KR101589977B1 - Measuring Method and Apparatus of Train Running-Stopping Load regarding Girder of Bridge - Google Patents

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KR101589977B1
KR101589977B1 KR1020150033088A KR20150033088A KR101589977B1 KR 101589977 B1 KR101589977 B1 KR 101589977B1 KR 1020150033088 A KR1020150033088 A KR 1020150033088A KR 20150033088 A KR20150033088 A KR 20150033088A KR 101589977 B1 KR101589977 B1 KR 101589977B1
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Abstract

The present invention relates to a method and a device for economically and conveniently measuring a starting and stopping load of a train, which is applied to a railway bridge, with high reliability by using a device of measuring change in length without attaching a strain gauge to a bridge pier. The method for measuring a starting and stopping load of a train includes: a step of applying a test tension (ST) to the bridge pier (2) by a tension cable (100) and calculating a correlation coefficient (Δ) between the test tension (ST) and a sum of diagonal displacement by repeatedly performing a step of calculating the sum of the diagonal displacement generated in the bridge pier (2); a step of measuring an absolute value of the diagonal displacement generated in the each bridge pier (2) when the starting and stopping load is applied to the railway bridge since a train drives on the railway bridge, to calculate the sum of the diagonal displacement; and a step of calculating the starting and stopping load of the train by using the correlation coefficient calculated in advance and the calculated sum of the diagonal displacement.

Description

철도교량에 작용하는 열차의 시제동 하중 측정방법 및 측정장치{Measuring Method and Apparatus of Train Running-Stopping Load regarding Girder of Bridge}Technical Field [0001] The present invention relates to a method and a device for measuring a time-varying load of a train acting on a railroad bridge,

본 발명은 열차가 출발하거나 또는 정지하기 위하여 제동하였을 때, 이로 인하여 철도교량의 거더에 종방향(열차 진행 방향)으로 작용하게 되는 하중 즉, "열차의 시제동 하중"을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 변형률 센서(strain gauge)를 교각에 부착하지 않고, 길이의 변화를 측정하는 장치를 이용함으로써 철도교량의 거더에 작용하는 열차의 시제동 하중을 경제적이고 간편하게, 그리고 높은 신뢰성으로 측정할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a load acting on a girder of a railway bridge in the longitudinal direction (direction of travel of a train), that is, "the momentary load of a train" when the train is braked to start or stop Specifically, by using a device for measuring a change in length without attaching a strain gauge to a bridge pier, it is possible to economically, easily, and reliably provide a tentative load of a train acting on a girder of a railway bridge And more particularly to a method and an apparatus that can be measured.

열차가 출발하거나 또는 정차할 때에는, 철도교량의 거더에는 종방향으로 하중(열차의 시제동 하중)이 작용하게 되는데, 이러한 열차의 시제동 하중은 철도교량을 설계함에 있어서 중요하게 고려해야 하는 "주요 하중"이며, 따라서 철도교량의 경제적인 설계 및 시공을 위해서는 이러한 열차의 시제동 하중은 정확하게 측정할 필요가 있을 뿐만 아니라, 더 나아가 간편한 방법으로 측정할 수 있어야 한다. When trains start or stop, the load on the girders of the railway bridge (the momentary load of the train) acts on the girder. The momentary load of such a train is called the "major load" "Thus, for the economic design and construction of railway bridges, the tidal load of these trains need not only be measured accurately but also should be measured in a more convenient way.

도 8 및 도 9에는 각각 철도교량에서 열차의 시제동 하중이 거더 및 교각에 작용하는 상태를 개념적으로 도시한 횡방향으로 바라본 개략적인 측면도가 도시되어 있는데, 도 8은 아직 교각이 변형되지 않은 상태를 보여주는 철도교량의 개략적인 횡방향 측면도이고 도 9는 열차의 시제동 하중에 의해 교각이 변형된 상태를 도시한 개략적인 횡방향 측면도이다. 도 8 및 도 9에서 도면부호 81은 이동단의 받침(81)이고 도면부호 82는 고정단의 받침(82)이다. 도 8에 도시된 것처럼, 거더(1)에 가해진 열차의 시제동 하중은 고정단의 받침(82)을 통해 교각(2)에 전단력(S)으로 가해지게 되고, 그에 따라 교각(2)은 도 9에 도시된 것처럼 변형된다. Figs. 8 and 9 are schematic side views schematically showing a state in which a momentary load of a train acts on a girder and a bridge in a railroad bridge, and Fig. 8 is a schematic side view in which the bridge is not yet deformed And Fig. 9 is a schematic lateral side view showing a state in which the bridge pier is deformed by the momentary load of the train. Fig. 8 and 9, reference numeral 81 denotes a base 81 of the movable stage and reference numeral 82 denotes a base 82 of the fixed stage. 8, the moment load of the train applied to the girder 1 is applied to the bridge bridge 2 through the support 82 of the bridge bridge as shear force S, 9 as shown in Fig.

이론적으로는 교각(2)의 전단변형률(γ)과 전단 탄성계수(G)를 알고 있다면, 아래의 수학식 1에 의해, 교각(2)에 가해지는 전단력(S)을 산출할 수 있다.
The shear force S applied to the bridge pier 2 can be calculated theoretically by the following equation (1) if the shear strain y and the shear modulus G of the bridge pier 2 are known.

Figure 112015023276730-pat00001
Figure 112015023276730-pat00001

위의 수학식 1에서 A는 교각(2)을 횡방향에서 바라보았을 때의 면적 즉, 횡측면의 면적이다. In the above equation (1), A is the area when the bridge pier 2 is viewed from the lateral direction, that is, the area of the lateral side.

그러나 콘크리트 부재로 제작되는 교각(2)의 정확한 전단 탄성계수(G)를 알 수 없으므로, 결국 교각(2)의 전단 탄성계수(G)를 "추정"할 수밖에 없으며, 이 경우 열차의 시제동 하중으로 인하여 교각(2)에 가해지는 전단력(S)의 산출값은 신뢰성이 극히 낮아지게 되는 문제가 있다. However, since the accurate shear modulus G of the bridge pier 2 made of a concrete member can not be known, the shear modulus G of the bridge pier 2 is inevitably "estimated ", and in this case, The calculated value of the shearing force S applied to the bridge pier 2 has a problem that reliability becomes extremely low.

특히, 교각(2)의 전단변형률(γ)을 측정하기 위하여 변형률 센서(strain gauge)를 이용하는 경우, 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0108484호에 개시된 것처럼, 변형률 센서를 부착할 구조물 즉, 교각(2)의 표면을 이물질이 없도록 정리하고, 변형률 센서를 접착제 등을 이용하여 일체로 밀착 설치한 후 접착제가 경화될 때까지 기다려야 하는 등의 번거로운 변형률 센서 설치작업이 요구될 뿐만 아니라, 변형률 센서의 작동불능이 쉽게 발생하고, 이 경우 측정결과의 부정확성이 매우 커진다는 문제점이 있다. Particularly, when a strain gauge is used to measure the shear strain? Of the pier 2, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0108484, a structure to which a strain sensor is to be attached, It is necessary to arrange the surface of the strain sensor 2 so as to be free of foreign substances and to install the strain sensor integrally and integrally using an adhesive or the like and wait until the adhesive hardens, There is a problem that the inability to operate easily occurs and in this case, the inaccuracy of the measurement result becomes very large.

무엇보다도 변형률 센서를 이용하는 경우, 단지 변형률 센서가 부착된 위치에서의 전단변형률만을 알게 되는 것으로서, 이러한 지엽적이고 국부적인 위치에서의 측정 결과만을 이용하여 전체 교각(2)에 작용하는 전단력 즉, 열차의 시제동 하중을 산정하는 것에는 많은 불확실성이 내포될 수밖에 없다는 태생적인 한계가 있다. In particular, when the strain sensor is used, only the shear strain at the position where the strain sensor is attached is known, and the shear force acting on the entire pier 2 by using only the measurement results at the local and local positions, There are inherent limitations in estimating prototype loads that many uncertainties can not be avoided.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0108484호(2011. 10. 06. 공개).Korean Patent Publication No. 10-2011-0108484 (published on October 10, 2011).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계와 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 변형률 센서(strain gauge)를 교각에 부착하지 않고서도, 전단력에 의해 교각에 발생하게 되는 전체적인 변형에 근거하여 철도교량에 작용하는 열차의 시제동 하중을 경제적이고 간편하게 측정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been developed in order to overcome the limitations and problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a strain gauge capable of preventing a strain gauge from acting on a railway bridge, And to provide a method for economically and simply measuring the tibial dynamic load of a train.

특히, 본 발명은 열차의 시제동 하중으로 인하여 교각에서 나타나는 반응을 근거로 열차의 시제동 하중을 측정하되, 지엽적이고 국부적인 반응이 아닌 교각 전체의 반응을 기반으로 함으로써, 더욱 향상된 신뢰성을 가지면서 열차의 시제동 하중을 측정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Particularly, the present invention is based on the measurement of the transient load of a train on the basis of the reaction at the bridge pier due to the transient load of the train, and based on the reaction of the whole pier rather than the local and local reaction, And to provide a method for measuring the tidal load of a train.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 철도교량에 작용하는 열차 시제동 하중을 측정하는 방법으로서, 종방향으로 이웃한 교각 사이에 긴장 케이블을 설치하는 단계; 긴장 케이블을 긴장하여 교각에 시험긴장력을 재하하는 단계; 시험긴장력이 재하된 교각에 발생한 대각선 변위량 절대값을 측정하여, 대각선 변위량 합을 산출하는 단계; 재하되는 시험긴장력의 크기를 변화시키면서, 상기한 시험긴장력의 재하, 대각선 변위량 절대값 측정 및 대각선 변위량 합 산출 과정을 반복 수행하는 단계; 상기한 반복 수행의 결과로 수집된 시험긴장력과 대각선 변위량 합 간의 상관관계 계수를 산출하는 단계; 교각 위의 거더를 설치하여 철도교량을 시공하고, 시공된 철도교량에 열차를 주행시켜 철도교량에 열차 시제동 하중을 재하하는 단계; 열차 시제동 하중의 재하로 인하여 각 교각에 발생한 대각선 변위량 절대값을 측정하여, 대각선 변위량 합을 산출하는 단계; 및 측정되어 산출된 대각선 변위량 합과, 미리 산출해둔 상관관계 계수를 이용하여 열차 시제동 하중을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정방법이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a transient moment load acting on a railway bridge, the method comprising: installing a tension cable between neighboring piers; Tensioning the tension cable to load the test tension on the pier; Measuring an absolute value of a diagonal displacement amount generated in the bridge pier to which the test tensions are applied, and calculating a diagonal displacement sum; Repeatedly performing the load, diagonal displacement amount absolute value measurement, and diagonal displacement sum calculation process of the test tension force described above while varying the magnitude of the test tension force to be loaded; Calculating a correlation coefficient between the sum of the test tensile force and the diagonal displacement amount collected as a result of the repetition; Installing a railway bridge by installing a girder on the bridge pier, and running a train on the constructed railway bridge to load the train prototype load on the railway bridge; Measuring the absolute value of the diagonal displacement generated at each pier due to the loading of the train prototype load, and calculating the diagonal displacement sum; And a step of calculating a train momentum load using the measured diaphragm displacement sum and a previously calculated correlation coefficient.

위와 같은 본 발명의 측정방법에서, 재하되는 시험긴장력의 크기를 변화시키면서 시험긴장력의 재하, 대각선 변위량 절대값 측정 및 대각선 변위량 합 산출 과정을 반복 수행하여 수집된 시험긴장력의 값과 대각선 변위량 합에 대한 선형회귀분석을 수행하여, 1차원 비례 상수를 산출함으로써, 시험긴장력과 대각선 변위량 합 간의 상관관계 계수를 산출할 수 있다. In the above measuring method of the present invention, the load of the test tension force, the absolute value of the diagonal displacement amount, and the diagonal displacement sum calculation process are repeated while varying the magnitude of the test tensile force, A linear regression analysis is performed to calculate the one-dimensional proportional constant, so that the correlation coefficient between the test tension force and the diagonal displacement sum can be calculated.

특히, 위와 같은 본 발명의 측정방법에서, 측정되어 산출된 대각선 변위량 합과 미리 산출해둔 상관관계 계수를 서로 곱하는 연산을 수행하여, 연산된 결과값은 열차 시제동 하중으로 간주하게 된다. Particularly, in the measuring method of the present invention as described above, an arithmetic operation of multiplying the measured and calculated diagonal displacement sum by a previously calculated correlation coefficient is performed, and the calculated result value is regarded as a train momentum load.

또한 본 발명에서는 제1대각선 방향 및 제2대각선 방향 각각에 대각선의 길이 변화를 측정할 수 있는 제1대각선 변위계와 제2대각선 변위계를 교각의 횡방향 측면에 설치하여, 상기 제1대각선 변위계와 상기 제2대각선 변위계에 의해 교각에 발생한 대각선 변위량 절대값을 측정하게 될 수 있다. Further, in the present invention, a first diagonal displacement meter and a second diagonal displacement meter capable of measuring the diagonal length change in the first diagonal direction and the second diagonal direction are provided on the lateral sides of the pier, and the first diagonal displacement meter and the second diagonal displacement meter, The absolute value of the diagonal displacement amount generated in the bridge pier can be measured by the second diagonal displacement meter.

또한 본 발명에서, 종방향으로 이웃한 교각 사이에 긴장 케이블을 설치하고, 긴장 케이블을 긴장하여 교각에 시험긴장력을 재하하는 것은, 교각의 시공시 교각 상단부에 종방향으로 관통공을 미리 형성해두고, 긴장 케이블을 각각의 관통공에 관통시킨 후, 긴장 케이블의 일단은 일측 교각의 외면에 정착구를 이용하여 정착하고 긴장 케이블의 타단에는 타측 교각의 외면에서 유압잭을 결합하여, 신장시켜서 긴장 케이블을 긴장함으로써, 2개의 교각의 서로를 향하여 접근하도록 각각의 교각에 시험긴장력을 가하게 될 수 있다. In addition, in the present invention, a tension cable is installed between piers adjacent to each other in the longitudinal direction, and a tensioning force is applied to the pier by tensioning the tension cable. In this case, One end of the tension cable is fixed to the outer surface of the one pier using an anchorage port, and the other end of the tension cable is connected to the hydraulic jack at the outer surface of the other pier to stretch the tension cable to tighten the tension cable , The test tensions may be applied to each pier to approach each other from the two piers.

본 발명에서 제1대각선 변위계와 제2대각선 변위계는 광섬유 센서(예를 들면, FBG 광섬유 센서)로 구성될 수 있다.
In the present invention, the first diagonal displacement gauge and the second diagonal displacement gauge may be composed of an optical fiber sensor (for example, FBG optical fiber sensor).

본 발명에 의하면, 교각의 외면에 변형률 센서를 직접 부착하지 않고, 교각의 대각선 길이변화(대각선 변위량)의 절대값을 측정하여 그 결과를 이용함으로써 열차의 시제동 하중을 측정하므로, 변형률 센서의 부착에 따른 작업효율 저하, 비용 증가, 변형률 센서의 손상에 따른 오차 발생 가능성 등의 문제점 없이, 간편하고 신속하게, 그리고 저렴한 비용으로 낮은 측정오차로 열차의 시제동 하중을 측정할 수 있게 되는 장점이 있다. According to the present invention, since the absolute value of the diagonal length change (diagonal displacement amount) of the pier is measured without using a strain sensor directly attached to the outer surface of the pier, and the result is used to measure the prototype dynamic load of the train, It is possible to measure the prototype dynamic load of a train with a low measurement error with a simple, quick, and inexpensive cost, without problems such as a decrease in working efficiency, an increase in cost, and a possibility of error due to damage of a strain sensor .

특히, 본 발명에서는 교각 전체의 변형으로 인하여 발생하게 되는 대각선 변위량을 이용하여 열차 시제동 하중을 측정하게 되므로, 본 발명에 의해 측정된 열차 시제동 하중 측정값은 교각 전체의 반응을 기반으로 한 것으로서 종래 기술에 의한 것보다 더욱 높은 신뢰성을 가지게 되는 장점이 있다.
Particularly, in the present invention, since the transient moment load is measured using the diagonal displacement amount caused by the deformation of the entire pier, the measured value of the transient moment load measured by the present invention is based on the reaction of the entire pier There is an advantage that the reliability is higher than that of the prior art.

도 1은 교각에 작용하는 전단력과 그에 따른 변형 간의 관계를 설명하기 위한 교각의 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 2는 본 발명의 측정방법에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 측정장치의 구성을 개략적으로 표현한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 측정방법을 수행하기 위하여, 철도교량의 이웃하는 교각 사이에 긴장 케이블이 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 5는 교각 시공 후 긴장 케이블의 긴장에 따른 시험긴장력에 의해 교각이 변형된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 6은 교각 위에 거더가 설치된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 7은 열차가 주행함에 따라 거더에 열차 시제동 하중이 가해져서 교각이 변형된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 8은 철도교량의 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 9는 철도교량에서 열차의 시제동 하중에 의해 교각이 변형된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic lateral side view of a bridge pier to illustrate the relationship between shear forces acting on bridge piers and their corresponding deformation;
2 is a schematic flow chart of the measuring method of the present invention.
3 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a measuring apparatus according to the present invention.
4 is a schematic lateral side view showing a tension cable installed between neighboring piers of a railway bridge in order to carry out the measuring method of the present invention.
5 is a schematic lateral side view showing a state in which a pier is deformed by a test tensional force according to tension of a tension cable after a pier construction.
6 is a schematic lateral side view showing a state in which a girder is installed on a pier.
7 is a schematic lateral side view showing a state in which a bridge is deformed due to the application of a train momentum load to a girder as the train travels.
8 is a schematic lateral side view of a railway bridge.
Fig. 9 is a schematic lateral side view showing a state in which a pier is deformed by a momentary load of a train in a railroad bridge. Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby.

도 1에는 본 발명에 따라 열차의 시제동 하중을 측정하기 위하여, 교각(2)에 작용하는 전단력(S)과 그에 따른 변형 간의 관계를 설명하기 위한 개략적인 횡방향 측면도가 도시되어 있다. 도 1의 (a)는 전단력이 작용하기 전 상태의 교각(2)에 대한 것이고, 도 1의 (b)는 전단력(S)이 작용하여 교각(2)이 변형된 후의 상태에 대한 것이다. Fig. 1 shows a schematic lateral side view for explaining the relation between the shear force S acting on the bridge pier 2 and the corresponding deformation, in order to measure the prototype dynamic load of a train according to the present invention. Fig. 1 (a) is for a bridge bridge 2 in a state before shearing force is applied, and Fig. 1 (b) is for a state after a shear force S is applied and bridge bridge 2 is deformed.

도 1의 (b)에 도시된 것처럼 교각(2)에 전단력(S)이 작용하게 되면, 교각(2)은 평행사변형 형태로 변형되는데, 앞서 살펴본 것처럼 교각(2)에 작용하는 전단력(S)은 이론적으로 전단변형률(γ) 및 교각(2)의 전단 탄성계수(G)와 수학식 1로 표현된 수학적 관계를 갖는다. 1 (b), when the shear force S is applied to the pier 2, the pier 2 is deformed into a parallelogram shape. As described above, the shear force S acting on the pier 2, Has theoretically a mathematical relationship expressed by Equation (1) and the shear modulus (G) of the shear strain (?) And the pierce angle (2).

한편, 교각(2)이 전단력(S)에 의해 변형되면, 그에 따라 교각(2)의 횡측면에 존재하는 2개의 대각선 즉, "제1대각선" 및 "제2대각선"의 길이는 달라진다. 즉, 도면에서 좌측에서 우측으로 전단력(S)이 작용할 경우 도면에 표시된 제1대각선의 길이는 전단력(S)이 작용한 후 줄어들게 되고, 제2대각선의 길이는 전단력(S)이 작용한 후 늘어나게 된다. On the other hand, when the bridge pier 2 is deformed by the shear force S, the lengths of the two diagonals, that is, the "first diagonal line" and the "second diagonal line" existing on the lateral sides of the bridge pier 2, are changed accordingly. That is, when the shearing force S acts from left to right in the drawing, the length of the first diagonal line shown in the drawing is reduced after the shearing force S acts, and the length of the second diagonal line is increased after the shearing force S acts do.

이와 같이 교각(2)에 전단력(S)이 작용함으로써 제1대각선의 길이변화 절대값을 "제1대각선 변위량 절대값"이라고 하고 이를 δ1라로 표시하며, 제2대각선의 길이변화 절대값을 "제2대각선 변위량 절대값"이라고 하고 이를 δ2로 표시하면, 교각(2)에 전단력(S)이 작용할 때의 전단변형률(γ)은 아래의 수학식 2로 연산될 수 있다.
Thus the piers (2) applying a shear force (S) acts by a first diagonal of the change in the absolute value as, and displays this, δ 1 la "first diagonal displacement magnitude" of the absolute change in length of a second diagonal " second diagonal displacement absolute value "if it, and displays the information as δ 2, shear strain (γ) when the pier (2) shear force (S) this function can be calculated by equation 2 below.

Figure 112015023276730-pat00002
Figure 112015023276730-pat00002

수학식 2에서 a는 교각(2) 횡측면의 가로 길이이며, b는 교각(2) 횡측면의 세로 길이이다.
In Equation (2), a is the transverse length of the transverse side of the bridge pier (2), and b is the transverse length of the transverse side of the bridge pier (2).

즉, 위의 수학식 2에서 알 수 있듯이, 횡측면이 사각형을 이루고 있는 교각(2)에 전단력(S)이 작용하였을 때, 전단변형률(

Figure 112015023276730-pat00003
)은 교각(2)의 횡측면에서의 제1대각선 변위량 절대값(δ1)과 제2대각선 변위량 절대값(δ2)의 합(
Figure 112015023276730-pat00004
)(이하, "대각선 변위량 합"이라고 한다)에 비례하게 된다. 또한 앞서 살펴본 수학식 1에서 알 수 있듯이 횡측면이 사각형을 이루고 있는 교각(2)에서 전단변형률(
Figure 112015023276730-pat00005
)은 전단력(S)에 비례하는 관계를 가진다. That is, as can be seen from Equation (2), when a shear force (S) acts on a pier (2) having a rectangular cross-section, the shear strain
Figure 112015023276730-pat00003
Is the sum of the absolute value of the first diagonal displacement amount? 1 and the absolute value of the second diagonal displacement amount? 2 at the lateral side of the bridge pier 2
Figure 112015023276730-pat00004
) (Hereinafter referred to as "diagonal displacement amount sum"). In addition, as can be seen from the above-mentioned equation (1), the shear strain at the pier (2)
Figure 112015023276730-pat00005
) Is proportional to the shear force (S).

본 발명에서는 이러한 이론에 근거하여 열차의 시제동 하중이 철도교량에 작용하였을 때 철도교량의 교각에서의 대각선 변위량을 실측하고, 이에 근거하여 교각에 작용하게 되는 전단력(S)을 산출함으로써, 이를 이용하여 열차의 시제동 하중(P)을 측정하게 된다. In the present invention, based on this theory, when the moment load of a train acts on a railway bridge, the amount of diagonal displacement of the railway bridge at the pier is measured, and the shear force (S) To measure the tidal load (P) of the train.

도 2에는 본 발명에 따른 열차 시제동 하중 측정방법(이하, "측정방법"이라고 약칭함)에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 열차 시제동 하중 측정장치(이하, "측정장치"라고 약칭함)의 구성을 개략적으로 표현한 블록도가 도시되어 있다. 도 4에는 본 발명의 측정방법을 수행하기 위하여, 철도교량의 교각은 완성되었으나 아직 거더 등 상부구조물이 설치되지 않은 상태에 있으며, 서로 이웃하는 교각 사이에는 긴장 케이블(100)이 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도가 도시되어 있다. FIG. 2 is a schematic flow chart of a method for measuring a timepiece load of a train according to the present invention (hereinafter abbreviated as "method of measurement"). FIG. 3 is a schematic diagram of a train timepiece load measuring apparatus (Abbreviated as "measurement device") is schematically shown. 4, in order to carry out the measurement method of the present invention, the bridge pier of the railway bridge is completed but the upper structure such as the girder has not yet been installed, and the tension cable 100 is installed between adjacent piers A schematic lateral side view is shown.

도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 측정장치는, 종방향으로 이웃한 교각(2) 사이에 설치되는 긴장 케이블(100)과, 교각(2)에 시험긴장력(ST)을 재하하도록 긴장 케이블(100)을 긴장하기 위하여 설치되는 케이블 긴장장치와, 교각(2)의 횡방향 측면에서 설치되어 제1대각선 방향 및 제2대각선 방향 각각으로의 대각선 길이 변화를 측정할 수 있는 제1대각선 변위계(11)와 제2대각선 변위계(12)와, 시험긴장력(ST)의 값과 대각선 변위량 합에 대한 선형회귀분석을 수행하여 1차원 비례 상수(calibration factor)를 산출하는 선형회귀분석 수행 연산부(150)와, 열차 시제동 하중을 연산하는 작업을 수행하는 열차 시제동 하중 연산부(160)를 포함하여 구성된다. 상기 선형회귀분석 수행 연산부(150)와 열차 시제동 하중 연산부(160)는 컴퓨터상에서 구동되는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 3, the measuring apparatus according to the present invention comprises a tension cable 100 installed between vertically adjacent piers 2 and a tension cable 100 for placing the test tension ST in the piers 2. [ A cable diagonal device installed on the lateral side of the bridge pier 2 for measuring the diagonal length variation in the first diagonal direction and the second diagonal direction, A linear regression analysis performing unit 150 for calculating a one-dimensional calibration factor by performing a linear regression analysis on the values of the test tensile force ST and the sum of the diagonal displacement amounts, and a second diagonal displacement gauge 12, And a train momentum load calculation unit 160 for calculating a train momentum load. The linear regression analysis execution unit 150 and the train momentum load calculation unit 160 may be implemented in the form of a program running on a computer.

다음에서는 본 발명의 구체적인 구성을 좀 더 상세히 살펴본다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

우선 도 4에 도시된 것처럼 횡방향에서 바라보았을 때 사각형의 횡측면을 가지는 교각(2)을 시공한다(단계 1). 교각(2)의 시공이 완료되면 교축 방향(종방향)으로 서로 이웃하게 배치된 2개의 교각(2) 사이에 긴장 케이블(100)을 관통 설치한다(단계 2). 구체적으로 교각(2)을 시공할 때 교각(2)의 상단부에 미리 종방향의 관통공(20)을 형성하게 되는데, 예를 들어 교각(2)의 시공시 교각(2) 상단부에 종방향으로 쉬스관을 매립해놓는 방식으로 형성할 수 있다. 2개의 이웃한 교각(2)에서 긴장 케이블(100)을 각각의 관통공(20)에 관통시킨 후, 긴장 케이블(100)의 일단은 일측 교각(2)의 외면에 정착구(110)를 이용하여 정착하고 긴장 케이블(100)의 타단에는 타측 교각(2)의 외면에서 유압잭(120)을 결합한다. 상기 유압잭(120)이 케이블 긴장장치에 해당한다. First, as shown in Fig. 4, a bridge pier 2 having a rectangular lateral side when viewed from the lateral direction is constructed (step 1). When the construction of the bridge pier 2 is completed, the tension cable 100 is installed between the two bridge piers 2 arranged adjacent to each other in the direction of the throttle axis (longitudinal direction) (step 2). A longitudinal through hole 20 is formed in the upper end of the pier 2 when the pier 2 is installed. For example, when the pier 2 is installed, And the sheath tube is buried. One end of the tension cable 100 is connected to the outer surface of the one pier bridge 2 by using the fixing port 110 after passing the tension cable 100 through the two through holes 20 in the two neighboring pier 2 And the hydraulic jack 120 is coupled to the other end of the tension cable 100 at the outer surface of the other pier 2. The hydraulic jack 120 corresponds to a cable tension device.

긴장 케이블(100)의 설치가 완료된 후에는 유압잭(120)을 신장시켜서 긴장 케이블(100)을 긴장함으로써, 2개의 교각(2)의 서로를 향하여 접근하도록 각각의 교각(2)에 시험긴장력(ST)을 가한다(단계 3). 도 5에는 교각을 시공한 상태에서 긴장 케이블(100)의 긴장에 의해 교각(2)에 시험긴장력(ST)을 가하여 교각(2)이 변형된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도가 도시되어 있다. After the installation of the tension cables 100 is completed, the hydraulic jacks 120 are stretched to tense the tension cables 100 so that the test tensile forces ST () are applied to the respective bridge columns 2 so as to approach the two bridge columns 2 toward each other. (Step 3). 5 shows a schematic lateral side view showing a state in which the bridge pier 2 is deformed by applying a test tension ST to the bridge bridge 2 by the tension of the tension cable 100 in the state where the bridge bridge is installed.

시험긴장력(ST)을 가한 상태에서 각각의 교각(2)에 대해 제1대각선 변위량 절대값(δ1)과 제2대각선 변위량 절대값(δ2)을 측정하고, 이를 이용하여 대각선 변위량 합(

Figure 112015023276730-pat00006
)을 산출한다(단계 4). The first diagonal displacement amount absolute value δ 1 and the second diagonal displacement amount absolute value δ 2 are measured with respect to each pier 2 in a state in which the test tensional force ST is applied and the diagonal displacement amount sum
Figure 112015023276730-pat00006
(Step 4).

제1 및 제2대각선 변위량 절대값은 다양한 방식으로 측정할 수 있는데, 측정의 정확도 향상 및 편의를 위해서는 대각선 변위계를 설치하여 제1 및 제2대각선 변위량 절대값을 측정하는 것이 가장 바람직하다. 이를 위하여 시험긴장력(ST)을 재하하기에 앞서, 교각(2)의 횡측면에는 대각선 변위량 절대값을 측정할 수 있는 장치 즉, "대각선 변위계"를 교각(2)의 횡측면에 미리 설치하는 것이 바람직하다(단계 2-1). 즉, 교각(2) 각각의 횡방향 측면(횡측면)에는 시험긴장력(ST)이 작용할 때 길이가 줄어들게 될 제1대각선 방향으로는, 제1대각선 변위량 절대값을 측정할 수 있는 제1대각선 변위계(11)를 설치하고, 시험긴장력(ST)이 작용할 때 길이가 늘어나게 될 제2대각선 방향으로는 제2대각선 변위량 절대값을 측정할 수 있는 제2대각선 변위계(12)를 설치하는 것이다. 제1 및 제2대각선 변위계(11, 12)로는 예를 들어 광섬유 센서를 이용할 수 있는데, 광섬유센서의 양단을 각각 제1대각선 방향의 양 끝 모서리에 고정하고, 또다른 광섬유 센서의 양단을 각각 제2대각선 방향의 양 끝 모서리에 고정하는 방식으로 제1 및 제2대각선 변위계(11, 12)를 설치할 수 있다. 그러나 제1 및 제2대각선 변위계(11, 12)는 위에서 예시한 광섬유 센서에 한정되지 아니하며, 대각선의 길이가 변화된 것을 측정할 수 있는 장치라면 기타 다양한 구성의 것을 이용할 수도 있다. 더 나아가 필요에 따라서는 제1 및 제2대각선 변위계(11, 12)를 대신하여 작업자가 자 등을 이용하여 대각선의 길이 변화를 직접 측정할 수도 있다. The absolute values of the first and second diagonal displacement amounts can be measured in various ways. It is most preferable to measure the absolute values of the first and second diagonal displacement amounts by installing a diagonal displacement meter for improving the accuracy of measurement and for convenience. For this purpose, it is preferable that a device capable of measuring the absolute value of the diagonal displacement amount, that is, a "diagonal displacement meter" is installed on the lateral side of the bridge pier 2 in advance on the lateral side of the bridge pier 2 (Step 2-1). That is, in the first diagonal direction in which the length is reduced when the test tensile force ST acts on the lateral sides (transverse sides) of the bridge piers 2, a first diagonal displacement meter A second diagonal displacement gauge 12 is provided which is capable of measuring the absolute value of the second diagonal displacement amount in the second diagonal direction in which the length of the second diagonal displacement amount 11 is increased when the test tensional force ST acts. For example, an optical fiber sensor may be used as the first and second diagonal displacement meters 11 and 12. The optical fiber sensor may be configured such that both ends of the optical fiber sensor are fixed to both ends of the first diagonal direction, The first and second diagonal displacement gauges 11 and 12 can be installed in such a manner that the first and second diagonal displacement gauges 11 and 12 are fixed to both end edges in the diagonal direction. However, the first and second diagonal displacement gauges 11 and 12 are not limited to the above-described optical fiber sensors, and various other configurations may be used as long as they can measure the diagonal length change. Furthermore, if necessary, the operator may directly measure the diagonal length change using a ruler instead of the first and second diagonal displacement meters 11 and 12.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 시험긴장력을 가하고, 제1대각선 변위량 절대값(δ1)과 제2대각선 변위량 절대값(δ2)을 측정하여 대각선 변위량 합(

Figure 112015023276730-pat00007
)을 산출하는 과정 즉, 시험긴장력 재하단계 및 대각선 변위량 측정단계를, 시험긴장력의 크기를 변화시켜가면서 복수회 반복 수행한다(단계 5). In the present invention, the test tensions are applied as described above, and the first diagonal displacement amount absolute value (δ 1 ) and the second diagonal displacement amount absolute value (δ 2 ) are measured to calculate the diagonal displacement amount sum
Figure 112015023276730-pat00007
), That is, the step of loading the test tension force and the step of measuring the diagonal displacement amount are repeated a plurality of times while varying the magnitude of the test tension force (step 5).

이러한 복수회의 반복 수행을 통해서 수집된 각각의 시험긴장력(ST)과 대각선 변위량 합(

Figure 112015023276730-pat00008
)의 결과에 대해 선형회귀분석을 수행하여, 시험긴장력(ST)과 대각선 변위량 합(
Figure 112015023276730-pat00009
) 사이의 1차원 비례 상수(calibration factor)를 산출한다. 즉, 아래의 수학식 3에서 시험긴장력(ST)과 대각선 변위량 합(
Figure 112015023276730-pat00010
)간의 상관관계 계수 Δ를 산출하는 것이다(단계 6). 이러한 상관관계 계수 Δ의 산출은, 컴퓨터 프로그램으로 구현된 선형회귀분석 수행 연산부(150)를 통해서 자동적으로 수행되도록 할 수 있다.
Each of the test tensions (ST) and diagonal displacement amounts
Figure 112015023276730-pat00008
), And the results of the test stress (ST) and diagonal displacement sum (
Figure 112015023276730-pat00009
) Of the calibration factor. That is, in Equation (3) below, the test tensile force (ST) and the diagonal displacement amount sum
Figure 112015023276730-pat00010
) (Step 6). The calculation of the correlation coefficient? Can be performed automatically through the linear regression analysis execution unit 150 implemented by a computer program.

Figure 112015023276730-pat00011
Figure 112015023276730-pat00011

위와 같은 시험긴장력(ST)의 재하를 통한 상관관계 계수(Δ)의 산출단계가 완료되면, 교각(2) 위에 거더(1)를 설치하여 철도교량의 시공을 완료한다(단계 7). 도 6에는 교각(2) 위에 거더(1)가 설치된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도가 도시되어 있다. 철도교량이 완성된 후에는 긴장 케이블(100)이 더 이상 존재할 필요가 없다. When the calculation of the correlation coefficient? Through the loading of the test tension ST is completed, the girder 1 is installed on the bridge pier 2 to complete the construction of the railway bridge (Step 7). Fig. 6 shows a schematic lateral side view showing a state in which the girder 1 is installed on the bridge pier 2. Fig. After the railway bridge is completed, the tension cable 100 no longer needs to be present.

완성된 철도교량 위에 열차를 주행시키면서 철도교량에 열차 시제동 하중(P)을 가하게 되고(단계 8), 교각(2)의 횡측면에 설치되어 있던 제1 및 제2대각선 변위계(11, 12)를 이용하여 열차 시제동 하중이 재하되었 때의 제1대각선 변위량 절대값과 제2대각선 변위량 절대값을 각각 측정하고, 그에 따른 대각선 변위량 합을 산출한다(단계 9 - 실제 열차 시제동 하중 재하시의 대각선 변위량 합 측정단계). 도 7에는 철도교량 위에 열차(300)가 주행하면서 거더(1)에 열차 시제동 하중(P)을 가하게 되어 교각(2)이 변형된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 측면도가 도시되어 있다. (Step 8), the first and second diagonal displacement meters 11 and 12 installed on the lateral side of the bridge pier 2 are subjected to the train momentum load P while the train is running on the completed railway bridge, , The absolute value of the first diagonal displacement and the absolute value of the second diagonal displacement are measured, and the resulting sum of the diagonal displacement is calculated (Step 9 - Actual Timing Load Diagonal displacement sum measurement step). 7 is a schematic lateral side view showing a state in which a bridge 300 is running on a railway bridge and a girder 1 is subjected to a train momentum load P so that the pier 2 is deformed.

열차 시제동 하중 재하 상태에서의 측정에 의해 산출된 대각선 변위량 합과, 시험긴장력(ST)의 재하를 통해서 미리 산출해두었던 상관관계 계수 Δ을 상기한 수학식 3의 우변에 각각 대입하여 서로 곱함으로써 좌변의 값을 산출하고, 산출된 그 값을 열차 시제동 하중(P)의 측정값으로 삼는다. 즉, 제1대각선 변위량 절대값과 제2대각선 변위량 절대값의 합과 상관관계 계수 Δ을 곱하여 산출된 값을, 실제 열차 시제동에 의해 교각(2)에 작용하는 종방향 하중 즉, 거더에 작용하는 열차 시제동 하중(P)의 측정값으로 간주하는 것이다(단계 10). 이와 같은 단계 10의 열차 시제동 하중의 연산 작동은, 컴퓨터 프로그램으로 구현된 열차 시제동 하중 연산부(160)를 통해서 자동적으로 수행되도록 할 수 있다. The correlation coefficient Δ previously calculated through the sum of the diagonal displacement amount calculated by the measurement in the traction load state of the train and the load of the test tensile force ST is substituted into the right side of the above Equation 3 The value of the left side is calculated, and the calculated value is taken as the measured value of the train momentum load (P). That is, the value calculated by multiplying the sum of the absolute value of the first diagonal displacement amount and the absolute value of the second diagonal displacement amount by the correlation coefficient DELTA is applied to the longitudinal load acting on the bridge bridge 2 by the actual train momentum, Is considered as a measured value of the train prototype load (P) (Step 10). The computation of the train momentum load at step 10 can be automatically performed through the train momentum load calculation unit 160 implemented by a computer program.

위에서 살펴본 것처럼, 본 발명에 따른 측정방법에서는, 교각의 외면에 변형률 센서를 직접 부착하지 않고, 광섬유 센서 등과 같이 길이의 변화를 측정할 수 있는 센서를 이용하는 등의 방법을 이용하여 교각의 대각선 길이변화(대각선 변위량)의 절대값을 측정하여 그 결과를 이용함으로써 열차의 시제동 하중을 측정한다. As described above, in the measuring method according to the present invention, the strain sensor is not directly attached to the outer surface of the pier, but a diagonal length of the pier is changed by using a sensor such as an optical fiber sensor, (Diagonal displacement amount) is measured and the result is used to measure the moment load of the train.

앞서 살펴보았듯이, 변형률 센서를 이용하는 경우, 교각의 표면을 깨끗하게, 그리고 평평하고 부착이 용이하도록 정리하는 교각 표면 정리 작업, 그리고 에폭시 등의 접착제를 이용하여 변형률 센서를 부착하고 경화시키는 작업 등, 번거롭고 많은 시간이 소요되는 부수적인 작업을 수행하여야 하며, 변형률 센서는 고가이며, 충격 등 외력에 의해 쉽게 손상되어 측정결과에 오차가 발생할 우려가 매우 크다는 단점이 있었다. As mentioned earlier, when using the strain sensor, the surface of the bridge pier is cleaned, and the pier surface is organized to make it flat and easy to attach, and the work of attaching and hardening the strain sensor by using an adhesive such as epoxy is troublesome The strain sensor is expensive, and it is easily damaged by an external force such as a shock, and thus there is a disadvantage that an error occurs in the measurement result.

그러나 본 발명에서는 위와 같이 대각선 길이 변화를 측정한 결과를 이용하므로, 변형률 센서를 설치할 필요가 전혀 없으며, 따라서 변형률 센서를 이용하는 종래 기술의 상기한 문제점을 해결할 수 있게 되어, 열차의 시제동 하중의 측정 작업을 훨씬 간단하고 신속하게 수행할 수 있게 될 뿐만 아니라, 측정 작업에 소요되는 비용 등을 절감할 수 있고, 충격 등으로 인한 측정오차 발생 가능성도 매우 낮다는 장점이 있다. However, since the present invention uses the result of measuring the diagonal length change as described above, there is no need to provide a strain sensor. Accordingly, it is possible to solve the above-mentioned problem of the prior art using a strain sensor, It is possible not only to perform the operation much more simply and quickly but also to reduce the cost for the measurement operation and to reduce the possibility of measurement error due to impact or the like.

특히, 변형률 센서를 이용하는 종래 기술의 경우, 변형률 센서가 부착되어 있는 특정 위치의 변형만을 근거하여 열차 시제동 하중을 측정하는 것이므로, 측정된 결과는 교각의 지엽적이고 국부적인 반응에 기초한 것이며, 따라서 신뢰성이 낮다는 한계가 있었다. 그러나 본 발명에서는 교각 전체의 변형으로 인하여 발생하게 되는 대각선 변위량을 이용하여 열차 시제동 하중을 측정하게 되므로, 본 발명에 의해 측정된 열차 시제동 하중 측정값은 교각 전체의 반응을 기반으로 한 것으로서 종래 기술에 의한 것보다 더욱 높은 신뢰성을 가지게 되는 장점이 있다. In particular, in the case of the prior art using a strain sensor, the measured result is based on a local and local reaction of the pier, so that the reliability is determined based on the reliability Was low. However, in the present invention, since the transient moment load of the train is measured using the diagonal displacement amount caused by the deformation of the entire pier, the measured value of the transient moment load measured by the present invention is based on the reaction of the whole pier, There is an advantage that the reliability is higher than that by the technology.

1: 거더
2: 교각
11: 제1대각선 변위계
12: 제2대각선 변위계
1: girder
2: Pier
11: 1st diagonal displacement meter
12: Second diagonal displacement meter

Claims (7)

철도교량에 작용하는 열차 시제동 하중을 측정하는 방법으로서,
종방향으로 이웃한 교각(2) 사이에 긴장 케이블(100)을 설치하는 단계;
긴장 케이블(100)을 긴장하여 교각(2)에 시험긴장력(ST)을 재하하는 단계;
시험긴장력(ST)이 재하된 교각(2)에 발생한 대각선 변위량 절대값을 측정하여, 대각선 변위량 합을 산출하는 단계;
재하되는 시험긴장력(ST)의 크기를 변화시키면서, 상기한 시험긴장력(ST)의 재하, 대각선 변위량 절대값 측정 및 대각선 변위량 합 산출 과정을 반복 수행하는 단계;
상기한 반복 수행의 결과로 수집된 시험긴장력(ST)과 대각선 변위량 합 간의 상관관계 계수(Δ)를 산출하는 단계;
교각(2) 위의 거더(1)를 설치하여 철도교량을 시공하고, 시공된 철도교량에 열차를 주행시켜 철도교량에 열차 시제동 하중을 재하하는 단계;
열차 시제동 하중의 재하로 인하여 각 교각(2)에 발생한 대각선 변위량 절대값을 측정하여, 대각선 변위량 합을 산출하는 단계; 및
측정되어 산출된 대각선 변위량 합과, 미리 산출해둔 상관관계 계수를 이용하여 열차 시제동 하중을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정방법.
As a method for measuring the transient moment load acting on a railway bridge,
Providing a tension cable (100) between longitudinally adjacent piers (2);
Tensioning the tension cable (100) to load the test tension (ST) on the bridge pier (2);
Measuring an absolute value of the diagonal displacement amount generated in the bridge bridge (2) to which the test tensile force (ST) is applied, and calculating a diagonal displacement sum;
Repeating the steps of measuring the absolute value of the load, the diagonal displacement amount of the test tensile force (ST) and calculating the diagonal displacement sum sum while changing the magnitude of the test tensile force (ST) to be loaded;
Calculating a correlation coefficient (?) Between the sum of diagonal displacement amounts and the test tensile force (ST) collected as a result of the repetition;
Installing a girder (1) on the bridge pier (2), constructing a railway bridge, and running a train on the constructed railway bridge to load the train prototype load on the railway bridge;
Measuring the absolute value of the diagonal displacement at each bridge pier (2) due to the loading of the train prototype load, and calculating the diagonal displacement sum; And
And calculating a train momentum load using the measured diaphragm displacement sum and a correlation coefficient calculated in advance.
제1항에 있어서,
시험긴장력(ST)과 대각선 변위량 합 간의 상관관계 계수(Δ)를 산출하는 단계에서는,
재하되는 시험긴장력(ST)의 크기를 변화시키면서 시험긴장력(ST)의 재하, 대각선 변위량 절대값 측정 및 대각선 변위량 합 산출 과정을 반복 수행하여 수집된 시험긴장력(ST)의 값과 대각선 변위량 합에 대한 선형회귀분석을 수행하여, 1차원 비례 상수(calibration factor)를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정방법.
The method according to claim 1,
In the step of calculating the correlation coefficient (?) Between the test tensile force (ST) and the diagonal displacement amount sum,
The measured values of the test tension (ST) and the diagonal displacement sum of the test tensile force (ST) were measured by repeating the loading, the measurement of the absolute value of the diagonal displacement and the calculation of the diagonal displacement. And performing a linear regression analysis to calculate a one-dimensional calibration factor.
제1항 또는 제2항에 있어서,
측정되어 산출된 대각선 변위량 합과, 미리 산출해둔 상관관계 계수를 이용하여 열차 시제동 하중을 연산하는 단계에서는,
측정되어 산출된 대각선 변위량 합과 미리 산출해둔 상관관계 계수를 서로 곱하는 연산을 수행하여, 연산된 결과값은 열차 시제동 하중으로 간주하는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
In the step of calculating the train momentum load using the measured dioptric displacement amount sum and the previously calculated correlation coefficient,
Wherein the calculated sum of the diagonal displacement amounts is multiplied by a correlation coefficient calculated in advance, and the calculated result is regarded as a train momentum load.
제1항 또는 제2항에 있어서,
교각(2)에 발생한 대각선 변위량 절대값을 측정하는 것은,
교각(2)의 횡방향 측면에서, 제1대각선 방향 및 제2대각선 방향 각각에 대각선의 길이 변화를 측정할 수 있는 제1대각선 변위계(11)와 제2대각선 변위계(12)를 설치하여,
상기 제1대각선 변위계(11)와 상기 제2대각선 변위계(12)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
To measure the absolute value of the diagonal displacement amount generated in the bridge pier 2,
A first diagonal displacement meter 11 and a second diagonal displacement meter 12 are provided on the lateral side of the bridge pier 2 so as to measure a change in the diagonal line length in the first diagonal direction and the second diagonal direction respectively,
Is performed by the first diagonal displacement gauge (11) and the second diagonal displacement gauge (12).
제1항 또는 제2항에 있어서,
종방향으로 이웃한 교각(2) 사이에 긴장 케이블(100)을 설치하고, 긴장 케이블(100)을 긴장하여 교각(2)에 시험긴장력(ST)을 재하하는 것은,
교각(2)의 시공시 교각(2) 상단부에 종방향으로 관통공(20)을 미리 형성해두고, 긴장 케이블(100)을 각각의 관통공(20)에 관통시킨 후, 긴장 케이블(100)의 일단은 일측 교각(2)의 외면에 정착구(110)를 이용하여 정착하고 긴장 케이블(100)의 타단에는 타측 교각(2)의 외면에서 유압잭(120)을 결합하여, 신장시켜서 긴장 케이블(100)을 긴장함으로써, 2개의 교각(2)의 서로를 향하여 접근하도록 각각의 교각(2)에 시험긴장력(ST)을 가하게 되는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The tensioning cable 100 is installed between the vertically adjacent bridge piers 2 and the tensioning force ST is applied to the bridge pier 2 by tensioning the tension cable 100,
A through hole 20 is formed in the longitudinal direction at the upper end portion of the bridge pier 2 at the time of construction of the bridge pier 2 so that the tension cable 100 is passed through the respective through holes 20, One end of the tension cable 100 is fixed to the outer surface of the one pier bridge 2 by using the fixing port 110 and the hydraulic jack 120 is coupled to the other end of the other pier bridge 2 at the other end thereof, So that the test tensions (ST) are applied to the respective piers (2) so as to approach the two piers (2) toward each other.
제4항에 있어서,
제1대각선 변위계(11)와 제2대각선 변위계(12)는 광섬유 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the first diagonal displacement meter (11) and the second diagonal displacement meter (12) comprise optical fiber sensors.
철도교량에 작용하는 열차 시제동 하중을 측정하는 장치로서,
종방향으로 이웃한 교각(2) 사이에 설치되는 긴장 케이블(100);
교각(2)에 시험긴장력(ST)을 재하하도록 긴장 케이블(100)을 긴장하기 위하여 설치되는 케이블 긴장장치;
교각(2)의 횡방향 측면에서 설치되어 각각 제1대각선 방향 및 제2대각선 방향 각각으로의 대각선 길이 변화를 측정할 수 있는 제1대각선 변위계(11)와 제2대각선 변위계(12);
시험긴장력(ST)의 값과 대각선 변위량 합에 대한 선형회귀분석을 수행하여 1차원 비례 상수(calibration factor)를 산출하는 선형회귀분석 수행 연산부(150); 및
열차 시제동 하중을 연산하는 작업을 수행하는 열차 시제동 하중 연산부(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열차 시제동 하중 측정장치.
An apparatus for measuring a transient moment load acting on a railroad bridge,
A tension cable (100) installed between vertically adjacent piers (2);
A cable tensioner installed to strain the tension cable 100 to load the test tension ST in the bridge pier 2;
A first diagonal displacement gauge 11 and a second diagonal displacement gauge 12 installed on the lateral side of the bridge pier 2 and capable of measuring a diagonal length change in the first diagonal direction and the second diagonal direction, respectively;
A linear regression analysis performing unit 150 for calculating a one-dimensional calibration factor by performing a linear regression analysis on the value of the test tensile force ST and the diagonal displacement sum; And
And a train momentum load calculating unit (160) for calculating a train momentum load.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101701971B1 (en) * 2016-11-25 2017-02-03 주식회사 동우기술단 Apparatus for measuring shear deformation of elastic bearing for bridge
KR101881351B1 (en) * 2017-10-23 2018-07-25 주식회사 글로텍 System And method for reviewing the serviceability of concrete track at railway bridge end
CN113253237A (en) * 2021-07-13 2021-08-13 中国人民解放军国防科技大学 Railway contact net measuring method and system based on radar system
CN115435990A (en) * 2022-09-21 2022-12-06 北京住总集团有限责任公司 Construction monitoring device, method and equipment for U-shaped beam of urban traffic engineering

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030029252A (en) * 2001-10-05 2003-04-14 이승영 For the use of external prestressing method, a method of measurement for movement of bridge and the apparatus
KR20100033056A (en) * 2008-09-19 2010-03-29 주식회사 로텍인스트루먼트 Apparatus and method for measuring length displacements of multiple points in civil engineering
KR20110108484A (en) 2010-03-29 2011-10-06 한국과학기술원 Measurement method and system for the torsion of the structure using strain sensors
KR20120009729A (en) * 2010-07-19 2012-02-02 (주) 철도안전연구소 Apparatus for loading test of railroad bridge, method for calculating load carrying capacity of railroad bridge and method for measuring drooping of railroad bridge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030029252A (en) * 2001-10-05 2003-04-14 이승영 For the use of external prestressing method, a method of measurement for movement of bridge and the apparatus
KR20100033056A (en) * 2008-09-19 2010-03-29 주식회사 로텍인스트루먼트 Apparatus and method for measuring length displacements of multiple points in civil engineering
KR20110108484A (en) 2010-03-29 2011-10-06 한국과학기술원 Measurement method and system for the torsion of the structure using strain sensors
KR20120009729A (en) * 2010-07-19 2012-02-02 (주) 철도안전연구소 Apparatus for loading test of railroad bridge, method for calculating load carrying capacity of railroad bridge and method for measuring drooping of railroad bridge

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101701971B1 (en) * 2016-11-25 2017-02-03 주식회사 동우기술단 Apparatus for measuring shear deformation of elastic bearing for bridge
KR101881351B1 (en) * 2017-10-23 2018-07-25 주식회사 글로텍 System And method for reviewing the serviceability of concrete track at railway bridge end
CN113253237A (en) * 2021-07-13 2021-08-13 中国人民解放军国防科技大学 Railway contact net measuring method and system based on radar system
CN113253237B (en) * 2021-07-13 2021-09-17 中国人民解放军国防科技大学 Railway contact net measuring method and system based on radar system
CN115435990A (en) * 2022-09-21 2022-12-06 北京住总集团有限责任公司 Construction monitoring device, method and equipment for U-shaped beam of urban traffic engineering

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