KR101204661B1 - Ｆｂｇ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템 - Google Patents

Ｆｂｇ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101204661B1
KR101204661B1 KR1020100057995A KR20100057995A KR101204661B1 KR 101204661 B1 KR101204661 B1 KR 101204661B1 KR 1020100057995 A KR1020100057995 A KR 1020100057995A KR 20100057995 A KR20100057995 A KR 20100057995A KR 101204661 B1 KR101204661 B1 KR 101204661B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strand
fbg
optical fiber
cell
stress
Prior art date
Application number
KR1020100057995A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110137957A (ko
Inventor
김철환
김현배
안동근
전진택
Original Assignee
주식회사 포스코건설
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코건설 filed Critical 주식회사 포스코건설
Priority to KR1020100057995A priority Critical patent/KR101204661B1/ko
Publication of KR20110137957A publication Critical patent/KR20110137957A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101204661B1 publication Critical patent/KR101204661B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/16—Suspension cables; Cable clamps for suspension cables ; Pre- or post-stressed cables
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템은 지지 테이블과 멀티 스트렌드 또는 멀티 스트렌드에 설치되는 동력측정셀에 FBG 광섬유 센서가 설치되는 앵커 헤드부와, 멀티 스트렌드를 인장시키기 위한 견인장치와, 각 부분에 설치되느 FBG 광섬유 센서에 의해 응력을 센싱하는 광섬유 센싱장치와, 지지테이블에서 측정되는 응력과 멀티 스트렌드 또는 동력측정셀에 의해 측정되는 응력을 서로 비교하여 지지 테이블에 의해 상쇄되는 응력의 오차를 보정하는 중앙제어장치를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성되는 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템에 의하면, 중앙제어장치에 의해 지지 테이블 특성에 의해 소실되는 응력의 오차를 보정하여 각 스트렌드에 균등한 인장력이 부가되도록 함으로써 구조물의 안정성 및 예측성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

ＦＢＧ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템{SYSTEM FOR DRAWING EVENLY MULTIPLE STRAND USING A FIBER BRAGG GRATING FIBER OPTICAL SENSOR}
본 발명은 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량이나 구조물에 사용되는 케이블의 다수개의 멀티 스트랜드를 균등한 장력에 의해 인장하기 위한 시스템에 관한 것이다.
FBG 광섬유 센서는 광케이블에 특정 파장을 반사시키는 브래그 격자를 생성시켜 인장-압축 또는 온도변화에 따라서 반사되는 파장의 변화를 계측하여 물리변화를 측정하기 위한 센서를 의미한다. FBG 광섬유 센서는 여러 개의 센서를 동시에 설치할 수 있으므로 멀티 플레싱이 가능하고, 케이블의 길이 증가에 따라 노이즈나 왜곡이 발생하지 않으며, 증폭기를 사용하지 않고도 신호를 장거리로 전송할 수 있는 이점이 있다.
최근에는 이러한 FBG 센서를 이용하여 교량이나 빌딩과 같은 구조물의 응력을 측정하기 위한 다양한 시도가 있다. 특히, 구조물의 응력을 측정하기 위한 스트레인 게이지 대신에 FBG 광섬유 센서를 이용하여 구조물의 응력을 측정하는 기술이 제안된 바 있다.
한편, 강선 등을 사용하여 미리 부재 내에 응력을 발생시킴으로써 외력에 대항하도록 하는 PS(Pre-Stressed) 공법에서 사용하는 PC 강연선이나 강봉을 다수개의 스트렌드를 이용하여 인장시키는 방법이 도 1에 도시되어 있다.
도 1에서 살펴볼 수 있는 바와 같이, 직경이 큰 케이블을 인장하기 위해서는 케이블을 견인하기 위한 윈치가 고용량화, 대형화되는 등의 문제점이 발생하는바, 케이블을 직경이 작은 다수개의 스트렌드로 구성하여, 각각의 스트렌드를 동일한 응력으로 견인함으로써 케이블을 견인하기 위한 장치가 제안되어 있다.
종래 기술에 의한 케이블 균등인장 장치는 메인 스트렌드(A)에 동력측정셀(3)을 장착하고 메인 스트렌드(A)를 견인한 상태로 잭(5)을 고정시킨다. 그리고, 순차적으로 다수개의 스트렌드(B, C, D)를 메인 스트렌드(A)에 가해진 응력과 동일한 응력으로 견인함으로써 다수개의 스트렌드에 균등인장력을 발생시켜 케이블을 인장한다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 케이블 균등인장 장치에 사용되는 동력측정셀(3)은 유압의 변동량을 이용하여 인장력을 측정하도록 구성되므로, FBG 광섬유와 같은 고정밀도의 응력 측정이 불가하고, 유체를 사용하므로 온도 변화의 영향을 받아 정확한 측정이 어려운 문제점이 있다.
그리고, 종래 기술에 의한 케이블 균등인장 장치는 베이스 플레이트(2)에서 메인 스트렌드(A)의 응력을 측정하고, 테이블 플레이트(9)에서 기타 스트렌드(B, C, D)의 응력을 측정하는바, 응력 측정 장소가 서로 상이함에도 불구하고 이에 대한 오차 보정을 하지 않는 상태에서 동일한 인장력을 가하므로 정확한 균등인장을 측정할 수 없는 문제점이 있다.
이와 같은 종래 기술에 의한 케이블 균등인장 장치는 정확한 균등인장을 측정할 수 없게 되므로, 신뢰성을 확보할 수 없고, 불확실성에 따른 오측정에 의해 재긴장을 실시하는 경우, 구조물에 치명적인 하중 불균형이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 멀티 스트렌드를 이용한 케이블 인장에서 스트렌드에 균일한 인장을 가할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 멀티 스트렌드의 측정 위치에 따른 인장력의 측위오차를 보정하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템은 구조물에 적용되는 멀티 스트렌드를 균일하게 인장하기 위한 시스템에 있어서, 상기 멀티 스트렌드가 연결되고, 일단에 구비되는 지지 테이블과 상기 멀티 스트렌드 또는 상기 멀티 스트렌드에 설치되는 동력측정셀에 FBG 광섬유 센서가 설치되는 앵커헤드부; 상기 앵커헤드부를 견인시키는 견인장치; 상기 FBG 광섬유 센서에 의해 측정되는 응력을 계측하는 광섬유 센싱장치;및 상기 지지 테이블에 의해 측정되는 응력과 상기 멀티 스트렌드 또는 상기 동력측정셀에서 측정되는 응력을 비교하여 오차를 보정함으로써 상기 멀티 스트렌드에 균등한 응력이 가해지도록 상기 견인장치와 상기 광섬유 센싱장치를 제어하는 중앙제어장치를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중앙제어장치는 상기 지지 테이블에 의해 소실되는 응력을 산출하여 상기 멀티 스트렌드에 균등한 응력이 가해지도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중앙제어장치는 상기 지지 테이블의 다수개의 지지대에 설치되는 FBG 광섬유 센서에 산출되는 응력의 평균치를 통해 상기 지지 테이블에 의해 소실되는 응력을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중앙제어장치는
수학식 1 :
Figure 112010039298703-pat00001
및
수학식 2 :
Figure 112010039298703-pat00002
에 의해 상기 지지 테이블에 의해 소실되는 응력을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중앙제어장치는 상기 지지 테이블에서 상기 스트렌드의 측정위치에 따라 상기 P1 및 상기 P2를 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 동력측정셀은 길이방향으로 분리되는 제1 셀과 제2 셀로 구성되고, 상기 제1 셀 또는 상기 제2 셀 중 어느 하나에는 개구부가 형성되어, 상기 개구부를 통해 상기 스트렌드에 상기 FBG 광섬유 센서를 설치하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 동력측정셀은 단면 중심 방향으로 분리되어 서로 결합되는 2개의 분리셀; 상기 분리셀 내부에 형성되는 내부채널의 양 단에 설치되고, FBG 광섬유 센서가 각 단과 서로 연결되어 고정되는 고정밴드;및 상기 2개의 분리셀을 서로 결합시키는 결합부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 동력측정셀은 상기 분리셀의 양단에 구비되고, 상기 FBG 광섬유 센서가 전기적으로 연결되는 커넥터가 구비되는 셀 커버를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템에 의하면, 중앙제어장치에 의해 지지 테이블 특성에 의해 소실되는 응력의 오차를 보정하여 각 스트렌드에 균등한 인장력이 부가되도록 함으로써 구조물의 안정성 및 예측성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 의한 멀티 스트렌드 균등인장장치를 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 바람직한 실시예를 보인 구조도.
도 3은 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 지지테이블을 보인 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 동력측정셀의 제1 실시예를 보인 정면도.
도 5는 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 동력측정셀의 제2 실시예를 보인 정면도.
도 6은 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 동력측정셀의 제3 실시예를 보인 정면도.
도 7은 도 6의 분해사시도.
도 8은 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 보정계수를 산정하는 방식을 보인 구조도.
이하에서는 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 8에는 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도 2에는 본 발명에 의한 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 전체 구성이 도시되어 있다. 도시된 바에 따르면, 대구경의 케이블(10)을 고정시키기 위한 앵커 헤드부(20)가 구비된다. 상기 앵커 헤드부(20)에는 다수개의 스트렌드(13)가 연결되고, 상기 스트렌드(13)는 외부보호관을 가지는 케이블(10)과 연속적으로 인장력을 전달한다.
상기 앵커 헤드부(20)에는 앵커 본체(21)가 구비되고, 상기 앵커 본체(21)의 선단에는 케이블(10)과 스트렌드(13)를 연결시키기 위한 연결 두부(23)가 구비된다.
상기 앵커 본체(21)를 통과하는 다수개의 스트렌드(13)는 외부에 구비되는 견인장치(30) 및 인장잭(31)에 의해 견인된다. 상기 견인장치(30)에는 상기 스트렌드(13)와 연결되는 인장잭(31)이 구비되고, 상기 인장잭(31)은 각각의 스트렌드(13)와 연결되어 상기 스트렌드(13)를 견인시킨다.
상기 견인장치(30)는 상기 인장잭(31)에 가해지는 인장력을 측정하도록 구성된다. 상기 견인장치(30)에 의해 측정되는 인장력은 중앙제어장치(40)로 전달된다. 그리고, 상기 중앙제어장치(40)는 FBG 광섬유 센싱에 의해 스트렌드에 가해지는 인장력을 측정하기 위한 광섬유 센싱장치(50)가 연결된다.
상기 광섬유 센싱장치(50)는 스트렌드(13) 또는 지지 테이블(200)에서 발생하는 인장력을 FBG 광섬유를 이용하여 측정한다. 즉, 인장력이 스트렌드(13)에 도입되면, 상기 스트렌드(13)는 일정길이만큼 늘어난다. 이때, 광섬유 센서가 상기 스트렌드(13)와 고정되어 있기 때문에, 스트렌드(13)의 길이만큼 늘어나게 되며 이로 인해 광섬유의 단면적이 줄어들어 입사된 펄스광이 감소하게 된다.
즉, 스트렌드(13)의 신축에 따라 입사된 펄스광의 감소 및 증가에 의한 전기적인 신호값을 측정하고, 측정된 신호값을 통해 스트렌드(13)에 도입된 인장력의 변화량을 추정할 수 있다.
따라서, 상기 중앙제어장치(40)는 상기 인장잭(31)에 가해지는 인장력과 광섬유 센싱장치(50)에 의해 가해지는 인장력을 서로 비교함으로써 각 스트렌드에 균등한 인장력을 부가하도록 할 수 있다.
도 3에는 상기 앵커 본체(21)의 일단에 구비되어, 상기 견인장치(30)에 의해 각각의 스트렌드(13)를 견인시키기 위한 지지 테이블(200)이 도시되어 있다. 상기 지지 테이블(200)은 상기 지지 테이블(200)에 가해지는 압축력과 같은 응력을 측정하기 위한 광섬유 센서(221)가 구비될 수 있고, 상기 광섬유 센서(221)는 상기 지지 테이블(200)의 각 부분에 설치될 있다.
상기 지지 테이블(200)은 앵커 본체(21)의 일단에 지지되는 지지 플레이트(210)를 포함한다. 상기 지지 플레이트(210)는 다수개의 스트렌드(13)가 관통하고, 상기 스트렌드(13)와 연결되는 지점에는 쐐기와 같은 고정구(211)가 구비되어 상기 스트렌드(13)가 고정구(211)에 의해 상기 지지 플레이트(210)에 고정된다.
그리고, 상기 지지 플레이트(210)의 상면에는 다수개의 지지대(220)가 구비된다. 상기 지지대(220)는 6개로 구비될 수 있고, 각 지지대(220)에는 상기 광섬유 센싱장치(50)와 연결되는 광섬유 센서(221)가 구비될 수 있다.
상기 지지대(220)의 상단에는 테이블 플레이트(230)가 안착되어 지지된다. 상기 테이블 플레이트(230)는 스트렌드(13)를 견인하기 위한 인장잭(31)이 지지되기 위한 플레이트로서, 상기 테이블 플레이트(230)를 관통하여 다수개의 스트렌드(13)가 외부로 노출된다.
그리고, 다수개의 스트렌드(13) 중 메인 스트렌드(13a)에는 동력측정셀(300)이 구비된다. 상기 동력측정셀(300)은 상기 테이블 플레이트(230)와 지지 플레이트(210) 사이에 위치하는 상기 메인 스트렌드(13a) 부분에 설치된다.
상기 동력측정셀(300)에는 상기 동력측정셀(300)에 메인 스트렌드(13a)가 고정되도록 하기 위한 별도의 고정구(211)가 구비된다.
상기 동력측정셀(300)은 FBG 광섬유 센서에 의해 상기 메인 스트렌드(13a)에 가해지는 인장력을 측정하기 위한 역할을 한다. 따라서, 상기 동력측정셀(300)에는 FBG 광섬유 센서가 내장되어 있다.
상기 동력측정셀(300)에 FBG 광섬유 센서가 내장되어 있는 다양한 형태의 실시예가 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 도 4에는 상기 동력측정셀(300)의 외부에 FBG 광섬유 센서(301)가 부착되어 있는 구조가 도시되어 있다.
그리고, 도 5에는 상기 동력측정셀(300)이 제1 셀(310)과 제2 셀(320)로 구성되고, 상기 제1 셀(310)에는 도 4의 실시예와 같이 셀의 외면에 광섬유 센서(301)가 부착될 수 있고, 제2 셀(320)에는 개구부(321)가 형성되어 상기 개구부(321)를 통해 메인 스트렌드(13a)에 직접 광섬유 센서(301)를 설치할 수 있도록 구성된다. 상기 제1 셀(310)과 제2 셀(320)은 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 분리되어 결합되도록 형성될 수도 있다.
도 6 및 도 7에는 광섬유 센서(301)가 내장되어 있는 분리형의 동력측정셀(300)이 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 분리형의 동력측정셀(300)은 단면 중심을 기준으로 2개로 분리되는 분리셀(330)로 구성될 수 있다.
그리고, 2개의 분리셀(330)의 일단에는 각 분리셀(330)을 연결시키고 회전시키는 연결부(331)가 구비된다. 상기 분리셀(330)의 내부 중심에는 상기 스트렌드(13)의 직경에 대응되어 함몰되어 있는 내부 채널(333)이 형성되고, 상기 분리셀(330)을 결합하면 상기 내부 채널(333)에 의해 스트렌드(13)가 통과하기 위한 공간에 형성된다.
상기 내부 채널(333)의 양단에는 상기 분리셀(330)과 스트렌드(13)를 고정시키기 위한 고정 밴드(335)가 구비된다. 그리고, 상기 내부 채널(333)의 양단에 구비되는 각 고정 밴드(335)에는 다수개의 광섬유 센서(301)가 서로 연결된다.
따라서, 상기 고정 밴드(335)에 의해 광섬유 센서(301)가 스트렌드(13)와 고정되므로, 상기 스트렌드(13)의 인장정도에 따라 광섬유 센서(301)도 인장되어 내부의 주파수 변화를 감지할 수 있다. 상기 고정 밴드(335) 중 상기 스트렌드(13)와 접하는 면은 고무와 같은 마찰재가 구비되어 스트렌드(13)와의 마찰력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 분리셀(330)에는 각 분리셀(330)을 서로 결합시키기 위한 결합부(337)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 분리셀(330)의 양 단에는 각 분리셀(330)의 일면을 차폐하는 셀 커버(339)가 구비된다. 상기 셀 커버(339)에는 상기 광섬유 센서(301)와 연결되는 다수개의 커넥터가 구비될 수 있다.
상기 분리셀(330)의 외면에는 상기 분리셀(330)을 서로 결합시킨 후 각 분리셀(330)들이 서로 일체화되도록 하기 위한 결합밴드(339')가 구비될 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템의 작용을 상세하게 설명한다.
먼저, 지지 테이블(200) 내에 위치한 메인 스트렌드(13a)에 동력측정셀(300)을 설치하고, 견인장치(30)를 이용하여 상기 메인 스트렌드(13a)를 인장시킨다. 상기 메인 스트렌드(13a)에 일정값의 인장력이 인가되면, 상기 동력측정셀(300)의 상면에 고정구(211)를 설치하여 메인 스트렌드(13a)가 상기 동력측정셀(300)에 고정되도록 한다.
그리고, 상기 동력측정셀(300)에서 측정되는 인장력을 광섬유 센싱장치(50)를 이용하여 측정한 후, 이에 대한 정보를 중앙제어장치(40)로 전송하여 상기 메인 스트렌드(13a)에 가해지는 인장력을 모니터하도록 한다.
상기 메인 스트렌드(13a)가 고정되면, 상기 메인 스트렌드(13a)에 가해지는 인장력과 동일한 값을 가지도록 다른 스트렌드(13)를 차례로 인장시킨다. 상기 메인 스트렌드(13a) 이외의 다른 스트렌드(13)들은 상기 테이블 플레이트(230)에 상기 인장잭(31)을 지지시켜 그 반발력에 의해 견인된다..
이때, 상기 중앙제어장치(40)는 상기 견인장치(30)에서 측정되는 스트렌드(13)의 인장력과 지지테이블(200)에서 측정되는 응력을 종합적으로 고려하여 수정된 인장력을 산출한다. 즉, 상기 메인 스트렌드(13a) 이외의 스트렌드(13)들은 상기 테이블 플레이트(230)에 지지되어 그 반발력에 의해 견인되므로, 상기 테이블 플레이트(230)의 자체 강성이나 휨모멘트와 같은 특성으로 인한 인장력의 소실 현상이 발생하므로 이를 수정하여 산출한다.
이론상으로, 상기 스트렌드(13)를 인장하는 견인장치(30)의 인장잭(31)은 스트렌드(13)를 인장시키는 힘과 동일한 반발력을 지지 테이블(200)에 가해야 한다. 그러나, 상기 인장잭(31)의 인장력은 상기 지지 테이블(200) 자체의 재료 강성 및 휨모멘트 등에 의해 일부 상쇄되어 상기 스트렌드(13)에 가해지는 실제적인 인장력과는 달라질 수 있다.
따라서, 상기 중앙제어장치(40)는 상기 지지 테이블(200)에 구비되는 광섬유 센서(221)에서 측정되는 응력 변화를 통해 지지 테이블(200) 자체에서 상쇄되는 인장력 값을 계산함으로써 상기 스트렌드(13)에 가해지는 실질적인 인장력을 산출하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 상기 중앙제어장치(40)는 상기 지지 테이블(200)의 각 지지대(220)에서 측정되는 응력값을 합산하고 그 합산된 값을 상기 견인장치(30)에 의해 측정된 인장력과 비교하여 실질적인 인장력을 산출한다. 즉, 상기 지지 테이블(200)에서 측정된 응력값과 상기 견인장치(30)에 의해 측정된 인장력에 재료의 강성 및 휨모멘트 등을 적용한 가중치를 곱하여 이를 평균화함으로써 실질적인 인장력이 산출된다. 이를 수식으로 나타내면 아래와 같다.
Figure 112010039298703-pat00003
Figure 112010039298703-pat00004
실제 인장력 Dtot는 각 지지대(220)에서 측정한 측정응력(L)과 상기 견인장치(30)에서 측정한 인장력(M)에 각각 보정계수(P1, P2)를 곱하고, 이를 평균화 계수로 나눈 값으로 나타낼 수 있다. 상기 평균화 계수는 '2'인 것이 바람직하다.
상기 보정계수(P1, P2)는 지지 테이블(200) 자체의 강성 및 휨모멘트 등에 의해 결정되는 값으로서, 도 8에 도시된 바와 같이 측정 대상 스트렌드(13)의 위치에 따라 결정될 수도 있다. 즉, 상기 보정계수(P1, P2)는 측정 대상 스트렌드(13)가 상기 테이블 플레이트(230) 상의 어느 위치에 위치하는지에 따라 달라질 수 있다.
이와 같이, 스트렌드(13)의 측정위치 및 지지 테이블(200) 자체의 특성에 의한 인장력 변화량을 보정할 수 있으므로 보다 정확한 인장력의 계측이 가능하다.
상기 중앙제어장치(40)에 의해 상기 견인장치(30)가 가하는 인장력을 보정하여 산출한 결과에 따라, 상기 메인 스트렌드(13a)에서 측정되는 인장력과 동일한 값을 가지도록 상기 견인장치(30)를 제어할 수 있다.
상기 견인장치(30)에 의해 스트렌드(13)에 균등한 인장력이 가해지면, 상기 고정구(211)를 이용하여 상기 스트렌드(13)를 고정시킨다. 이와 같은 방법에 의해 모든 스트렌드(13)에 균등한 인장력이 가해지도록 할 수 있다. 도 9에는 이와 같은 방법에 의해 모든 스트렌드(13)를 균등한 인장력 하에 고정한 시공 상태가 도시되어 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20 : 앵커 헤드부 30 : 견인장치
40 : 중앙제어장치 50 : 광섬유 센싱장치
200 : 지지 테이블 210 : 지지 플레이트
220 : 지지대 230 : 테이블 플레이트
300 : 동력측정셀 310 : 제1 셀
320 : 제2 셀 330 : 분리셀
335 : 고정밴드 337 : 결합부

Claims (9)

  1. 구조물에 적용되는 멀티 스트렌드를 균일하게 인장하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 멀티 스트렌드가 연결되고, 일단에 구비되는 지지 테이블과 상기 멀티 스트렌드 또는 상기 멀티 스트렌드에 설치되는 동력측정셀에 FBG 광섬유 센서가 설치되는 앵커헤드부;
    상기 앵커헤드부를 견인시키는 견인장치;
    상기 FBG 광섬유 센서에 의해 측정되는 응력을 계측하는 광섬유 센싱장치;및
    상기 지지 테이블에 의해 측정되는 응력과 상기 멀티 스트렌드 또는 상기 동력측정셀에서 측정되는 응력을 비교하여 오차를 보정함으로써 상기 멀티 스트렌드에 균등한 응력이 가해지도록 상기 견인장치와 상기 광섬유 센싱장치를 제어하는 중앙제어장치를 포함하는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙제어장치는
    상기 지지 테이블에 의해 소실되는 응력을 산출하여 상기 멀티 스트렌드에 균등한 응력이 가해지도록 하는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중앙제어장치는
    상기 지지 테이블의 다수개의 지지대에 설치되는 FBG 광섬유 센서에 산출되는 응력의 평균치를 통해 상기 지지 테이블에 의해 소실되는 응력을 산출하는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중앙제어장치는
    수학식 1 :
    Figure 112010039298703-pat00005
    및
    수학식 2 :
    Figure 112010039298703-pat00006

    에 의해 상기 지지 테이블에 의해 소실되는 응력을 산출하는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중앙제어장치는
    상기 지지 테이블에서 상기 스트렌드의 측정위치에 따라 상기 P1 및 상기 P2를 결정하는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동력측정셀은
    길이방향으로 분리되는 제1 셀과 제2 셀로 구성되고,
    상기 제1 셀 또는 상기 제2 셀 중 어느 하나에는 개구부가 형성되어, 상기 개구부를 통해 상기 스트렌드에 상기 FBG 광섬유 센서를 설치하도록 구성되는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.

  7. 제1항에 있어서,
    상기 동력측정셀은
    단면 중심 방향으로 분리되어 서로 결합되는 2개의 분리셀;
    상기 분리셀 내부에 형성되는 내부채널의 양 단에 설치되고, FBG 광섬유 센서가 각 단과 서로 연결되어 고정되는 고정밴드;및
    상기 2개의 분리셀을 서로 결합시키는 결합부를 포함하는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동력측정셀은
    상기 분리셀의 양단에 구비되고, 상기 FBG 광섬유 센서가 전기적으로 연결되는 커넥터가 구비되는 셀 커버를 포함하는
    FBG 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템.
  9. 삭제
KR1020100057995A 2010-06-18 2010-06-18 Ｆｂｇ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템 KR101204661B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100057995A KR101204661B1 (ko) 2010-06-18 2010-06-18 Ｆｂｇ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100057995A KR101204661B1 (ko) 2010-06-18 2010-06-18 Ｆｂｇ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110137957A KR20110137957A (ko) 2011-12-26
KR101204661B1 true KR101204661B1 (ko) 2012-11-26

Family

ID=45504033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100057995A KR101204661B1 (ko) 2010-06-18 2010-06-18 Ｆｂｇ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101204661B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101775627B1 (ko) * 2017-02-23 2017-09-07 주식회사 스펙엔지니어링와이엔피 Psc 거더용 긴장재 꼬임방지 장치 및 이를 이용한 다단계 개별 균등긴장 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101775627B1 (ko) * 2017-02-23 2017-09-07 주식회사 스펙엔지니어링와이엔피 Psc 거더용 긴장재 꼬임방지 장치 및 이를 이용한 다단계 개별 균등긴장 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110137957A (ko) 2011-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bao et al. Tensile and compressive strain measurement in the lab and field with the distributed Brillouin scattering sensor
KR101889977B1 (ko) 광섬유 격자센서를 이용한 변위 측정장치 및 그의 감도 및 내구성 조절방법
JP3668199B2 (ja) トンネルの変形測定方法
RU2611092C2 (ru) Устройство и способ определения натяжения на направляющем канате висячих подмостей при строительстве шахты
JP2006250647A (ja) ワイヤケーブル、並びに張力測定システム及び張力測定方法
GB2461825A (en) Measuring strain in lead-in cables in a marine seismic acquisition system
KR20100026145A (ko) 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 긴장력 또는 변형량 측정 방법
JP2004500570A (ja) 応力を測定する光ファイバ・デバイス
US9857250B2 (en) Strain sensor and method for installing strain sensor
CN109778666B (zh) 斜拉索索力传感与温度线形控制补偿装置及施工方法
KR101204661B1 (ko) Ｆｂｇ 광섬유 센서를 이용한 멀티 스트렌드 균등인장 시스템
KR101027515B1 (ko) 교량용 가동 받침의 이동량 계측 시스템
KR101172201B1 (ko) 긴장재의 장력측정을 위한 광섬유 센서의 설치구조 및 설치방법
CN111323187A (zh) 悬索桥主缆与主索鞍动态接触状态监测装置及方法
KR20210073881A (ko) 분포형 광섬유센서-기반 스마트 정착판을 이용한 프리스트레스 강연선의 긴장력 모니터링 시스템 및 그 방법
JP3860488B2 (ja) 広域ひずみ分布測定システム
JP2019127794A (ja) アンカーテンドンおよびグラウンドアンカーの施工方法
KR100870485B1 (ko) 광섬유 센서를 이용한 신축성 구조부재
JP5976515B2 (ja) トロリ線摩耗検出装置
JP2002048517A (ja) 歪みセンシング用ケーブル及び歪み計測方法
CN207197706U (zh) 一种纯拉伸应变光纤光栅传感器
CN208187610U (zh) 受力构件、光纤光栅传感器以及智能拉索
CN105627940A (zh) 一种基于光纤光栅传感器的土体内部变形的测量方法
JP2002090233A (ja) 橋梁の歪み分布計測方法
KR20090065558A (ko) 광섬유격자 변형률 센서

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151120

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161010

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181025

Year of fee payment: 7