KR101154102B1 - 하중 측정장치와 이를 이용한 구조물 지지장치 - Google Patents

하중 측정장치와 이를 이용한 구조물 지지장치 Download PDF

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Abstract

하중 측정기능을 갖는 구조물 지지장치 또는 케이블의 인장력 측정장치에 적합하게 이용될 수 있는 하중 측정장치가 개시된다. 상기 하중 측정장치는 홈부와 상기 홈부의 양측으로 배치되는 벽부를 가지는 홈부재, 상기 홈부에 수용되어 좌우 이동 가능케 설치된 쐐기부재, 상기 쐐기부재의 하면과 접촉되는 쐐기하면부재, 상기 홈부에 수용되어 상하 이동 가능케 설치되고 상기 쐐기부재의 상면과 접촉되는 쐐기상면부재, 상기 벽부에 설치되고 상기 쐐기부재와 연결되어 상기 쐐기부재를 상기 벽부에 대해 특정 위치에 지지하여 주거나 좌우로 이동시켜 지지하기 위한 쐐기부재 지지수단 및 상기 쐐기상면부재, 상기 쐐기하면부재 및 상기 쐐기부재 중 적어도 어느 하나와 상기 쐐기부재 지지수단과의 사이에 설치된 로드셀을 포함하는 구성을 가진다.

Description

하중 측정장치와 이를 이용한 구조물 지지장치{Load measuring device and apparatus for supporting a structure utilizing the same}
본 발명은 하중 측정장치와 이를 이용한 구조물 지지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 현수교 및 사장교의 케이블에 걸리는 인장력은 매우 크기 때문에(광안대교의 경우 약 12,000톤) 직접 계측하기가 어려워 전자장치 등을 이용한 간접적인 방법으로 계측을 시도하고 있다. 하지만, 전자장치 등을 이용한 간접적인 계측은 아직까지는 그 결과에 대한 신빙성이 떨어져서 잘 사용되고 있지 못하다.
이는 중량이 매우 큰 대형구조물을 지지하는 교좌장치 등의 구조물 지지장치에서도 마찬가지이다.
하중측정장치와 관련된 선행기술 문헌으로는 등록번호 10-0346972호의 등록특허공보 등이 있다.
본 발명의 목적은 무게가 매우 큰 중량물의 하중을 정밀하게 측정할 수 있는 하중 측정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 현수교, 사장교 등 매우 큰 인장력이 걸리는 케이블의 장력을 정밀하게 측정할 수 있는 하중 측정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지지하고 있는 구조물이 작용시키는 하중을 정밀하게 측정할 수 있고 지지하중의 크기를 조정할 수 있는 구조물 지지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 하중 측정장치는 홈부와 상기 홈부의 양측으로 배치되는 벽부를 가지는 홈부재; 상기 홈부에 수용되어 좌우 이동 가능케 설치되고 일방향으로 갈수록 서로 점점 좁아지게 배치된 상면과 하면을 갖는 쐐기부재; 상기 홈부에 수용되어 상기 쐐기부재의 하면과 접촉되고 상기 쐐기부재의 하면과 같은 경사도의 상면을 가지는 쐐기하면부재; 상기 홈부에 수용되어 상하 이동 가능케 설치되고 상기 쐐기부재의 상면과 접촉되며 상기 쐐기부재의 상면과 같은 경사도를 가지며 상기 쐐기하면부재의 상면과 경사지게 배치되는 하면을 구비하는 쐐기상면부재; 상기 벽부에 설치되고 상기 쐐기부재와 연결되어 상기 쐐기부재를 상기 벽부에 대해 특정 위치에 지지하여 주거나 좌우로 이동시켜 지지하기 위한 쐐기부재 지지수단; 및 상기 쐐기상면부재, 상기 쐐기하면부재 및 상기 쐐기부재 중 적어도 어느 하나와 상기 쐐기부재 지지수단과의 사이에 설치된 로드셀(Locd cell)을 포함하는 구성을 가진다.
상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부를 관통하여 상기 홈부 내부로 삽입되어 상기 쐐기부재에 연결된 바와 상기 벽부 외부에서 상기 바에 결합된 턱부를 구비하여서 되고, 상기 로드셀은 상기 벽부와 상기 턱부 사이 또는 상기 쐐기부재와 상기 벽부 사이에 설치될 수 있다.
상기 바는 상기 벽부 외부에 배치된 부분에는 나선이 형성되어 있고, 상기 턱부는 상기 나선에 결합된 너트인 것이 바람직하다.
상기 쐐기부재와 상기 쐐기부재 지지수단은 적어도 한 쌍이 간격을 두고 마주보고 각각 설치되고, 상기 쐐기하면부재의 상면 또는 상기 쐐기상면부재의 하면은 각각 중앙부로 갈수록 점점 낮아지거나 높아지며 좌우 대칭으로 설치된 것이 더욱 바람직하다.
상기 쐐기상면부재의 하면이 중앙부로 갈수록 점점 높아지거나 상기 쐐기하면부재의 상면이 중앙부로 갈수록 점점 낮아지고, 상기 한 쌍의 쐐기부재 사이에는 탄성부재가 개재되어 있을 수 있다.
경우에 따라, 상기 쐐기부재는 좁은 쪽이 상기 쐐기부재 지지수단 반대쪽으로 배치되고, 상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 쐐기부재에 의해 가압되는 상기 로드셀을 지지하여주는 지지부재를 구비하는 구성을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 지지부재의 좌우 이동을 안내하고 나선부를 가지는 가이드부재, 상기 가이드부재의 나선부에 결합되어 상기 지지부재를 상기 쐐기부재를 향해 가압하여주는 너트를 구비하여 구성된 것이 좋다.
상기 쐐기부재와 상기 쐐기부재 지지수단은 적어도 한 쌍이 간격을 두고 마주보고 각각 설치되고, 상기 쐐기하면부재의 상면은 중앙부로 갈수록 점점 높아지거나 상기 쐐기상면부재의 하면은 중앙부로 갈수록 점점 낮아지며 좌우 대칭으로 설치된 것이 더욱 좋다.
상기 쐐기부재와 상기 쐐기상면부재 및 상기 쐐기부재와 상기 쐐기하면부재 상호간의 접촉면에는 미끄럼부재들이 대응되는 면에 각각 부착되어 있는 것이 바람직하다.
상기 홈부의 바닥에는 외부로 연통되어 케이블의 통과를 허용하는 통공이 형성되어 있고, 상기 쐐기하면부재와 상기 쐐기상면부재는 상기 케이블의 통과를 허용하도록 중앙부에 통공이 형성되거나 한 쌍이 좌우 대칭으로 분리된 상태로 설치되어 있고, 상기 홈부재 하면에서 상기 통공을 통해 상기 홈부 외부로 노출된 케이블고정구의 외주면에 형성된 나선부에 결합되어 상기 케이블을 인장시키기 위한 링너트를 더 포함하여 구성되어, 상기 케이블에 걸리는 인장력을 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 쐐기상면부재의 위쪽에 상기 케이블의 통과를 허용하며 소정 구조물에 걸려 상기 케이블에 걸리는 인장력이 상기 쐐기상면부재를 통해 상기 쐐기부재를 가압하는 힘으로 작용하도록 하는 지지플레이트가 더 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 구조물 지지장치는 홈부와 상기 홈부의 양측으로 배치되는 벽부를 가지는 홈부재; 상기 홈부에 수용되어 좌우 이동 가능케 설치되고 일방향으로 갈수록 서로 점점 좁아지게 배치된 상면과 하면을 갖는 쐐기부재; 상기 홈부에 수용되어 상기 쐐기부재의 하면과 접촉되고 상기 쐐기부재의 하면과 같은 경사도의 상면을 가지는 쐐기하면부재; 상기 홈부에 수용되어 상하 이동 가능케 설치되고 상기 쐐기부재의 상면과 접촉되며 상기 쐐기부재의 상면과 같은 경사도를 가지며 상기 쐐기하면부재의 상면과 경사지게 배치되는 하면을 구비하는 쐐기상면부재; 상기 쐐기상면부재 상부에 설치된 하중지지부; 상기 벽부에 설치되고 상기 쐐기부재와 연결되어 상기 쐐기부재를 상기 벽부에 대해 특정 위치에 지지하여 주거나 좌우로 이동시켜 지지하기 위한 쐐기부재 지지수단; 및 상기 쐐기상면부재, 상기 쐐기하면부재 및 상기 쐐기부재 중 적어도 어느 하나와 상기 쐐기부재 지지수단과의 사이에 설치된 로드셀을 포함하는 구성을 가진다.
상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부를 관통하여 상기 홈부 내부로 삽입되어 상기 쐐기부재에 연결된 바와 상기 벽부 외부에서 상기 바에 결합된 턱부를 구비하여서 되고, 상기 로드셀은 상기 벽부와 상기 턱부 사이 또는 상기 쐐기부재와 상기 벽부 사이에 설치될 수 있다.
상기 바는 상기 벽부 외부에 배치된 부분에는 나선이 형성되어 있고, 상기 턱부는 상기 나선에 결합된 너트인 것이 바람직하다.
상기 쐐기부재와 상기 쐐기부재 지지수단은 적어도 한 쌍이 간격을 두고 마주보고 각각 설치되고, 상기 쐐기하면부재의 상면 또는 상기 쐐기상면부재의 하면은 각각 중앙부로 갈수록 점점 낮아지거나 높아지며 좌우 대칭으로 설치된 것이 더욱 바람직하다.
상기 쐐기상면부재의 하면이 중앙부로 갈수록 점점 높아지거나 상기 쐐기하면부재의 상면이 중앙부로 갈수록 점점 낮아지고, 상기 한 쌍의 쐐기부재 사이에는 탄성부재가 개재되어 있을 수 있다.
경우에 따라, 상기 쐐기부재는 좁은 쪽이 상기 쐐기부재 지지수단 반대쪽으로 배치되고, 상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 쐐기부재에 의해 가압되는 상기 로드셀을 지지하여주는 지지부재를 구비하는 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 지지부재의 좌우 이동을 안내하고 나선부를 가지는 가이드부재, 상기 가이드부재의 나선부에 결합되어 상기 지지부재를 상기 쐐기부재를 향해 가압하여주는 너트를 구비하여 구성된 것이 바람직하다.
상기 쐐기부재와 상기 쐐기부재 지지수단은 적어도 한 쌍이 간격을 두고 마주보고 각각 설치되고, 상기 쐐기하면부재의 상면은 중앙부로 갈수록 점점 높아지거나 상기 쐐기상면부재의 하면은 중앙부로 갈수록 점점 낮아지며 좌우 대칭으로 설치된 것이 좋다.
상기 쐐기부재와 상기 쐐기상면부재 및 상기 쐐기부재와 상기 쐐기하면부재 상호간의 접촉면에는 미끄럼부재들이 대응되는 면에 각각 부착되어 있는 것이 좋다.
본 발명에 따른 하중 측정장치를 이용하는 경우, 매우 큰 중량물의 하중을 정밀하게 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 하중 측정장치와 이를 이용한 구조물 지지장치는 홈부와 홈부를 둘러싸는 또는 홈부의 양측으로 배치되는 벽부를 가지는 홈부재를 이용하기 때문에 쐐기저면부재가 매우 안정적으로 지지될 수 있고, 쐐기부재와 쐐기상면부재의 동작이 매우 안정적으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하중 측정장치는 현수교, 사장교 등 고장력이 걸리는 케이블의 장력을 정밀하게 측정하면서 케이블 설치작업을 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 구조물 지지장치를 이용하는 경우, 각 지지점에서 지지하는 하중의 크기를 정밀하게 측정할 수 있고, 쐐기상면부재의 높낮이를 조정함으로써 각 지지점에서 부담해야 하는 하중을 용이하게 조정할 수 있다.
도 1의 a와 b는 본 발명에 따른 하중 측정장치의 일례와 그 변형 예를 각각 나타낸 분리사시도,
도 2는 도 1 하중 측정장치가 조립된 상태에서의 단면도,
도 3은 쐐기부재와 쐐기하측부재 및 쐐기상측부재를 확대하여 나타낸 부분확대도,
도 4는 도 1과 2에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 하중 측정장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,
도 6은 도 2에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도,
도 7은 도 5에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 하중 측정장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,
도 9는 도 8에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도,
도 10 본 발명에 따른 하중 측정장치를 이용한 구조물 지지장치의 단면도,
도 11은 도 5를 통해 설명한 하중 측정장치를 이용한 구조물 지지장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 쐐기장치에 대한 다음과 같은 실험결과를 기초로 이루어졌으며, 이 실험결과는 본 발명의 내용에 포함된다.
1. 시험 개요
(1) 시험 목적
본 시험에서는 교량용 실 크기의 쐐기장치(Wedge device)를 제작하여 하중 측정, 높이 변화 및 성능 시험을 수행한다.
(2) 시험 내용
1) 하중 측정 시험
본 과제를 통해 개발될 쐐기장치(Wedge device)는 하중 지지 및 높이 조절 기능 뿐 아니라 빗면을 통해 수평방향으로 전달되는 하중을 측정하여 기기 상부에 가해지는 연직 하중의 역산을 통해 하중을 측정하는 기능도 수행한다. 본 하중 측정 시험에서는 그림 1과 같이 기기에 90ton까지 30ton 간격의 계단 형태로 연직 하중을 증가시키고 하중을 감소시키면서 각 단계에서 측면 방향으로의 분력을 측정하였다. 각 단계에서 연직 하중은 2분간 지속시키고, 하중을 변화시킬 때의 하중 변화 속도는 3ton/sec로 지정하였다.
Figure 112011089632712-pat00001
그림 1. 하중 측정 시험
이 분력 측정값을 이용한 연직하중의 계산값과 실제 입력한 연직하중을 비교하며, 각 단계 내에서의 하중 오차 폭을 계산하여 하중 측정의 정확도와 신뢰성을 검증하도록 한다.
2) 높이 조절 성능 평가 시험
쐐기장치는 경사면을 이용한 높이 조절 기능을 가지며, 본 시험에 사용될 시험체 기기는 3cm까지 높이의 조절이 가능하다. 이러한 기능은 교량 기초의 처짐이나 지속적인 하중에 의한 크리프 변형 발생 시 높이를 조절하는데 이용된다. 본 시험에서는 아래 그림과 같이 기기의 최저 높이(H)와 기기의 최대 높이(H')의 차이를 측정하여 높이 조절 기능을 검증한다.
Figure 112011089632712-pat00002
그림 2. 높이 조절 성능 평가 시험
3) 사용 및 극한 하중 시험
쐐기장치는 기본적으로 상부 구조물을 지지할 수 있어야 하므로 설계된 사용 하중 및 극한 하중을 견딜 수 있어야 한다. 또한 기기의 안전 영역을 알기 위해 기기가 파괴되는 하중인 파괴 하중의 측정이 필요하며, 이러한 파괴 시험을 통하여 기기 부품 중 취약 지점을 파악하여 보강할 수 있을 것이다.
본 시험에서는 사용 하중인 150ton을 재하하고, 250ton까지 하중을 증가시켜 보려 했으나 제작상의 오류로 인해 극한 하중이 250ton에서 150ton으로 수정되었다. 그리하여 실제 시험에서는 사용 하중(90ton) 및 극한 하중(150ton)을 기기에 적용한 후 기기가 파괴 될 때까지 하중을 증가시켜 파괴 하중을 측정하고 파괴 양상을 관찰하도록 하였다. 따라서 시험 수행은 사용하중, 극한하중, 파괴 실험 순으로 다음 그림 3과 같이 진행하였다. 극한하중부터는 측면 로드셀에 용량 이상의 하중이 걸릴 수 있으므로 본 시험 수행 시에는 측면 로드셀은 제거하고 진행한다.
Figure 112011089632712-pat00003
그림 3. 사용하중, 극한하중 재하 시험 및 파괴 시험
지속 하중에 대한 기기의 내구도를 검증하기 위하여 각 하중에서의 하중 지속 시간은 10분으로 지정하였다. 하중 증가 및 감소 시 하중 증감 속도는 3ton/sec로 지정하여 시험을 수행하였다.
2. 시험 수행
(1) 시험체 제원
시험체는 아래 사진과 같은 형태로 제작되었으며 시험체의 제원은 아래 그림 4 및 표 1과 같다.
Figure 112011089632712-pat00004
그림 4. 시험체 사진
시험체 제원
크기 500mm×250mm(상판 크기 기준)
빗면 기울기 0.2
무게 105.5kg(측면 로드셀 제외)
사용 용량 90ton
한계 용량 150ton
높낮이 조절 용량 30mm
(2) 시험기 제원
시험기는 아래 그림 5와 같은 500ton 정동적 액추에이터를 사용하였다. 또한 측면 방향의 하중을 측정할 로드셀은 20ton 규모의 와셔형 로드셀을 사용하였으며 자세한 제원 및 형태는 아래 표 2와 같다.
Figure 112011089632712-pat00005
그림 5. 500ton 정동적 액추에이터
측면 로드셀 제원
제품명 봉신 CWFK 로드셀
정격 용량 20ton
정격 출력 1mV/V±0.3%
크기 88mm,30mm,80mm(외경,내경,높이)
비직진성 1% 이하
무게 1.6kg
3. 시험 결과 및 분석
(1) 하중 측정 시험 및 결과
연직하중에 따른 쐐기장치의 수평방향 분력은 아래의 식으로 계산된다.
Figure 112011089632712-pat00006
여기서
Figure 112011089632712-pat00007
는 연직하중,
Figure 112011089632712-pat00008
는 기울기,
Figure 112011089632712-pat00009
는 마찰재의 마찰계수 이다. 마찰계수는 압력, 미끌림 속도 등에 의해서 계속적으로 변화하며 정확한 계측이 쉽지 않다. 그러므로 본 기기에서는 마찰계수가 작을수록 더 정확한 하중 측정이 가능하게 된다. 따라서 마찰재로는 실리콘 그리스로 표면을 코팅 처리한 PTFE를 사용하였다. 이 경우에 응력에 따라 약간의 변화는 있을 수 있으나 마찰계수는 0.01 정도로 예상된다.
실험 결과인 측면 로드셀을 통해 계측된 측방향 하중과 위의 식에 입력 연직하중을 대입하여 예측된 이론값을 아래의 그림 6에 함께 도시하였다.
Figure 112011089632712-pat00010
그림 6. 하중 측정 시험 결과
그림 6에서 볼 수 있듯이 하중을 증가시키는 동안에는 식을 통한 이론값과 계측된 수평하중은 거의 일치한다. 이론값과 계측값에 대한 자세한 분석내용은 다음 표 3과 같다. 연직 하중을 증가시킨 후 약간의 지연시간동안 발생하는 크리프 변형이나 미세한 처짐 등의 영향을 계산에서 배제하기 위해 계산 시에 하중을 유지하는 2분 중 뒤쪽 1분간의 데이터만을 사용하였다. 마찰계수는 0.005로 계산하였을 때 이론값과 계측값이 가장 일치하여서 0.005를 사용하였다.
하중을 감소시킬 때는 수평하중의 계측값이 이론값보다 크게 측정 되었다. 이는 하중이 재하되어 누를 때는 정지 상태이기 때문에 마찰 영향이 없다가 탄성 변형되었던 Rod가 복원되면서 상판이 상승할 때는 Rod가 측면 쐐기를 상판에 밀착시켜 마찰 영향이 발생하기 때문이다. 마찰계수가 일정치 않으므로 계산의 정확도가 높지 않을 것으로 판단되어 하중 감소 부분은 과제 제출용 보고서에서는 언급하지 않도록 한다.
실험 결과 분석 표
입력 연직 하중 30 ton 60 ton 90 ton
수평하중(이론값) 5.7 ton 11.4 ton 17.1 ton
수평하중(계측값) 5.579 ton 11.16 ton 17.14 ton
연직하중(계산값) 29.36 ton 58.74 ton 90.21 ton
연직하중 측정 오차(실제값과 계산값의 오차) 2.1% 2.1% 0.23%
측정 기간내의 오차 0.0085 ton 0.0586 ton 0.0488 ton
표 3. 실험 결과 분석 표에서 볼 수 있듯이 계측값을 통하여 계산되는 연직하중과 실제 가해진 연직하중은 큰 오차 없이 일치한다. 따라서 본 기기를 이용한 연직 하중 측정 기능이 유효성을 가진다고 할 수 있다. 측정 기간 1분 동안 측정된 수평하중의 편차는 0.0488ton~0.0085ton으로 목표치인 1kN보다 작게 측정되었다.
기본적으로 쐐기장치는 연직방향의 변위를 허용하지 않는다. 그러나 PTFE의 압착, 강재의 탄성변형, 기타 공차 등의 원인에 의해서 약간의 연직 변위가 발생하며 이는 다음 그림 7과 같이 측정되었다.
Figure 112011089632712-pat00011
그림 7. 하중 측정 시험 결과(변위)
변위는 하중이 증가함에 따라 조금씩 증가하였다가 하중이 감소함에 따라 조금씩 감소하였으며 그 크기는 2mm 이내로 작은 편이었다. 변위 역시 하중과 마찬가지로 하중을 감소시킬 때 하중을 증가시킬 때보다 크게 측정되었다.
(2) 높이 조절 성능 평가 시험
상세 내용 없음. 실험 진행 하지 않음.
(3) 사용 및 극한 하중 시험
앞에서 설명한 바와 같이 사용하중(90ton)과 극한하중(150ton)을 각각 10분씩 가한 후 기기가 파괴될 때까지 하중을 증가시키고 10분간 유지한 다음 시험을 종료 하였다.
실험 결과 연직 하중 및 그에 따른 연직 방향의 변위는 아래 그림과 같이 측정되었다.
연직 변위는 사용하중(90ton)에서 2.5mm정도 극한하중(150ton)에서 2mm 정도로 측정되었다. 이러한 연직 변위는 PTFE의 압축이나 철의 탄성변형 및 크리프에 의한 것으로 여겨진다.
Figure 112011089632712-pat00012
그림 8. 사용 및 극한 하중 시험, 파괴 시험 결과
기기는 90ton 실험에서는 안정적이나 150ton에서 소성변형이 발생하여 하중을 뺀 후에도 잔여 변위가 남게 되었고, 하중을 계속 증가시켜 180ton 부근에서는 급격하게 중간 지지 Rod가 소성변위를 일으키며 파괴되었다. 이에 따라 상판이 아래로 7mm 침하하면서 하판과 충돌하였다. 이후 180ton에서 하중이 유지되는 것은 상판과 하판이 닿아서 하중을 지지하기 때문이다.
시험체 제작 시 제작도를 공정에 넘겨줄 때 Rod의 강재를 Grade 10.9로 주문하지 않고 일반 강재(SM490)으로 제작하는 실수로 인해서 예상 하중보다 일찍 파괴가 되었다. 시험 계획에서는 250ton까지 하중을 증가시킬 예정이었으나 180ton에서 시험을 종료하였다. 과제 제출용 보고서는 기기 자체의 용량을 90ton으로 하고 150ton을 극한 하중으로 지정하여 작성할 예정이다.
180ton을 Rod의 파괴하중이라 하면 Rod에 걸리는 응력은 M30의 유효 직경이 27.7mm이므로 556MPa로 계산된다. 기기의 재료인 SM490의 허용응력은 315MPa이고, 인장강도는 490~610MPa이다. 따라서 이러한 응력은 재료의 소성 변형을 일으키게 하여 기기를 파괴시킨다.
본 기기에서 응력이 가장 많이 집중되는 부품은 중간 지지 Rod이므로 Rod의 지름을 크게 하거나 강도가 높은 재료를 사용하면 안전율을 높일 수 있을 것으로 생각된다. 또한 Rod의 파괴로 인해 위의 그림과 같이 상판과 하판이 맞닿게 되는 파괴가 발생했을 때 안정성을 높이기 위해서 상판과 하판이 닿게 되는 면을 평평하게 제작하는 것도 구조물 전체의 붕괴를 막을 수 있는 방법이 될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1의 a와 b는 본 발명에 따른 하중 측정장치의 일례를 각각 나타낸 분리사시도이고, 도 2는 도 1 하중 측정장치가 조립된 상태에서의 단면도이고, 도 3은 쐐기부재와 쐐기하측부재 및 쐐기상측부재를 확대하여 나타낸 부분확대도이다.
도 1과 2에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 하중 측정장치(100)는 홈부재(110)를 구비한다. 이 홈부재(110)의 내측에는 오목한 홈부(111)가 형성되어 있고 이 홈부(111) 둘레로 벽부(112)가 구비되어 있다. 이 홈부재(110)는 도 1에 나타낸 바와 같이 전체 둘레를 따라 벽부(112)가 구비된 원통형 형태로 만드는 것이 바람직하지만, 벽부(112)가 반드시 홈부(111)의 전체 둘레를 따라 형성되어 있어야 하는 것은 아니고 좌우 양측으로 간격을 두고 형성되어 있을 수 있다.
또, 홈부재(110)는 원통형이 아닌 사각통 형상으로 형성될 수 있고, 벽부(112) 역시 홈부(111)의 전체 둘레를 따라 형성되거나 좌우 양측으로 간격을 두고 형성될 수 있다. 사각통이 아닌 여타의 다각통 형상이나 타원통 형상의 것 역시 가능하다.
도 1 내지 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 하중 측정장치(100)는 쐐기부재(120)를 구비한다. 이 쐐기부재(120)는 홈부(111)에 수용되어 좌우 이동 가능케 설치되는 것으로, 일방향으로 갈수록 서로 점점 좁아지게 배치된 상면과 하면을 가진다.
이 쐐기부재(120)의 상면과 하면은 도 1의 a에 나타낸 바와 같이 반경방향으로는 직선을 이루고 원주방향으로는 곡선을 이루는 곡면으로 형성하거나, 도 1의 b에 나타낸 바와 같이 반경방향 및 원주방향 모두 직선을 이루는 평면으로 형성할 수 있다.
이 쐐기부재(120)의 상면과 하면에는 스테인리스 스틸판 등으로 된 미끄럼부재(122)가 장착되어 있다. 이러한 쐐기부재(120)는 바람직하게 적어도 한 쌍이 좌우로 간격을 두고 마주보고 설치된다.
이 실시예에서, 좌우 양측 두 쐐기부재(120)의 상면은 홈부(111)의 중앙부로 갈수록 점점 높아지도록 형성되어 있고, 하면은 홈부(111)의 중앙부로 갈수록 점점 낮아지게 형성되어 있다. 경우에 따라 쐐기부재(120)의 상면과 하면 중 어느 하나는 수평하게 형성될 수 있고, 이 경우에 거기에 접촉되는 쐐기상면부재(130) 또는 쐐기하면부재(140)의 표면 역시 수평하게 배치되어야 한다.
좌우 양측의 두 쐐기부재(120) 사이에는 탄성체(150)가 개재되어 있다. 이 탄성체(150)가 반드시 필요한 것은 아니다. 이 탄성체(150)는 두 쐐기부재(120) 사이에서 압축된 상태로 두 쐐기부재(120)를 홈부(111) 바깥쪽을 향해 밀어주는 역할을 하는 경우 바(161)에 걸리는 인장력을 경감시켜줄 수 있다. 이 경우, 이 탄성체(150)는 본 발명에 따른 하중 측정장치(100)에 가해지는 하중이 너무 커서 바(161)에 걸리는 인장력을 경감시켜주어야 할 필요가 있을 때 설치하는 것이 좋다. 그렇지 않은 경우, 이 탄성체(150)는 압축되지 않은 상태로 단순히 두 쐐기부재(120) 사이에 개재되어 쐐기부재(120)가 후퇴하는 것을 방지하거나 후퇴하여 충돌하는 것을 방지하는 역할을 한다.
탄성체(150)가 압축된 상태로 쐐기부재(120)를 바깥으로 밀어주는 경우, 이 힘은 하중 계산 시 고려되어야 함은 물론이다. 이러한 탄성체(150)로는 폴리우레탄으로 된 머스프링(MER Spring)이 바람직하다.
본 발명에 따른 하중 측정장치(100)는 쐐기하면부재(140)를 구비한다. 이 쐐기하면부재(140) 역시 홈부(111)에 수용되는 것으로, 쐐기부재(120) 아래에 배치되어 그 상면이 쐐기부재(120)의 하면과 접촉된다. 이러한 쐐기하면부재(140)의 상면은 쐐기부재(120)의 하면과 같은 경사도를 가진다. 이 쐐기하면부재(140)는 홈부(111) 내부에서 바람직하게 어느 방향으로도 움직이지 못하게 고정적으로 장착된다. 이러한 쐐기하면부재(140)는 경우에 따라 홈부재(110)의 홈부(111) 바닥에 일체로 형성될 수 있다.
이 쐐기하면부재(140)의 상면은 중앙으로 갈수록 점점 낮아지며, 바람직하게 좌우 대칭이다.
도 1의 a에서, 쐐기하면부재(140)의 상면은 반경방향으로는 직선을 이루고, 원주방향으로는 곡선을 이룬다. 도 1의 b에서, 쐐기부재(120)가 접촉되는 쐐기하면부재(140)의 상면은 경사진 평면으로서 반경방향 및 원주방향 모두 직선을 이룬다. 경우에 따라, 쐐기하면부재(140)의 상면은 반경방향 및 원주방향 모두 곡선을 이루도록 형성될 수 있음은 물론이다.
바람직하게, 쐐기하면부재(140)의 상면에는 PTFE, 우븐(Woven) PTFE, 특수마찰면코팅 등의 미끄럼부재(142)가 결합되어 있다. 이 미끄럼부재(142)는 쐐기부재(120)의 하면에 형성된 것과 서로 위치를 바꾸어서 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 쐐기상면부재(130)를 구비한다. 이 쐐기상면부재(130) 역시 홈부(111)에 수용되는 것으로, 쐐기부재(120) 위에 배치되어 그 하면이 쐐기부재(120)의 상면과 접촉된다. 이러한 쐐기상면부재(130)는 홈부(111) 내에서 상하로 이동 가능케 설치된다. 그래야 쐐기상면부재(130)는 상하로 유동되면서 상방에서 가해지는 하중을 쐐기부재(120)에 전달할 수 있다. 이 쐐기상면부재(130)의 하면은 쐐기부재(120)의 상면과 같은 경사도를 가진다. 또한, 이 쐐기상면부재(130)의 하면은 쐐기하면부재(140)의 상면과 경사지게 배치된다.
도 1의 a와 b의 각 쐐기상면부재(130)의 저면은 그 하부에 설치되는 쐐기하면부재(140)의 상면과 상하 대칭으로 형성하는 것이 바람직하다.
경우에 따라, 쐐기부재(120)의 하면과 쐐기저면부재(140)의 상면은 평면으로 구성하고, 쐐기부재(120)의 상면과 쐐기상면부재(130)의 저면은 곡면으로 구성할 수 있음은 물론이다.
이 쐐기상면부재(130)의 하면은 중앙으로 갈수록 점점 높아지며, 바람직하게 좌우 대칭이다.
바람직하게, 쐐기상면부재(130)의 하면에는 PTFE, 우븐(Woven) PTFE, 특수마찰면코팅 등의 미끄럼부재(132)가 결합되어 있다. 이 미끄럼부재(132)는 쐐기부재(120)의 상면에 형성된 것과 서로 위치를 바꾸어서 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 하중 측정장치(100)는 쐐기부재 지지수단(160)을 구비한다. 이 쐐기부재 지지수단(160)은 바람직하게 벽부(112)의 외면에 설치된다. 이 쐐기부재 지지수단(160)은 쐐기부재(120)와 연결되어 벽부(112)에 대해 쐐기부재(120)를 특정 위치에 지지하여주는 역할을 한다. 경우에 따라 필요한 위치로 이동시켜 지지하여주도록 할 수 있다.
이 실시예의 쐐기부재 지지수단(120)은 적어도 한 쌍이 간격을 두고 마주보고 설치되어 있다. 이 쐐기부재 지지수단(120)은 홈부재(110) 외면에서 벽부(112)를 관통하여 홈부(111) 내부로 삽입되어 쐐기부재(120)에 연결된 바(161)를 구비한다. 벽부(112) 외부로 돌출된 부부의 바(161)에는 턱부(163)가 구비되어 있다. 이 턱부(163)는 바(161)에 고정된 형태로 설치되어도 되지만, 바(161)에 나선(162)을 형성하고 이 나선(162)에 체결된 너트로 형성하여 바(161)를 통해 쐐기부재(120)의 위치를 조정할 수 있도록 한 것이 바람직하다.
본 발명에서 바(161)에는 매우 큰 장력이 걸리기 때문에 고장력강을 이용하는 것이 좋고, 측정하고자 하는 하중이 증가함에 따라 바(161)의 직경도 증가시킨다.
턱부(163)와 벽부(112) 사이에 로드셀(170)이 장착되어 있다. 이 로드셀(170)은 바(161)를 따라 좌우 이동 가능하도록 중앙부를 따라 통공(172)이 형성되어 있다. 로드셀(170)의 단부는 통상 평면으로 이루어져 있으므로, 로드셀(170)과 접촉되는 홈부재(110)의 외면이 평면이 아닌 경우 홈부재(110)의 외면에 평면부를 가공하거나 양 측면에 홈부재(110)의 외면 및 평면부가 각각 형성되어 있는 보조부재를 개재시키는 것이 바람직하다. 이 로드셀(170)에는 로드셀(170)에 걸리는 하중을 측정할 수 있도록 하기 위한 측정포트(174)가 구비되어 있다.
경우에 따라, 이 로드셀(170)은 쐐기부재(120)와 벽부(112) 사이에 설치될 수 있고, 이 경우 측정포트(174)에 신호선을 연결하여 홈부재(110) 외부에서 측정기기를 연결하여 하중을 측정할 수 있도록 하여야 한다.
바람직하게, 턱부(163)와 로드셀(170) 사이에는 턱부(163)의 가압력을 턱부(163)보다 넓은 면적에 걸쳐 로드셀(170)을 안정적으로 가압하여주기 위한 지지플레이트(180)가 설치된다.
이 실시예에서, 쐐기상면부재(130)에 하방으로 하중이 작용하면, 쐐기상면부재(130)와 쐐기하면부재(140)는 쐐기부재(120)를 홈부재(110)의 중앙부를 향해 수평이동 시키려는 힘을 작용시킨다. 이에 따라 바(161)는 턱부(163)를 내측으로 당기게 되고, 지지플레이트(180)는 턱부(163)에 의해 벽부(112) 쪽으로 가압되면서 로드셀(170)을 벽부(112)를 향해 가압하여준다.
쐐기상면부재(130)의 높이를 조정하고자 하는 경우에는 턱부(163)를 구성하는 너트를 잠그거나 풀면 쐐기부재(120)가 쐐기하면부재(140)의 상면을 타고 좌우 이동하고, 이에 따라 쐐기상면부재(130)는 상하로 승강되면서 높이가 조정된다.
위와 같은 하중 측정장치(100)에서 쐐기상면부재(130)에 가해지는 하중은 다음과 같이 계산된다. 단, 계산의 단순화를 위해 탄성체(150)는 압축되어 있지 않아서 쐐기부재(120)에 작용시키는 힘은 "0"으로 가정한다.
수직 하중(P) 계산의 조건: - 쐐기의 경사도(S): 2.86 도, - 마찰계수(μ): 0.005(윤활제를 가지는 PTFE), - 로드셀에 의해 측정된 하중(H): 20톤, - 로드셀 수량: 2개, - 마찰하중(Fμ): μ×S×P
식 1) H = 2×P×S,
P = H/(2×S) = 20/(2×0.05) = 200톤/개이고, 로드셀의 수량이 2개이므로 합계 하중 P는 400톤이다.
마찰하중을 고려하면, H - (μ×S×P×2) = 2×P×S이고, H = (2×P×S)-(μ×S×P)이고, H = 2PS(1-μ)이고, P = H/(2×S×(1-μ)) = 20/(2×0.05×(1-0.005)) = 201톤/개, 로드셀의 수량이 2개이므로 합계 하중 P는 402톤이다.
즉, 본 발명에 따른 하중 측정장치를 이용하는 경우 적은 용량의 로드셀(170)로도 매우 큰 중량의 하중을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하중 측정장치는 쐐기의 경사도와 마찰계수의 크기를 조정함으로써 다양한 특성의 하중 측정장치를 구현할 수 있다.
도 4는 도 1과 2에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.
경우에 따라 쐐기부재(120)의 상면과 하면의 경사방향이 도 1과 2에 나타낸 것과는 반대로 형성될 수 있다.
즉, 홈부재(110)의 중앙부로 갈수록 쐐기부재(120)의 상면과 하면의 서로 점점 좁아지도록 구성할 수 있다. 이 경우, 쐐기부재(120)는 좁은 쪽이 쐐기부재 지지수단(160) 반대쪽으로 배치된다. 이 때 쐐기상면부재(130)와 쐐기하면부재(140)의 경사 역시 쐐기부재(120)의 접촉면과 대응되게 경사지게 형성되어 있어야 함은 물론이다.
도 4에 나타낸 실시예에서는, 벽부(112) 외측에 지지부재(165)에 해당하는 또 하나의 벽부를 고정적으로 설치하고, 바(161)의 외주면에 턱부(163)를 고정되게 형성하여 이 턱부(163)와 지지부재(165) 사이에서 로드셀(170)이 압축력을 받도록 할 수 있다. 지지부재(165)는 쐐기부재(120)에 의해 가압되는 로드셀(170)을 지지하여준다.
나머지는 도 1 내지 3을 통해 앞에서 설명한 것과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 하중 측정장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
이 실시예는 쐐기부재(120), 쐐기상면부재(130) 및 쐐기하면부재(140)의 상면과 하면의 경사면이 도 1 내지 3에 나타낸 실시예와 서로 반대방향이고, 도 4의 실시예와는 같다.
도 5에 나타낸 하중 측정장치(100)의 쐐기부재 지지수단(160)은 홈부재(110) 외면에서 벽부(112)에 설치되어 쐐기부재(120)에 의해 가압되는 로드셀(170)을 지지하여주는 지지부재(165a)를 구비한다.
이 쐐기부재 지지수단(160)은 홈부재(110) 외면에서 벽부(112)에 설치되어 지지부재(165a)의 좌우 이동을 안내하고 나선부(166a)를 가지는 가이드부재(166)와, 이 가이드부재(166)의 나선부(166a)에 결합되어 지지부재(165a)를 쐐기부재(120)를 향해 가압하여주는 너트(167)를 구비하여 구성된 것이 바람직하다. 지지부재(165a)는 가이드부재(166)에 고정적으로 설치될 수 있다. 가이드부재(166)는 적어도 2개 이상이 간격을 두고 설치된 것이 바람직하고, 지지부재(165a)는 이 가이드부재(166)를 따라 좌우 이동할 수 있도록 설치되는 것이 좋다. 가이드부재(166)로는 볼트가 적당하다.
그리고 홈부재(110)의 벽부(112)에는 통공(114)이 형성되어 있고, 이 통공(114)을 통해 쐐기부재(120)와 지지부재(165a) 사이에 로드셀(170)이 설치되어 있다. 로드셀(170)의 크기가 쐐기부재(120)와 지지부재(165a) 간의 간격보다 작은 경우 쐐기부재(120)와 로드셀(170) 등의 사이에 스페이서(Spacer, 191)가 개재될 수 있다.
이 실시예에서, 쐐기상면부재(130) 상방에서 쐐기상면부재(130)에 하중이 작용되면, 쐐기부재(120)는 쐐기상면부재(130) 및 쐐기하면부재(140)와 작용하여 바깥으로 이동하려는 힘을 받는다. 이에 따라 쐐기부재(120)는 스페이서(191)를 통해 로드셀(170)을 지지부재(165a)를 향해 가압하여준다.
너트(167)를 잠그거나 푸는 것에 의해 지지부재(165a)가 좌우 이동하면서 쐐기부재(120)의 이동위치를 조정할 수 있고, 쐐기상면부재(130)는 홈부재(110)의 벽부(112) 내면을 타고 상하로 승강될 수 있다.
나머지는 도 1 내지 3을 통해 설명한 것과 같다.
도 6은 도 2에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.
경우에 따라 홈부재(110) 내부의 홈부(111)에 1개 쐐기부재(120)와 이에 대응되는 쐐기상면부재(130) 및 쐐기하면부재(140)를 설치하여 본 발명에 따른 하중 측정장치(100)를 구현할 수 있다.
나머지는 도 1 내지 3을 통해 설명한 것과 같다.
도 7은 도 5에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 7의 실시예 역시 홈부재(110) 내부의 홈부(111)에 1개의 쐐기부재(120)와 이에 대응되는 쐐기상면부재(130) 및 쐐기하면부재(140)를 설치하여, 본 발명에 따른 하중 측정장치(100)를 구현한 것이다.
나머지는 도 5를 통해서 설명한 것과 같다.
도 8은 본 발명에 따른 하중 측정장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 하중 측정장치(100)는 현수교, 사장교 등의 고장력이 걸리는 케이블의 인장력을 측정하는 데 적합하게 이용될 수 있다.
도 8에 나타낸 하중 측정장치(100)는 홈부(111)의 바닥에 외부로 연통되어 케이블의 통과를 허용하는 통공(117)이 형성되어 있는 홈부재(110)를 구비한다.
또한, 홈부재(110)의 홈부(111) 내부에 설치되는 쐐기하면부재(140)와 쐐기상면부재(130) 역시 케이블(10)의 통과를 허용하도록 중앙부에 구멍들이 형성되거나 한 쌍이 좌우 대칭으로 분리된 상태로 설치되어 있는 것이 바람직하다.
쐐기부재(120) 역시 케이블(10)의 통과를 허용하도록 중앙부에 구멍이 형성되거나 한 쌍이 좌우 대칭으로 분리된 상태로 설치되어 있는 것이 바람직하다.
쐐기상면부재(130) 위에 케이블(10)의 통과를 허용하며 케이블(10)을 지지하여주기 위한 소정 구조물에 걸려 케이블(10)에 걸리는 인장력이 쐐기상면부재(130)를 통해 쐐기부재(120)를 가압하는 힘으로 작용하도록 하는 지지플레이트(192)가 더 설치되어 있다.
여러 가닥으로 이루어진 케이블(10)은 케이블 고정구(20)를 통해 하나로 합쳐져서 고정되어 있으며, 케이블 고정구(20) 외주면에는 나선부(22)가 형성되어 있다. 이러한 케이블 고정구(20)는 본 발명에 따른 하중 측정장치(100)를 통과하여 홈부재(110) 하면에서 통공(117)을 통해 홈부(111) 외부로 노출되어 있고, 이 노출된 케이블고정구(20)의 외주면에 형성된 나선부(22)에 링너트(193)가 결합되어 있다. 이 링너트(193)는 케이블(10) 설치 시 케이블(10)을 당겨서 인장시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
쐐기부재(120)와 쐐기부재 지지수단(160)은 도 5를 통해 설명한 것과 같다.
도 8에 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 하중 측정장치(100)를 이용하는 경우, 케이블(10)을 설치할 때 링너트(193)를 잠그면서 케이블(10)에 걸리는 인장력을 측정할 수 있고, 케이블(10)에 걸리는 인장력을 원하는 바대로 조정하면서 케이블(10)을 설치하는 것을 가능하게 해준다.
도 9는 도 8에 나타낸 하중 측정장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.
경우에 따라, 쐐기부재(120), 쐐기상면부재(130), 쐐기하면부재(140) 및 쐐기부재 지지수단(160)으로 도 1 내지 3을 통해 설명한 것과 같은 형태의 것을 이용할 수 있다. 이 경우, 쐐기부재(120), 쐐기상면부재(130), 쐐기하면부재(140) 및 홈부재(110)는 케이블(10)이 상하로 통과할 수 있는 구조를 가져야 함은 물론이다.
나머지는 도 8을 통해 설명한 것과 같다.
도 10 본 발명에 따른 하중 측정장치를 이용한 구조물 지지장치의 단면도이다.
도 10에 나타낸 구조물 지지장치(200)는 도 1 내지 3을 통해 설명한 하중 측정장치(100)를 이용한 것으로, 쐐기상면부재(130) 위에 폴리우레탄 디스크 등의 완충재(210)와 피스톤(220)을 구비하는 하중지지부(205)를 장착하면 하중 측정기능을 갖는 폿베어링 형태의 구조물 지지장치(200)가 구현된다.
이 실시예에서, 하중지지부(205)로 완충재(210)와 피스톤(220)을 이용한 것을 예시하였지만, 여타의 다른 종류의 교좌장치에 사용되는 지지구조가 사용될 수 있다.
도 10에 나타낸 바와 같은 구조물 지지장치(200)를 이용하는 경우, 너트로 된 턱부(163)를 통해 쐐기부재(120)의 위치를 조정하여 쐐기상면부재(130)의 높이를 조절함으로써 각 지지점에서 부담하는 하중의 크기를 쉽게 그리고 균일하게 조정할 수 있다.
나머지 각 구성요소들에 대한 설명은 도 1 내지 3을 통해 설명한 것과 같다.
도 11은 도 5를 통해 설명한 하중 측정장치를 이용한 구조물 지지장치를 나타낸 단면도이다.
이 역시, 쐐기상면부재(130) 위에 폴리우레탄 디스크 등의 완충재(210)와 피스톤(220)을 구비하는 하중지지부(205)를 장착하면 하중 측정기능을 갖는 폿베어링 형태의 구조물 지지장치(200)가 구현된다.
이 실시예에서, 하중지지부(205)로 완충재(210)와 피스톤(220)을 이용한 것을 예시하였지만, 여타의 다른 종류의 교좌장치에 사용되는 지지구조가 사용될 수 있다.
도 11에 나타낸 바와 같은 구조물 지지장치(200)를 이용하는 경우, 너트(167)를 통해 쐐기부재(120)의 위치를 조정하여 쐐기상면부재(130)의 높이를 조절함으로써 각 지지점에서 부담하는 하중의 크기를 쉽게 그리고 균일하게 조정할 수 있다.
나머지는 도 5를 통해 설명한 것과 같다.
본 발명에 따른 하중 측정장치 및 이를 이용한 구조물 지지장치는 중량물의 하중을 측정하는 장치, 케이블의 인장력의 크기를 측정하는 장치 및 하중 측정기능을 갖는 교좌장치로 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 구조물 지지장치는 지지하고 있는 구조물이 작용시키는 하중을 측정해야할 필요가 있는 교량 외의 여타의 중량 구조물을 지지하는 장치로도 이용될 수 있다.
100: 하중 측정장치 110: 홈부재
111: 홈부 112: 벽부
120: 쐐기부재 130: 쐐기상면부재
140: 쐐기하면부재 150: 탄성체
160: 쐐기부재 지지수단 170: 로드셀
200: 구조물 지지장치 210: 완충재
220: 피스톤

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  7. 홈부와 상기 홈부의 양측으로 배치되는 벽부를 가지는 홈부재;
    상기 홈부에 수용되어 좌우 이동 가능케 설치되고 일방향으로 갈수록 서로 점점 좁아지게 배치된 상면과 하면을 갖는 쐐기부재;
    상기 홈부에 수용되어 상기 쐐기부재의 하면과 접촉되고 상기 쐐기부재의 하면과 같은 경사도의 상면을 가지는 쐐기하면부재;
    상기 홈부에 수용되어 상하 이동 가능케 설치되고 상기 쐐기부재의 상면과 접촉되며 상기 쐐기부재의 상면과 같은 경사도를 가지며 상기 쐐기하면부재의 상면과 경사지게 배치되는 하면을 구비하는 쐐기상면부재;
    상기 벽부에 설치되고 상기 쐐기부재와 연결되어 상기 쐐기부재를 상기 벽부에 대해 특정 위치에 지지하여 주거나 좌우로 이동시켜 지지하기 위한 쐐기부재 지지수단; 및
    상기 쐐기상면부재, 상기 쐐기하면부재 및 상기 쐐기부재 중 적어도 어느 하나와 상기 쐐기부재 지지수단과의 사이에 설치된 로드셀을 포함하고,
    상기 쐐기부재는 좁은 쪽이 상기 쐐기부재 지지수단 반대쪽으로 배치되고, 상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 쐐기부재에 의해 가압되는 상기 로드셀을 지지하여주는 지지부재를 구비하고,
    상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 지지부재의 좌우 이동을 안내하고 나선부를 가지는 가이드부재, 상기 가이드부재의 상기 나선부에 결합되어 상기 지지부재를 상기 쐐기부재를 향해 가압하여주는 너트를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하중측정장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 쐐기부재와 상기 쐐기부재 지지수단은 적어도 한 쌍이 간격을 두고 마주보고 각각 설치되고, 상기 쐐기하면부재의 상면이 중앙부로 갈수록 점점 높아지고 좌우 대칭이거나 상기 쐐기상면부재의 하면이 중앙부로 갈수록 점점 낮아지며 좌우 대칭인 것을 특징으로 하는 하중측정장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 쐐기부재와 상기 쐐기상면부재 상호간의 접촉면들 및 상기 쐐기부재와 상기 쐐기하면부재 상호간의 접촉면들에는 미끄럼부재가 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 하중측정장치.
  10. 홈부와 상기 홈부의 양측으로 배치되는 벽부를 가지는 홈부재;
    상기 홈부에 수용되어 좌우 이동 가능케 설치되고 일방향으로 갈수록 서로 점점 좁아지게 배치된 상면과 하면을 갖는 쐐기부재;
    상기 홈부에 수용되어 상기 쐐기부재의 하면과 접촉되고 상기 쐐기부재의 하면과 같은 경사도의 상면을 가지는 쐐기하면부재;
    상기 홈부에 수용되어 상하 이동 가능케 설치되고 상기 쐐기부재의 상면과 접촉되며 상기 쐐기부재의 상면과 같은 경사도를 가지며 상기 쐐기하면부재의 상면과 경사지게 배치되는 하면을 구비하는 쐐기상면부재;
    상기 벽부에 설치되고 상기 쐐기부재와 연결되어 상기 쐐기부재를 상기 벽부에 대해 특정 위치에 지지하여 주거나 좌우로 이동시켜 지지하기 위한 쐐기부재 지지수단; 및
    상기 쐐기상면부재, 상기 쐐기하면부재 및 상기 쐐기부재 중 적어도 어느 하나와 상기 쐐기부재 지지수단과의 사이에 설치된 로드셀을 포함하고,
    상기 홈부의 바닥에는 외부로 연통되어 케이블의 통과를 허용하는 통공이 형성되어 있고,
    상기 쐐기하면부재와 상기 쐐기상면부재는 상기 케이블의 통과를 허용하도록 중앙부에 통공이 형성되거나 한 쌍이 좌우 대칭으로 분리된 상태로 설치되어 있고,
    상기 홈부재 하면에서 상기 홈부 바닥의 상기 통공을 통해 상기 홈부 외부로 노출된 케이블고정구의 외주면에 형성된 나선부에 결합되어 상기 케이블을 인장시키기 위한 링너트를 더 포함하여 구성되고, 상기 케이블에 걸리는 인장력을 측정할 수 있도록 된 하중 측정장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 쐐기상면부재의 위쪽에 상기 케이블의 통과를 허용하며 소정 구조물에 걸려 상기 케이블에 걸리는 인장력이 상기 쐐기상면부재를 통해 상기 쐐기부재를 가압하는 힘으로 작용하도록 하는 지지플레이트가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하중 측정장치.
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  18. 홈부와 상기 홈부의 양측으로 배치되는 벽부를 가지는 홈부재;
    상기 홈부에 수용되어 좌우 이동 가능케 설치되고 일방향으로 갈수록 서로 점점 좁아지게 배치된 상면과 하면을 갖는 쐐기부재;
    상기 홈부에 수용되어 상기 쐐기부재의 하면과 접촉되고 상기 쐐기부재의 하면과 같은 경사도의 상면을 가지는 쐐기하면부재;
    상기 홈부에 수용되어 상하 이동 가능케 설치되고 상기 쐐기부재의 상면과 접촉되며 상기 쐐기부재의 상면과 같은 경사도를 가지며 상기 쐐기하면부재의 상면과 경사지게 배치되는 하면을 구비하는 쐐기상면부재;
    상기 쐐기상면부재 상부에 설치된 하중지지부;
    상기 벽부에 설치되고 상기 쐐기부재와 연결되어 상기 쐐기부재를 상기 벽부에 대해 특정 위치에 지지하여 주거나 좌우로 이동시켜 지지하기 위한 쐐기부재 지지수단; 및
    상기 쐐기상면부재, 상기 쐐기하면부재 및 상기 쐐기부재 중 적어도 어느 하나와 상기 쐐기부재 지지수단과의 사이에 설치된 로드셀을 포함하고,
    상기 쐐기부재는 좁은 쪽이 상기 쐐기부재 지지수단 반대쪽으로 배치되고, 상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 쐐기부재에 의해 가압되는 상기 로드셀을 지지하여주는 지지부재를 구비하고,
    상기 쐐기부재 지지수단은 상기 홈부재 외면에서 상기 벽부에 설치되어 상기 지지부재의 좌우 이동을 안내하고 나선부를 가지는 가이드부재, 상기 가이드부재의 상기 나선부에 결합되어 상기 지지부재를 상기 쐐기부재를 향해 가압하여주는 너트를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 쐐기부재와 상기 쐐기부재 지지수단은 적어도 한 쌍이 간격을 두고 마주보고 각각 설치되고, 상기 쐐기하면부재의 상면이 중앙부로 갈수록 점점 높아지고 좌우 대칭이거나 상기 쐐기상면부재의 하면이 중앙부로 갈수록 점점 낮아지며 좌우 대칭인 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 쐐기부재와 상기 쐐기상면부재 상호간의 접촉면들 및 상기 쐐기부재와 상기 쐐기하면부재 상호간의 접촉면들에는 미끄럼부재가 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
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