KR101332970B1 - 도시철도터널 내공변위 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널 내부 고소지로 이동하지 않고서도 용이하면서 정확하게 거리를 측정할 수 있어 안전사고의 우려를 배제하면서 변위상황을 파악하여 후속조처를 완벽하게 취할 수 있도록 한 도시철도터널 내공변위 측정장치에 관한 것으로서;
터널 내부 바닥면 중심 측정위치에 설치할 수 있도록 설치홀을 형성하여 구비되는 베이스와, 상기 베이스의 중심에서 수직으로 돌출되게 고정되는 서포터와, 상기 서포터의 상단에 설치하여 레이저거리측정기를 이용하여 측정위치를 가변시키면서 측정위치에서 변위지점까지의 거리를 측정하는 측정자로 구성하고, 상기 측정자는 ∪형상을 이루는 측정바디와, 상기 측정바디의 중앙에 측정위치를 가변시킬 수 있도록 하단을 힌지축으로 결합하는 가변자와, 상기 가변자에 레이저거리측정기를 안치할 수 있도록 구비하는 안치구와, 상기 측정바디의 중앙에 형성하여 가변자를 측정바디의 중앙위치에 유지할 수 있도록 측정바디에 구비되는 스토퍼가 결합 되게 하는 스톱홀과, 상기 측정바디의 양측에 고정하여 가변자가 레이저거리측정기를 터널 내부의 코너지점을 측정할 수 있게 하는 코너스토퍼를 포함하는 것이 특징이다.

Description

도시철도터널 내공변위 측정장치{TUNNEL DISPLACEMENT MEASURMENT DEVICE}

본 발명은 도시철도터널 내공변위 측정장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 도시철도를 구성하는 지하철의 터널 내부의 구조물 변위를 용이하게 측정할 수 있도록 개선한 내공변위 측정장치의 제공에 관한 것이다.

도시철도는 지상으로 궤도가 설치되는 경우보다는 지하에 터널을 구축한 후 터널 내부에 궤도를 설치하여 전동차가 주행할 수 있도록 하고 있으며, 이러한 터널의 경우에는 주기적으로 검사와 측정을 수행하여 안정에 이상이 없는지 여부를 확인하게 된다.

물론, 터널과 같은 구조물은 도시철도뿐만 아니라 일반도로, 고속도로, 고속철도 또는 일반 국철 등에도 험준한 산악지형을 통과하거나 해저 등을 통과하기 위한 수단으로 터널과 같은 구조물을 구축하여 활용됨은 당연할 것이다.

상기와 같이 터널과 같은 구조물의 내부가 왕복하는 차량의 진동과 더불어 토사나 암반과 같은 자연압력에 의하여 변화가 발생하는지 확인하여 위험요소를 발견할 경우 신속하게 유지보수를 수행하거나 기타 안전조치를 수행할 수 있도록 하고 있다.

종래에도 이와 같이 터널과 같은 구조물의 내부에 변화가 있는지 여부를 주기적으로 확인하고 있었으며, 현재 가장 널리 사용되고 있는 확인 방법으로는 계측수단을 이용하여 여러 명의 작업자가 실측을 통하여 터널의 치수적인 변화를 시각적으로 확인하고 기록하는 방식이 있다.

이러한 내용을 살펴보면, 여러 명의 작업자가 계측용 수단으로 줄자를 준비한 후 터널 내부로 진입하여 터널의 양 측벽지점, 터널의 천장 중심부 및 측벽부와 천장 중심부 사이 위치 양측지점 이렇게 3 ∼ 5개소의 변위지점을 측정하여 확인하게 된다.

상기 터널 내부의 변위지점을 측정하고자 할 경우에는 터널의 내부 바닥면 중심을 기점으로 하여, 터널의 양 측벽지점, 터널의 천장 중심부 및 측벽부와 천장 중심부 사이 위치 양측지점 사이의 거리를 측정하여 설계 당시의 거리와 변화가 있는지 확인하여 오차범위를 벗어날 경우에는 이상이 있는 것으로 판단하여 후속조처를 취하도록 하게 된다.

종래에는 이와 같이 터널 내부의 변위지점의 측정을 수행하고자 할 경우에는, 한 사람은 줄자의 끝(수치상 0지점)을 잡고 터널 내부의 바닥면 중심에 위치시키고, 다른 한 사람은 터널 내부의 변위지점인 터널의 양 측벽지점, 터널의 천장 중심부 및 측벽부와 와 천장 중심부 사이 위치 양측지점으로 줄자를 가져가 실제 거리를 측정하게 된다.

이와 같이 측정된 거리정보는 다른 1인의 작업자가 넘겨받아 기록을 수행하고, 설계상의 정보와 비교하여 판단하여 오차범위 내의 변화인지 위험을 초래할 수 있는 정도의 변화인지 확인하게 되는 것이다.

이와 같이 변위지점의 변화를 측정하는 과정에서 터널의 양 측벽지점을 측정할 경우에는 작업자가 보행을 통하여 해당 지점으로 이동하고, 선 상태에서 줄자를 변위지점에 가져다 댄 후 시각적으로 확인하므로 쉽게 측정할 수 있게 된다.

그러나, 터널의 천장 중심부 및 측벽부와 천장 중심부 사이 위치 양측지점의 경우에는 작업자가 쉽게 접근할 수 있는 위치가 아니기 때문에 사다리 또는 철도차량을 이용하여 작업자가 측정지점에 줄자를 가져다 대어 확인하게 되는 데, 불안전한 위치에서 불안전한 자세를 유지한 상태에서 줄자의 눈금을 정확하게 확인하는 것이 현실적으로 불가능하게 된다.

특히, 고소위치에서 불안전한 자세를 유지한 상태에서 눈금을 확인하는 과정에서 중심을 잃고 고소위치에서 터널 바닥으로 떨어지는 안전사고의 우려가 높고, 철도차량 등이 운행하는 과정에서 이루어지기 때문에 하나의 측정위치에서 신속하게 측정작업을 마쳐 철도차량의 운행에 방해되지 않도록 하기 위하여 서두르는 과정에서도 안전사고가 발생할 우려가 높게 되는 것이다.

뿐만 아니라, 줄자를 이용하여 측정하기 때문에 줄자의 오차와 더불어 측정자의 시각적인 오차 및 계측수단이 줄자를 근접시키는 위치에 따른 측정오차 등 많은 오차로 인하여 정확한 계측이 불가능하게 된다.

이러한 이유에 의하여 터널 내부의 변위를 정확하게 파악하지 못하는 것은 물론, 작업자의 안전에 따른 위험부담이 크고, 측정 결과를 토대로 정확한 후속대책을 수립하는 것이 쉽지 않게 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 터널 내부 바닥면 중심 측정위치에 설치할 수 있도록 설치홀을 형성하여 구비되는 베이스와, 상기 베이스의 중심에서 수직으로 돌출되게 고정되는 서포터와, 상기 서포터의 상단에 설치하여 레이저거리측정기를 이용하여 측정위치를 가변시키면서 측정위치에서 변위지점까지의 거리를 측정하는 측정자로 구성하고, 상기 측정자는 ∪형상을 이루는 측정바디와, 상기 측정바디의 중앙에 측정위치를 가변시킬 수 있도록 하단을 힌지축으로 결합하는 가변자와, 상기 가변자에 레이저거리측정기를 안치할 수 있도록 구비하는 안치구와, 상기 측정바디의 중앙에 형성하여 가변자를 측정바디의 중앙위치에 유지할 수 있도록 측정바디에 구비되는 스토퍼가 결합 되게 하는 스톱홀과, 상기 측정바디의 양측에 고정하여 가변자가 레이저거리측정기를 터널 내부의 코너지점을 측정할 수 있게 하는 코너스토퍼를 포함하여;

작업자가 터널 내부 고소지로 이동하지 않고서도 용이하면서 정확하게 거리를 측정할 수 있어 안전사고의 우려를 배제하면서 변위상황을 파악하여 후속조처를 완벽하게 취할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 터널 내부의 측정지점(터널 내부 바닥면 중심위치)에 쉽게 탈부착할 수 있도록 하면서 측정지점과의 거리를 정확하고 신속하게 측정하여 변위를 파악함으로써 후속대처를 수립할 수 있도록 하고, 측정작업을 수행하는 작업자의 안전을 확보할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 A - A선 단면 구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 B - B선 단면도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 사용상태도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 A - A선 단면 구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 B - B선 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치를 도시한 사용상태도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 도시철도터널 내공변위 측정장치(100)는, 터널 내부 바닥면 중심 측정위치에 설치할 수 있도록 설치홀(101)을 형성한 판상형태의 베이스(102)를 구비하고, 상기 베이스(102)의 중심에서 수직으로 돌출되게 서포터(103)를 고정한다.

상기 베이스(102)와 서포터(103)의 연접 위치에는 서포터(103)가 안정된 상태를 유지하여 변형되거나 흔들리는 등의 현상이 없도록 보강판(104)을 덧대어 고정한다.

상기 베이스(102)와 서포터(103)의 고정과 보강판(104)의 고정은 볼트와 너트 또는 리벳, 스크류 등으로 고정할 수 있을 것이나 견고성이 우수한 용접고정방식을 취하는 것이 바람직할 것이다.

상기 서포터(103)의 상단에는 통상적인 레이저거리측정기(105)를 이용하여 측정위치를 가변시키면서 측정위치에서 변위지점까지의 거리를 측정할 수 있도록 하는 측정자(106)를 설치한다.

상기 측정자(106)는 서포터(103) 상단에 판상부재를 절곡하여 단면이 개략 ∪형상을 이루도록 하거나 또는, 판상부재를 밑판과 전,후판으로 분리하여 용접이나 볼트 또는 스크류를 이용하여 고정하여 측정바디(107)를 구성한다.

상기 측정바디(107)의 중앙에는 레이저거리측정기(105)를 안치하여 측정위치를 가변시킬 수 있도록 움직임이 자유롭게 가변자(108)를 힌지축(109)으로 결합하고, 상기 가변자(108)에는 레이저거리측정기(105)를 안치할 수 있도록 안치구(110)를 일체로 형성하거나 또는 별도로 고정하여 구비한다.

상기 측정바디(107)의 중앙에는 가변자(108)가 레이저거리측정기(105)를 터널 천장 중심지점을 측정할 수 있도록 가변자(108)를 측정바디(107)의 중앙위치에 유지할 수 있도록 측정바디(107)에 구비되는 스토퍼(111)가 결합 될 수 있는 스톱홀(112)을 형성한다.

상기 측정바디(107)의 양측에는 가변자(108)가 레이저거리측정기(105)를 터널의 천장과 측벽부가 만나는 측정위치에서 개략 45°위치의 코너지점을 측정할 수 있도록 코너스토퍼(113)를 고정한다.

상기 코너스토퍼(113)는 측정바디(107)의 양측에 스토퍼바디(114)를 고정하고, 상기 스토퍼바디(114)의 상면에는 힌지축(109)을 기점으로 가변자(108)가 좌,우측으로 회동할 때 가변자(108)에 결합 된 레이저측정기(105)가 정확하게 터널의 코너지점을 가리킬 수 있도록 가변자(108)의 좌,우측면이 연접될 수 있도록 경사를 가지는 스톱면(115)을 형성하도록 한다.

상기 스톱면(115)은 터널의 형상이나 구조에 따라 그 각도가 달라질 수 있을 것이므로 경사를 달리한 스톱면(115)을 가지는 코너스토퍼(113)를 교환 장착할 수 있도록 구성함은 당연할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 도시철도터널 내공변위 측정장치(100)의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

평소에는 내공변위 측정장치(100)로부터 레이저거리측정기(105)를 분리한 상태에서 보관하고, 측정이 필요한 경우 터널 내부로 이동하여 측정하고자 하는 위치에 측정장치(100)를 견고하게 고정시킨다.

이때에는 터널 내부에 바닥면 중심 위치에는 측정장치(100)를 고정하기 위한 앵커볼트 등이 설치되어 있으므로 베이스(102)에 형성된 설치홀(101)을 통하여 결합한 후 너트로 단속하면 쉽게 설치할 수 있게 된다.

이러한 상태에서 측정바디(107)에 결합 된 가변자(108)에 레이저거리측정기(105)를 결합한 후 가변자(108)를 측정바디(107)의 중앙에 위치시키거나 또는 양측으로 회동시켜 터널 내부 천장 중심지점과 터널 내부 양측 코너지점과의 거리를 측정하여 확인하면 되는 것이다.

예를 들어 터널 내부 천장 중심지점과의 거리를 측정하고자 할 경우에는, 가변자(108)에 구비되는 스토퍼(111)가 측정바디(107)의 중앙에 형성되는 스톱홀(112)과 결합 되어 움직이지 않게 되므로 레이저거리측정기(105)가 정확하게 천장 중심지점을 가리키게 되므로 측정 가능하게 된다.

그리고, 터널 내부 양측 코너지점과의 거리를 측정하고자 할 경우에는, 레이저거리측정기(105)를 결합한 가변자(108)를 측정바디(107)의 좌측 또는 우측으로 회동시키면 가변자(108)가 힌지축(109)을 중심으로 측정바디(107)의 좌,우측으로 이동하게 되고, 측정바디(107)의 좌,우측에 고정된 코너스토퍼(113)에 의하여 멈춰지게 되므로 레이저측정기(105)는 터널 내부 양측 코너지점을 정확하게 가리키게 되므로 거리 측정이 가능하게 된다.

물론, 이때에는 가변자(108)의 스토퍼(111)는 해제되어 스톱홀(112)을 벗어난 상태에 있으며, 가변자(108)가 좌측 또는 우측의 코너스토퍼(113)와 연접되면 스토퍼바디(114)에 경사지게 형성된 스톱면(115)과 연접되므로 정확한 위치(각도)를 유지할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 코너스토퍼(113)의 스톱면(115) 경사는 터널 내부 양측 코너지점의 위치에 따라 경사를 달리하게 되므로 코너스토퍼(113)를 교환하여 그에 대응하면서 측정을 수행할 수 있음은 당연할 것이다.

이러한 본 발명은 작업자가 터널 내부 고소지로 이동하지 않고서도 용이하면서 정확하게 거리를 측정할 수 있어 안전사고의 우려를 배제하면서 변위상황을 파악하여 후속조처를 완벽하게 취할 수 있게 되는 장점을 가진다.

100; 내공변위 측정장치
102; 베이스
103; 서포터
105; 레이저거리측정기
106; 측정자
107; 측정바디
108; 가변자
112; 스톱홀
113; 코너스토퍼
115; 스톱면

Claims (4)

1. 터널 내부 바닥면 중심 측정위치에 설치할 수 있도록 설치홀을 형성하여 구비되는 베이스와;
   상기 베이스의 중심에서 수직으로 상방으로 돌출되게 고정되는 서포터와;
   상기 서포터의 상단에 설치하여 레이저거리측정기를 이용하여 측정위치를 가변시키면서 측정위치에서 변위지점까지의 거리를 측정하는 측정자로 도시철도터널 내공변위 측정장치를 구성하고;
   상기 측정자는 ∪형상을 이루는 측정바디와;
   상기 측정바디의 중앙에 측정위치를 가변시킬 수 있도록 하단을 힌지축으로 결합하는 가변자와;
   상기 가변자에 레이저거리측정기를 안치할 수 있도록 구비하는 안치구와;
   상기 측정바디의 중앙에 형성하여 가변자를 측정바디의 중앙위치에 유지할 수 있도록 측정바디에 구비되는 스토퍼가 결합 되게 하는 스톱홀과;
   상기 측정바디의 양측에 고정하여 가변자가 레이저거리측정기를 터널 내부의 코너지점을 측정할 수 있게 하는 코너스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 도시철도터널 내공변위 측정장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서;
   상기 코너스토퍼는 측정바디의 양측에 고정하는 스토퍼바디와;
   상기 스토퍼바디의 상면에 좌,우측으로 회동한 가변자가 연접되어 레이저측정기가 정확하게 터널의 코너지점을 가리킬 수 있도록 경사를 가지는 스톱면을 형성하는 것을 특징으로 하는 도시철도터널 내공변위 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서;
   상기 코너스토퍼의 스톱면은 터널의 형상이나 구조에 따라 그 각도를 달리하게 하여 교환 장착할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 도시철도터널 내공변위 측정장치.

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