 시험체(220)는 현장에 타설된 수중 콘크리트와 동일 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 콘크리트 시험체(220)는 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020090112702A 2009-11-20 2009-11-20 수중 콘크리트 마모율 측정용 구조물 KR101081677B1 (ko)

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