KR101579604B1 - 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수직변위 측정부가 교각 침하시 수직변위를 측정하면 수직변위 제어부가 수직변위 보정부를 측정된 변위만큼 작동시켜 교각을 복원시키고, 이때 상승변위 측정부가 수직변위 보정부의 작동량을 측정하면서 수직변위 보정부의 제어에 의해 실시간으로 수직변위 보정부의 상승량을 모니터링함으로써, 기존 철도 교각의 하부로 신설선 철도가 통과하는 공사 등에 있어서 교각의 침하에 실시간으로 대응할 수 있고, 유압잭을 그룹핑하여 각 그룹간 압력 편차를 감소시키고, 이를 통해 교량 인상 필요시 파워팩의 펌프에서 교량 인상을 위한 유압의 가압시간을 감소시킬 수 있으며, 파워팩의 오일탱크에 온도센서와 히터 및 쿨러를 구비함으로써, 온도센서에 의해 오일의 온도가 기 설정된 범위를 벗어난 것으로 감지되면 히터 또는 쿨러를 자동으로 작동시켜 오일의 온도를 기 설정된 범위 내로 유지시킬 수 있는 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 교각 상부의 각 모서리 방향에 복수개 설치되며 계측점에 레이저 송신기와 레이저 수신기를 구비하는 레이저 센서부, 고정점 양 교각에서 레이저 센서부를 지나는 와이어를 포함하여, 교각의 침하시 수직변위를 측정하는 수직변위 측정부; 다이어프레임 벽을 가로지르도록 복수개가 서로 나란하게 배치된 지지거더의 상면에 격자 형상으로 복수개 배치되는 유압잭, 유압잭에 연결되어 유압잭에 공급되는 오일의 양을 조절함으로써 유압잭을 제어하는 파워팩을 포함하여, 수직변위 측정부가 측정한 교각의 수직변위를 보정하여 침하된 교각을 원상태로 복귀시키는 수직변위 보정부; 및 교각의 각 모서리 방향에 위치한 지지거더 상에 설치되고, 교각 하부의 하단에 부착되는 와이어 센서를 구비하는 높이센서를 포함하여, 수직변위 보정부의 작동시 유압잭에 의한 상승변위를 측정하는 상승변위 측정부를 포함하는 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템을 제공한다.

Description

교각하부 파일커팅 유압동조 시스템{omitted}

본 발명은 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수직변위 측정부가 교각 침하시 수직변위를 측정하면 수직변위 제어부가 수직변위 보정부를 측정된 변위만큼 작동시켜 교각을 복원시키고, 이때 상승변위 측정부가 수직변위 보정부의 작동량을 측정하면서 수직변위 보정부의 제어에 의해 실시간으로 수직변위 보정부의 상승량을 모니터링함으로써, 기존 철도 교각의 하부로 신설선 철도가 통과하는 공사 등에 있어서 교각의 침하에 실시간으로 대응할 수 있고, 유압잭을 그룹핑하여 각 그룹간 압력 편차를 감소시키고, 이를 통해 교량 인상 필요시 파워팩의 펌프에서 교량 인상을 위한 유압의 가압시간을 감소시킬 수 있으며, 파워팩의 오일탱크에 온도센서와 히터 및 쿨러를 구비함으로써, 온도센서에 의해 오일의 온도가 기 설정된 범위를 벗어난 것으로 감지되면 히터 또는 쿨러를 자동으로 작동시켜 오일의 온도를 기 설정된 범위 내로 유지시킬 수 있는 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템에 관한 것이다.

기 건설된 철도와 신설되는 철도가 교차하는 경우, 기 건설된 철도의 하부로 신설되는 철도가 지나가도록 설계될 수 있다. 예컨대, 수서-평택 구간의 수도권 고속철도는 기존의 경부고속철도와 만나게 되며, 수도권 고속철도가 경부고속철도의 팽성1 고가교각 기초의 하부로 통과되도록 설계되었다.

이때 신설선 시공을 위한 하부통과구간은 열차의 하중 때문에 열차 운행시와 열차 비운행시에 기준높이에 대하여 교각의 높이에 변위가 발생하게 된다. 이러한 교각의 변위를 적시에 제대로 보정하지 않으면 열차 운행에 위험상황이 발생할 수 있고 철도의 교차를 위한 하부통과구간에 계속적인 침하가 발생할 수도 있다.

그러나, 현재까지 개발된 기술은 교각의 변위를 실시간으로 모니터링하고 변위의 크기에 따라 단계별로 위험상황을 보고하며, 이러한 변위에 대하여 자동으로 보정하는 제어수단에 대하여 해결책을 제시하지 못하고 있는 상황이다.

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제0929800호(2009.12.7.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 교각의 침하정도를 실시간으로 모니터링하고 위험상황을 단계별로 보고하며, 이러한 교각의 변위를 자동으로 보정하여 복원할 수 있는 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템은 교각 상부의 각 모서리 방향에 복수개 설치되며 계측점에 레이저 송신기와 레이저 수신기를 구비하는 레이저 센서부, 고정점 양 교각에서 레이저 센서부를 지나는 와이어를 포함하여, 교각의 침하시 수직변위를 측정하는 수직변위 측정부; 다이어프레임 벽을 가로지르도록 복수개가 서로 나란하게 배치된 지지거더의 상면에 격자 형상으로 복수개 배치되는 유압잭, 유압잭에 연결되어 유압잭에 공급되는 오일의 양을 조절함으로써 유압잭을 제어하는 파워팩을 포함하여, 수직변위 측정부가 측정한 교각의 수직변위를 보정하여 침하된 교각을 원상태로 복귀시키는 수직변위 보정부; 및 교각의 각 모서리 방향에 위치한 지지거더 상에 설치되고, 교각 하부의 하단에 부착되는 와이어 센서를 구비하는 높이센서를 포함하여, 수직변위 보정부의 작동시 유압잭에 의한 상승변위를 측정하는 상승변위 측정부를 포함한다.

또한, 복수개의 유압잭은 그룹핑되고 각 그룹당 하나의 파워팩이 연결되어 각 그룹별 개별 제어와 해당 그룹에 속한 유압잭의 일괄 제어가 가능하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 수직변위 측정부에 의해 교각의 수직변위가 확인되면 파워팩을 통해 유압잭의 체적변화를 유도하여 수직변위를 보정하는 로컬 컨트롤러, 레이저 센서부에 의해 측정된 수직 변위값이 기 설정된 임계값을 초과하면 단계별로 자동으로 알림을 전송하고 측정된 교각의 변위를 화면상에 표시하며 로컬 컨트롤러를 제어하는 메인 컨트롤러를 포함하는 수직변위 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 수직변위 측정부가 교각 침하시 수직변위를 측정하면 수직변위 제어부가 수직변위 보정부를 측정된 변위만큼 작동시켜 교각을 복원시키고, 이때 상승변위 측정부가 수직변위 보정부의 작동량을 측정하면서 수직변위 보정부의 제어에 의해 실시간으로 수직변위 보정부의 상승량을 모니터링함으로써, 기존 철도 교각의 하부로 신설선 철도가 통과하는 공사 등에 있어서 교각의 침하에 실시간으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 유압잭을 그룹핑하여 각 그룹간 압력 편차를 감소시키고, 이를 통해 교량 인상 필요시 파워팩의 펌프에서 교량 인상을 위한 유압의 가압시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 파워팩의 오일탱크에 온도센서와 히터 및 쿨러를 구비함으로써, 온도센서에 의해 오일의 온도가 기 설정된 범위를 벗어난 것으로 감지되면 히터 또는 쿨러를 자동으로 작동시켜 오일의 온도를 기 설정된 범위 내로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템 중 교각 부분의 모식도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템의 전체 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템 중 교각 부분의 수직단면도와 평면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템의 전체 연결 구성도,
도 5는 레이저 센서부와 와이어에 의한 수직변위를 측정하는 개념도,
도 6은 수직변위 측정 후 유압잭의 상승변위량을 측정하는 높이센서의 개념도,
도 7은 유압잭의 그룹핑을 설명하기 위한 개념도,
도 8은 스키드 플레이트의 평면도와 정면도,
도 9는 유압시스템 설치 프로세스의 흐름도,
도 10은 도 9 중 발전기 및 파워팩 설치 프로세스의 흐름도,
도 11은 도 9 중 유압잭 설치 프로세스의 흐름도,
도 12는 도 9 중 와이어 센서 설치 프로세스의 흐름도,
도 13은 도 9 중 기능 테스트 프로세스의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템 중 교각 부분의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템의 전체 구성도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템 중 교각 부분의 수직단면도와 평면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템의 전체 연결 구성도이다. 도 5는 고정점과 고정점을 와이어로 연결하고 계측점에 레이저 센서부를 부착하여 와이어가 레이저 센서부를 지날 때 띠 모양의 레이저를 방출함으로서 와이어의 위치에 따른 음영을 인식하여 수직변위를 측정하는 개념도이며, 도 6은 수직변위 측정 후 유압잭의 상승변위량을 측정하는 높이센서의 개념도이다. 도 7은 유압잭의 그룹핑을 설명하기 위한 개념도이고, 도 8은 스키드 플레이트의 평면도와 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템은, 도 1 내지 도 8을 참조하면, 수직변위 측정부, 수직변위 보정부, 상승변위 측정부 및 수직변위 제어부를 포함하여 이루어진다.

발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 바와 같이, 일례로 수서-평택 구간의 수도권 고속철도는 기존의 경부고속철도와 만나게 되며, 수도권 고속철도가 경부고속철도의 팽성1 고가교각 기초의 하부로 통과되도록 설계되어 있다. 이때 신설선 시공을 위한 하부통과구간은 열차의 하중 때문에 열차 운행시와 열차 비운행시에 기준높이에 대하여 교각의 높이에 변위가 발생하게 된다.

기존 철도교각의 하부로 신설선 철도가 통과하도록 하기 위해 도 3(a)와 같이 파일(pile)(2)을 커팅하고, 커팅된 파일(2)의 하부로 신설된 철도가 통과함에 따라 기존 철도교각으로 열차가 운행될 때 철도교각이 침하되어 수직 방향으로 변위가 발생하게 된다.

(1) 수직변위 측정부

본 발명의 수직변위 측정부는 이와 같이 발생하는 수직변위를 측정한다.

일례로 수직변위 측정부는 레이저 센서부(100)와 와이어(110)를 이용하여 구성할 수 있으며, 이하에서는 수직변위 측정부로 레이저 센서부(100)와 와이어(110)를 적용한 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

레이저 센서부(100)는 계측점 교각(102)에 설치된다.

일례로 레이저 센서부(100)는 계측점 교각(102) 상부에 설치되며, 교각 상부의 각 모서리 방향에 설치될 수 있다. 레이저 센서부(100)는 교각의 수직방향의 위치변화를 관측하여 교각의 침하정보를 측정한다. 레이저 센서부(100)는 공사에 영향을 받지 않는 지점에 설치되어, 공사기간 동안 레이저 센서부(100)가 움직이거나 흔들리지 않도록 하는 것이 바람직하다.

와이어(110)는 도 5와 같이 고정점 양 교각의 각 모서리 부분에 장착되며, 일례로 한쪽은 윈치로 연결하고, 다른 쪽은 무게추를 이용하여 부착될 수 있다.

레이저 센서부(100)에서 송신된 레이저는 와이어(110)에서 와이어 위치에 따른 음영을 인식하여 다시 레이저 센서부(100)로 수신된다. 이를 위해 레이저 센서부(100)는 레이저 송신기(Transmitter)와 레이저 수신기(Tranceiver)를 구비할 수 있다. 레이저 교각의 침하로 와이어(110)가 상승하면 레이저 수신기가 이를 감지하여 와이어(110)의 이동거리를 측정하고, 와이어(110)의 이동거리를 교각의 이동거리(변위)로 간주함으로써 교각의 침하 정도를 측정하게 된다. 레이저 센서부(100)는 교각의 침하정도를 실시간으로 측정하고 측정된 수직변위를 저장하여 실시간 모니터일이 가능하도록 한다.

이를 위해 계측점 교각(102)에 레이저 센서부(100)를 설치하고, 고정점 양 교각에서 레이저 센서부(100)를 지나는 와이어(110)를 장착한 후 레이저 센서(100)의 영점을 조정한다. 레이저 센서부(100)의 레이저 송신기를 통해 송신된 레이저가 와이어(110)에 의해 음영을 만들고, 이러한 음영을 레이저 수신기가 수신하며, 이와 같이 음영된 위치값은 모니터링부(500)의 컨트롤러에서 데이터로 저장된다.

예컨대 평상시에 데이터값이 0을 유지하다가 교각 침하가 발생하면 와이어가 교각과 반대로 승강하고, 승강한 변위만큼 레이저 센서부에서 와이어가 음영되는 값이 마이너스(-) 값으로 측정되어 데이터로 저장된다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 고정점과 고정점을 와이어(110)로 연결하고, 계측점에 레이저 송신기와 레이저 수신기를 부착한다. 레이저 송신기와 레이저 수신기 사이에는 와이어(110)를 배치하고, 레이저 송신기에서 띠 모양의 레이저를 방출하면 와이어(110)의 위치에 따라 음영의 위치값이 달라지며, 이러한 음영을 레이저 수신기의 CCD(Charge Coupled Device)에서 인식하도록 하여 음영의 위치값을 실시간으로 확인할 수 있다. 도 5에서 A와 C는 와이어 긴장점(고정점). B는 센서부의 위치에 해당한다.

와이어에 의한 레이저의 음영을 레이저 수신기의 CCD에서 감지하고, 컨트롤는 이 값을 전송받아 와이어의 위치에 따른 전기적 신호를 수치화하며, 수치화된 와이어의 위치값을 디지털 신호로 변환한다.

디지털 신호로 변환된 와이어 변위값은 수집 및 저장되며, 수집된 와이어 변위값이 실시간으로 모니터링부(500)의 화면에 실시간으로 표시된다.

이러한 레이저 변위계는 환경조건에 둔감하고 정밀계측이 가능하며, 연직방향과 수평방향의 변위를 동시에 계측할 수 있고 내구성이 우수한 장점이 있다.

(2) 수직변위 보정부

수직변위 측정부가 교각의 침하정도를 측정하면 수직변위 보정부가 작동하여 수직변위를 보정함으로써 침하된 교각을 원상태로 복귀시킨다.

본 발명의 수직변위 보정부는 측정된 수직변위를 보정하여 교각을 침하전의 상태로 복원시킨다. 일례로 수직변위 보정부는 유압잭(300)과 파워팩(400)을 이용하여 구성할 수 있으며, 이하에서는 수직변위 보정부로 유압잭(300)과 파워팩(400)을 적용한 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 유압잭(300)은 교각 하부(4)의 하단과 기초 저판(6) 사이에 설치된다.

기초 저판(6)은 다이어프레임 벽(Diaphragm wall)(1)과 수직을 이루고 지표면과 나란하도록 배치되며, 지지거더(6)의 상면과 동일 평면을 이룬다. 기초 저판(6)은 파일(2)이 관통하도록 파일(2)과도 수직을 이룬다. 지지벽(Retaining wall)(3)은 다이어프레임 벽(1) 외곽에 설치되어 교각 하부(4)와 기초 저판(6) 및 유압잭(300)이 설치되기 위한 공간을 확보한다.

파일(2)은 교각 하부(4)의 하단을 지지하며 일부가 커팅되고 격자 형상으로 복수개 배치된다.

지지거더(6)는 다이어프레임 벽(1)을 가로지르도록 복수개가 소정 간격으로 배치된다. 기초 저판(6)은 별도로 형성될 수도 있으나, 일반적으로 지지거더(6)의 상면을 포함하는 가상 평면에 해당한다. 지지거더(6)는 일례로 H빔 형상으로 형성될 수 있다. 이하에서는 기초 저판(6)이 가상 평면에 해당하는 것을 예로 들어 설명하며, 기초 저판(6)과 지지거더(6)에 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다. 지지거더(6)와 기초 저판(6)은 수직변위 측정부에 의해 교각의 침하정도를 측정하고, 수직변위 보정부에 의해 교각을 복원시키며, 상승변위 측정부에 의해 침하교각의 상승정도를 측정하는 기준높이가 된다.

도 3과 같이 지지거더(6)는 파일(2)과 교대로 배치되며, 지지거더(6) 상에는 소정 간격으로 복수개의 유압잭(300)이 배치된다. 유압잭(300)은 지지거더(6) 상에 격자 형상으로 복수개 배치되어 교각 하부(4)를 지지하되, 각 파일(2) 사이에 삽입되어 파일(2)과 교대로 배치된다.

유압잭(300)에는 스트로크 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 스트로크 센서의 일측 단부는 유압잭(300)의 실린더에 연결되고, 타측 단부는 유압잭(300)의 피스톤에 연결되어 기 설정된 기준 스트로크에 대하여 변경된 스트로크 값을 측정한다.

유압잭(300)은 교각의 하중을 다이어프레임 벽(1)으로 전이시키고, 교각의 위치변화시 이를 보정하기 위해 다이어프레임 벽(1)을 가로질러 지지거더(6) 상에 정해진 위치에 설치된다.

도 7을 참조하면, 복수개의 유압잭(300)은 그룹핑(grouping)될 수 있다. 도 7에서 가로축은 교축(교각의 축)에 직각방향이고, 세로축은 교축방향을 나타낸다.

유압잭(300)의 용량은 교량 인상시 지지거더(6)의 처짐과 교각 하부(4)의 응력을 최소화할 수 있는 하중을 기준으로 설정된다.

도 7에는 유압잭(300)이 4 그룹으로 그룹핑된 예가 도시되어 있으며, 여기서 그룹핑 개수를 한정하는 것은 아니다. 각 그룹은 교각의 각 모서리에 설치된 높이센서(200)에 의해 운용된다. 이때, 각 그룹은 서로 최소 압력 차이로 운영되는 것이 바람직하다. 각 그룹간의 최소 압력차는 교량 인상 필요시 파워팩(400)의 펌프에서 교량 인상을 위한 유압의 가압시간을 감소시킬 수 있다. 예컨대, 유압잭은 모두 200ton으로 하고, 각 포인터별 파워팩 내 accumulator가 설치되어 있어, accumulator에 의한 파워팩간 압력동조에 의해 포인터별 제어시간이 감소될 수 있다.

이와 같이 유압잭을 그룹핑하면 교각 각 모서리의 4개소 위치변화만 감지함으로써 교각의 균형을 잡을 수 있고, 부분적인 위치변화가 발생할 경우 여러 포인트의 개별 컨트롤이 용이하며, 교각의 승상 작업시 지지거더에 가해지는 응력과 하중을 감소시켜 지지거더의 처짐량을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 그룹별로 작동 압력(Working pressure)의 차이를 줄여 지반침하 발생 후 원래 위치로의 복귀를 위한 승상작업시 각 포인트별 제어시간을 감소시킴으로써 교각 전반이 복원되는 시간을 절감할 수 있다.

도 8을 참조하면, 유압잭(300)은 스키드 플레이트(Skid plate)(20) 상에 장착되며, 스키드 플레이트(20)는 지지거더(6) 상에 결합된다.

유압잭(300)의 장착을 위해 스키드 플레이트(20)의 상면에는 유압잭 고정블록(22)이 구비된다. 유압잭 고정블록(22)은 원주를 따라 복수개 배치될 수 있으며, 유압잭 고정블록(22)의 내측면에 유압잭(300)의 외주면이 접촉한다.

유압잭(300)을 스키드 플레이트(20)에 장착한 후 전동윈치(미도시) 등을 이용하여 정해진 위치로 이동시키고, 스키드 플레이트(20)의 하면과 지지거더(6)의 상면 사이에 아크 용접 등을 이용하여 고정시킨다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 파워팩(400)은 유압잭(300)에 연결되어 유압잭(300)에 공급되는 오일의 양을 조절한다. 도 4와 같이 파워팩(400)은 유압잭(300)의 각 그룹마다 하나씩 구비되어, 그룹별 개별 제어 및 해당 그룹에 속한 유압잭(300)의 일괄 제어가 가능하도록 한다.

파워팩(400)의 오일탱크에는 온도센서와 히터 및 쿨러가 구비된다. 온도센서에 의해 오일의 온도가 기 설정된 범위를 벗어난 것으로 감지되면 히터 또는 쿨러를 자동으로 작동시켜 오일의 온도를 기 설정된 범위 내로 유지시킨다.

(3) 상승변위 측정부

수직변위 보정부가 작동하여 교각의 수직변위를 보정하면 상승변위 측정부가 유압잭에 의한 상승변위를 측정하여 실시간으로 변위의 제어와 모니터링이 가능하도록 한다.

일례로 상승변위 측정부는 높이센서(200)를 이용하여 구성할 수 있으며, 이하에서는 상승변위 측정부로 높이센서(200)를 적용한 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 높이센서(200)는 지지거더(기초 저판)(6) 상에 설치되며, 와이어 센서 방식을 취할 수 있다. 이때, 와이어 센서의 상단부는 교각 하부(4)의 하단에 부착된다. 와이어 센서는 지지거더(6)와 교각 하부(4) 사이의 이격거리를 계측한다. 레이저 센서(100)에 의해 수직변위가 측정된 후 유압잭(300)의 상승에 의해 수직변위가 보정되는 과정에서 높이센서(200)는 유압잭(300)에 의한 상승변위를 측정한다.

높이센서(200)는 유압잭(300)을 컨트롤하여 교각기초의 위치변위를 제어한다. 높이센서(200)는 교각 하부(4)의 4군데 모서리 부분에 각각 하나씩 설치될 수 있다.

(4) 수직변위 제어부

수직변위 측정부가 교각의 수직변위를 측정하면 수직변위 제어부가 수직변위 보정부를 측정된 변위만큼 작동시켜 교각을 복원시키고, 이때 상승변위 측정부가 수직변위 보정부의 작동량을 측정하면서 수직변위 보정부의 제어에 의해 실시간으로 수직변위 보정부의 상승량을 모니터링한다.

일례로 수직변위 제어부는 모니터링부(500)를 통해 수행될 수 있으며, 이하에서는 수직변위 제어부로 모니터링부(500)를 적용한 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 모니터링부(500)는 로컬 컨트롤러(510), 메인 컨트롤러(520), 모니터(530)를 포함한다. 도 4에서 좌측 교각과 우측 교각은 공사중인 철도에서 서로 이격되어 있는 다른 지역의 교각 부분을 도시한 것이다.

로컬 컨트롤러(520)는 교각의 수직변위가 확인되면 파워팩(400)을 통해 유압잭(300)의 체적변화를 유도하여 수직변위를 보정한다. 로컬 컨트롤러(520)의 모니터링 화면에는 수직변위를 제어하고자 하는 교각번호, 복수개의 파워팩 중 구동할 파워팩을 선택하는 파워팩 선택부, 선택된 파워팩에서의 유압잭 높이 조정값, 유압잭의 반력, 높이센서의 와이어 센서 계측높이, 복수개의 유압잭 그룹 중 제어하고자 하는 그룹을 선택하는 유압잭 그룹 선택부 등이 구비된다.

메인 컨트롤러(520)와 모니터(530)는 레이저 센서부(100)에 의해 측정된 수직변위값이 기 설정된 임계값을 초과하면 단계별로 자동으로 알림을 전송하고, 측정된 교각의 변위를 표시하며, 로컬 컨트롤러(520)를 제어한다.

한편, 로컬 컨트롤러는 파워팩 내에 설치될 수도 있다. 이 경우, 메인 컨트롤러가 파워팩을 통해 유압잭의 체적변화를 유도하고 메인 컨트롤러에 로컬과 자동으로 운전할 수 있도록 동작구분이 되어 있다.

이하에서는 유압시스템 설치 프로세스에 대해 설명한다.

도 9는 유압시스템 설치 프로세스의 흐름도이고, 도 10은 도 9 중 발전기 및 파워팩 설치 프로세스의 흐름도이며, 도 11은 도 9 중 유압잭 설치 프로세스의 흐름도이고, 도 12는 도 9 중 와이어 센서 설치 프로세스의 흐름도이며, 도 13은 도 9 중 기능 테스트 프로세스의 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 유압시스템 설치 프로세스는 발전기 및 파워팩 설치, 유압잭 설치, 와이어 센서 설치, 유압시스템 점검의 순서로 수행된다.

도 10을 참조하면, 발전기 및 파워팩 설치 프로세스에서는 먼저 교각 기초 상면의 바닥을 정리한다. 발전기와 파워팩을 설치할 교각 기초 상면의 레벨링을 제거한 후, 교각 기초 상면에 발전기와 파워팩을 배치한다. 다음으로 크롤러 크레인을 이용하여 발전기를 설치하고 앵커 등으로 고정한 후, 크롤러 크레인으로 파워팩을 설치하고 앵커 등으로 고정한다. 다음으로 파워팩과 파워팩 사이, 파워팩과 유압잭 사이에 유압 호스를 연결한 후, 컨트롤러(510, 520)에 전력 및 통신 케이블을 연결한다.

도 11을 참조하면, 유압잭 설치 프로세스에서는 먼저 유압잭의 접촉면인 교각 기초 하면의 바닥을 정리하여 평탄화한다. 스키드플레이트를 체인 블록을 이용하여 운반하여 유압잭을 배치하고, 필렛 용접 등을 이용하여 스키드 플레이트를 지지거더(H-Beam)에 고정함으로써 유압잭을 정위치에 고정하고, 심 플레이트(Shim plate)와 고무 패드를 설치한 후 유압호스를 연결한다.

도 12를 참조하면, 와이어 센서 설치 프로세스에서는 와이어 센서의 고정점을 기초 하면에 앵커 등을 이용하여 고정한 후, 교각 기초 모서리에 와이어 센서를 배치한다. 필렛 용접 등으로 베이스 플레이트를 지지거더(H-Beam)에 고정하고 와이어 센서를 교각 기초 하면에 연결하여 세팅한 후, 컨트롤러(510, 520)에 통신 케이블을 연결한다.

도 13을 참조하면, 기능 테스트 프로세스에서는 유압 호스 테스트, 유압 라인상의 공기 제거, 유압잭 테스트, 컨트롤러 테스트, 유압 도입시 누유 유무 등을 테스트한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 - 다이어프레임 벽 2 - 파일
3 - 지지벽 4 - 교각 하부
100 - 레이저 센서 부 110 - 와이어
200 - 높이 센서 300 - 유압잭
400 - 파워팩 500 - 모니터링부

Claims (3)

1. 교각 상부의 각 모서리 방향에 복수개 설치되며 계측점에 레이저 송신기와 레이저 수신기를 구비하는 레이저 센서부, 고정점 양 교각에서 레이저 센서부를 지나며 일측은 윈치로 연결하고 타측은 무게추를 이용하여 고정점 양 교각의 각 모서리 부분에 장착되는 와이어를 포함하여, 교각의 침하시 수직변위를 측정하는 수직변위 측정부;
   다이어프레임 벽을 가로지르도록 복수개가 서로 나란하게 배치된 지지거더의 상면에 격자 형상으로 복수개 배치되는 유압잭, 유압잭에 연결되어 유압잭에 공급되는 오일의 양을 조절함으로써 유압잭을 제어하는 파워팩을 포함하여, 수직변위 측정부가 측정한 교각의 수직변위를 보정하여 침하된 교각을 원상태로 복귀시키는 수직변위 보정부;
   교각의 각 모서리 방향에 위치한 지지거더 상에 설치되고, 교각 하부의 하단에 부착되는 와이어 센서를 구비하는 높이센서를 포함하여, 수직변위 보정부의 작동시 유압잭에 의한 상승변위를 측정하는 상승변위 측정부; 및
   수직변위 측정부에 의해 교각의 수직변위가 확인되면 파워팩을 통해 유압잭의 체적변화를 유도하여 수직변위를 보정하는 로컬 컨트롤러, 레이저 센서부에 의해 측정된 수직 변위값이 기 설정된 임계값을 초과하면 단계별로 자동으로 알림을 전송하고 측정된 교각의 변위를 화면상에 표시하며 로컬 컨트롤러를 제어하는 메인 컨트롤러를 포함하는 수직변위 제어부
   를 포함하고,
   복수개의 유압잭은 그룹핑되고 각 그룹당 하나의 파워팩이 연결되어 각 그룹별 개별 제어와 해당 그룹에 속한 유압잭의 일괄 제어가 가능하도록 하고,
   유압잭에는 스트로크 센서가 구비되되, 스트로크 센서의 일측 단부는 유압잭의 실린더에 연결되고, 타측 단부는 유압잭의 피스톤에 연결되어 기 설정된 기준 스트로크에 대하여 변경된 스트로크 값을 측정하고, 유압잭은 스키드 플레이트(Skid plate) 상에 장착되며, 스키드 플레이트는 지지거더 상에 결합되고, 유압잭의 장착을 위해 스키드 플레이트의 상면에는 유압잭 고정블록이 구비되고, 유압잭 고정블록은 원주를 따라 복수개 배치될 수 있으며, 유압잭 고정블록의 내측면에 유압잭의 외주면이 접촉하며, 유압잭을 스키드 플레이트에 장착한 후 전동윈치를 이용하여 정해진 위치로 이동시키고, 스키드 플레이트의 하면과 지지거더의 상면 사이에 아크 용접을 이용하여 고정시키며, 파워팩의 오일탱크에는 온도센서와 히터 및 쿨러가 구비되고, 온도센서에 의해 오일의 온도가 기 설정된 범위를 벗어난 것으로 감지되면 히터 또는 쿨러를 자동으로 작동시켜 오일의 온도를 기 설정된 범위 내로 유지시키며, 로컬 컨트롤러는 교각의 수직변위가 확인되면 파워팩을 통해 유압잭의 체적변화를 유도하여 수직변위를 보정하되, 로컬 컨트롤러의 모니터링 화면에는 수직변위를 제어하고자 하는 교각번호, 복수개의 파워팩 중 구동할 파워팩을 선택하는 파워팩 선택부, 선택된 파워팩에서의 유압잭 높이 조정값, 유압잭의 반력, 높이센서의 와이어 센서 계측높이, 복수개의 유압잭 그룹 중 제어하고자 하는 그룹을 선택하는 유압잭 그룹 선택부가 구비되며, 계측점 교각에 레이저 센서부가 설치되며, 계측점 교각과 인접한 양 교각에 고정점이 형성되고, 와이어가 계측점 교각에 설치된 레이저 센서부를 지나도록 양 교각의 고정점에 고정되고, 유압잭은 교각 하부 하단과 교각 하부 하단 아래에 위치하는 지지거더 사이에 설치되고,
   교각하부 파일커팅 유압동조 시스템은 발전기 및 파워팩 설치 프로세스, 유압잭 설치 프로세스, 와이어 센서 설치 프로세스, 유압시스템 점검 및 기능 테스트 프로세스의 순서로 설치되고,
   발전기 및 파워팩 설치 프로세스에서는 먼저 교각 기초 상면의 바닥을 정리하고, 발전기와 파워팩을 설치할 교각 기초 상면의 레벨링을 제거한 후, 교각 기초 상면에 발전기와 파워팩을 배치한 후, 크롤러 크레인을 이용하여 발전기를 설치하고 앵커로 고정한 후, 크롤러 크레인으로 파워팩을 설치하고 앵커로 고정한 다음, 파워팩과 파워팩 사이, 파워팩과 유압잭 사이에 유압 호스를 연결한 후, 컨트롤러(510, 520)에 전력 및 통신 케이블을 연결하고,
   유압잭 설치 프로세스에서는 먼저 유압잭의 접촉면인 교각 기초 하면의 바닥을 정리하여 평탄화하고, 스키드플레이트를 체인 블록을 이용하여 운반하여 유압잭을 배치하고, 필렛 용접을 이용하여 스키드 플레이트를 지지거더(H-Beam)에 고정함으로써 유압잭을 정위치에 고정하고, 심 플레이트(Shim plate)와 고무 패드를 설치한 후 유압호스를 연결하며,
   와이어 센서 설치 프로세스에서는 와이어 센서의 고정점을 기초 하면에 앵커 를 이용하여 고정한 후, 교각 기초 모서리에 와이어 센서를 배치하고, 필렛 용접 으로 베이스 플레이트를 지지거더(H-Beam)에 고정하고 와이어 센서를 교각 기초 하면에 연결하여 세팅한 후, 컨트롤러(510, 520)에 통신 케이블을 연결하고,
   유압시스템 점검 및 기능 테스트 프로세스에서는 유압 호스의 독립 성능 시험을 위해 600bar 가압시 누수 여부를 파악하는 유압 호스 테스트, 에어 벤트 포트(air bent port)를 설치하여 유압 라인상의 공기 제거, 무부하 상태에서 유압잭의 작동 여부를 확인하는 유압잭 테스트, 파워팩의 작동여부, 유압잭의 작동 여부, 셧 오프 밸브(shut off valve)와 어큐뮬레이트 밸브(accumulate valve)의 작동여부를 테스트하는 컨트롤러 테스트, 상부 고정하중을 기준으로 50%, 90%, 110%의 하중으로 가압하여 유압 도입시 누유 유무를 테스트하는, 교각하부 파일커팅 유압동조 시스템.
   
   
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