KR101617712B1

KR101617712B1 - 긴장 검측선을 이용한 교량 신축량 측정장치

Info

Publication number: KR101617712B1
Application number: KR1020150136880A
Authority: KR
Inventors: 이길호; 차철준
Original assignee: 백양엔지니어링 주식회사
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2016-05-03

Abstract

본 발명은 교량 거더(girder)(11)의 불연속 지점 또는 교상(橋床)(12)의 불연속 지점에 설치되어 해당 부재의 신축량을 측정하는 장치에 관한 것으로, 불연속 지점 양측의 부재에 각각 설치되는 다수의 풀리(pulley)(30)와 이들 풀리(30)를 선회하여 설치되되 태엽스프링(53) 내장 권취부(51)에 의하여 긴장상태를 유지하는 검측선(20)으로 구성되며, 풀리(30)간 거리가 근접 또는 이격됨에 따라 발생되는 검측선(20)의 이동 거리를 측정함으로써 측정 대상 부재의 신축량을 파악할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 측정 대상 교량 상부 구조물에 설치된 측정장치간 실제 근접 또는 이격 거리에 비하여 대폭 확대된 검측선(20)의 이동을 도모할 수 있으며, 이로써 당해 구조물의 신축량 측정치를 증폭하여 획득할 수 있어, 계측 정도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Description

긴장 검측선을 이용한 교량 신축량 측정장치{BRIDGE DISPLACEMENT GAUGE USING TENSION STRING}

본 발명은 교량 거더(girder)(11)의 불연속 지점 또는 교상(橋床)(12)의 불연속 지점에 설치되어 해당 부재의 신축량을 측정하는 장치에 관한 것으로, 불연속 지점 양측의 부재에 각각 설치되는 다수의 풀리(pulley)(30)와 이들 풀리(30)를 선회하여 설치되되 태엽스프링(53) 내장 권취부(51)에 의하여 긴장상태를 유지하는 검측선(20)으로 구성되며, 풀리(30)간 거리가 근접 또는 이격됨에 따라 발생되는 검측선(20)의 이동 거리를 측정함으로써 측정 대상 부재의 신축량을 파악할 수 있도록 한 것이다.

교상(12) 및 거더(11) 등 교량 상부 구조물의 변형 내지 변위는 교량의 역학적 거동 분석에 소요되는 핵심 요소로서, 안전진단을 비롯한 교량의 유지관리 업무상 기초 정보로 활용되고, 특히 교량 상부 구조물의 수평 신축량은 온도 변화는 물론 교통 하중 등 다양한 조건하에서 당해 교량의 구조적 안정성을 파악함에 있어 필수 자료로 요구되는 바, 이에 대한 계측 정도(精度) 확보를 위한 다각적인 노력이 경주되어 왔으며, 관련 종래기술로서 특허 제726718호를 들 수 있다.

특허 제726718호를 비롯한 종래의 교량 신축량 측정장치는 교각 등 교량 하부 구조에 기준척을 고정 설치하고, 측정 대상 교량 상부 구조물에 지시수단을 부착하는 방식으로서, 비교적 간소한 구성으로 교량 상부 구조물의 신축량을 측정할 수 있으나, 실제 신축량과 등치(等値)인 지시수단의 이동 거리를 기초로 신축량을 계측할 수 밖에 없는 바, 계측 정밀도에 한계가 있을 수 밖에 없었다.

즉, 실제 구조물 신축량에 따라 이동하는 지시수단을 통하여 기준척의 눈금을 독취(讀取)하는 방식으로 계측이 이루어지므로, 미세한 변량에 대한 충분한 계측이 근본적으로 불가능할 뿐 아니라, 사용자에 따라 측정치의 오차가 심각하게 변동될 수 있는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 교량 상부 구조물의 불연속 지점에 설치되어 부재 신축량을 측정하는 장치에 있어서, 불연속 지점 양측 부재에는 각각 부착판(35)이 설치되고, 양측 부착판(35)에는 각각 다수의 풀리(30)가 자유롭게 회전 가능하도록 설치되되, 풀리(30)의 회전축은 상호 평행을 이루며, 일단은 일측 부착판(35)에 고정되고 타단부는 권취부(51)에 권취된 검측선(20)이 일측 부착판(35)의 풀리(30)와 타측 부착판(35)의 풀리(30)를 교대로 선회하여 설치되고, 검측선(20)이 최종 선회하는 풀리(30)와 권취부(51) 사이에는 지시자(41)가 장착되며, 권취부(51)에는 부착판(35)과 권취축(52)으로 연결된 드럼(54)과 드럼(54)에 내장되어 드럼(54)에 회전력을 가하는 태엽스프링(53)이 구성되고, 드럼(54)에 권취된 검측선(20)이 상시 긴장상태로 유지되어, 측정 대상 부재가 신축됨에 따라 일측 부착판(35)의 풀리(30)와 타측 부착판(35)의 풀리(30)가 근접 또는 이격되고, 검측선(20) 및 지시자(41)가 이동됨을 특징으로 하는 긴장 검측선을 이용한 교량 신축량 측정장치이다.

또한, 상기 부착판(35)에는 활동요홈(61)이 형성된 주척(60)이 설치되고, 검측선(20)이 최종 선회하는 풀리(30)와 권취부(51) 사이의 검측선(20)에는 주척(60) 눈금을 세분하는 부척(70)이 상기 활동요홈(61)에 결합된 상태로 활동 가능하도록 설치되어, 검측선(20)이 이동됨에 따라 부척(70)이 주척(60)내 활동요홈(61)을 따라 이동됨을 특징으로 하는 긴장 검측선을 이용한 교량 신축량 측정장치이다.

본 발명을 통하여, 측정 대상 교량 상부 구조물에 설치된 측정장치간 실제 근접 또는 이격 거리에 비하여 대폭 확대된 검측선(20)의 이동을 도모할 수 있으며, 이로써 당해 구조물의 신축량 측정치를 증폭하여 획득할 수 있어, 계측 정도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.

이로써, 극미량의 신축량도 정확하게 측정할 수 있을 뿐 아니라, 측정 오차의 절대치를 획기적으로 저감할 수 있음은 물론, 측정치 및 오차의 사용자별 변동폭을 축소하여, 계측치의 신뢰도를 제고할 수 있다.

도 1은 본 발명의 거더 설치 상태 사시도
도 2는 본 발명의 교상 저면 설치 상태 사시도
도 3은 본 발명의 거더 설치 상태 측면도
도 4는 본 발명의 권취부 분해 사시도
도 5는 주척 및 부척이 적용된 본 발명의 일 실시예 사시도
도 6은 도 5 실시예의 요부 발췌 부분절단 분해사시도
도 7은 부착판이 분할된 본 발명의 일 실시예 사시도

본 발명의 상세한 구성 및 작동 원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 1은 본 발명의 신축량 측정장치가 교량 거더(11)에 설치된 상태를 예시한 것으로, 거더(11)의 단부 측면에 부착되는 방식으로 설치됨을 확인할 수 있다.

본 발명은 거더(girder)(11) 또는 교상(橋床)(12) 등 교량의 상부 구조물에 설치되는 것으로, 도 1에 예시된 바와 같이 교량 상부 구조물의 불연속 지점에 설치되어, 불연속 지점 양측 부재의 신축량을 측정하게 된다.

교량 상부 구조물의 불연속 지점이란 구조물을 구성하는 부재가 분할된 지점을 의미하는 것으로, 도 1에서와 같이 교축 방향으로 일렬로 배치된 양측 거더(11)를 교각이 지지하는 지점 즉, 교상(12) 상면에 신축이음(15)이 형성되는 지점을 의미한다.

따라서, 온도 변화 또는 다양한 하중 재하로 인하여 거더(11)가 신장되면 불연속 지점 양측 거더(11)가 상호 근접되고, 거더(11)가 수축되면 불연속 지점 양측 거더(11)가 이격되며, 이러한 교량 상부 구조물 불연속 지점에서의 양측 거더(11)간 근접 또는 이격 이동 거리를 측정함으로써, 해당 거더(11)의 신장량 또는 수축량을 계측할 수 있다.

또한, 도 2에서와 같이, 교량 상부 구조물 불연속 지점의 교상(12) 저면에 본 발명을 설치하면, 당해 지점에서의 양측 교상(12)간 근접 또는 이격 이동 거리를 측정함으로써, 해당 교상(12)의 신장량 또는 수축량을 계측할 수 있다.

즉, 본 발명은 역학적으로 분리된 부재간 근접 또는 이격 거리를 측정하는 것으로, 도 1 내지 도 3에서와 같이, 불연속 지점 양측 부재에 각각 부착 설치되는 부착판(35)과, 각 부착판(35)에 다수 설치되는 풀리(30) 및 풀리(30)를 선회하는 긴장상태의 단일 검측선(20)으로 구성된다.

본 발명을 구성하는 양측 부착판(35)에는 각각 다수의 풀리(30)가 자유롭게 회전 가능하도록 설치되는데 각 풀리(30)의 회전축은 상호 평행을 이루며, 부착판(35) 및 측정 대상 부재 부착면에 각 풀리(30)의 회전축이 직교하게 된다.

또한, 일단은 일측 부착판(35)에 고정되고 타단부는 권취부(51)에 권취(卷取)된 검측선(20)이 일측 부착판(35)의 풀리(30)와 타측 부착판(35)의 풀리(30)를 교대로 선회하여 설치된다.

즉, 도 3에서와 같이, 도면상 좌측 부착판(35)에 형성된 고정부(36)에 일단이 고정된 검측선(20)이 도면상 우측 부착판(35)의 최상부 풀리(30)를 선회한 후, 좌측 부착판(35)의 최상부 풀리(30)를 선회하고, 다시 우측 부착판(35)의 차상부 풀리(30)를 선회한 후, 좌측 부착판(35)의 차상부 풀리(30)를 선회하는 방식으로, 양측 부착판(35)의 풀리(30)를 교호(交互)로 선회하여 설치된다.

본 발명의 검측선(20)으로는 온도 변화 또는 외력에 의한 신축이 미미한 금속제 또는 합성수지제 선재(線材)가 적용될 수 있으며, 상시 긴장상태가 유지될 필요가 있으므로, 고강도 강연선(鋼撚線)이 적용될 수도 있다.

검측선(20)의 말단부 즉, 고정부(36)에 결속된 부분의 타측 단부의 검측선(20)은 권취부(51)에 권취되어, 권취부(51)의 회전력으로 인하여 검측선(20)이 상시 긴장상태로 유지되는데, 도 4에서와 같이, 권취부(51)에는 일측 부착판(35)과 권취축(52)으로 연결된 드럼(54)과 드럼(54)에 내장되어 드럼(54)에 회전력을 가하는 태엽스프링(53)이 구성되고, 드럼(54)에 상시 작용하는 회전력에 의하여 드럼(54)에 권취된 검측선(20)이 상시 긴장상태로 유지된다.

즉, 본 발명의 권취부(51)는 검측선(20)을 감아들이는 방향으로 회전력이 상시 작용하는 감개로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 부착판(35)에 설치된 권취축(52)에 중공(中空)의 드럼(54)이 자유롭게 회전 가능하도록 결합되고, 드럼(54) 내부에는 태엽스프링(53)이 설치되되 태엽스프링(53)의 중심측 단부는 권취축(52)에 고정되며, 태엽스프링(53)의 외곽측 단부는 드럼(54)의 내주면에 고정되어, 태엽스프링(53)의 탄력에 의하여 드럼(54)에 회전력이 작용하는 것이다.

이러한 태엽스프링(53) 내장 권취부(51)를 적용함으로써, 신축 범위가 소폭으로 제한되는 통상의 코일스프링에 비하여 월등하게 확대된 긴장력 부여 범위를 확보할 수 있다.

도 1 및 도 3에서와 같이, 검측선(20)이 최종 선회하는 풀리(30)와 권취부(51) 사이에는 지시자(41)를 장착하여, 검측선(20)의 이동 상태를 판독하게 되는데, 도시된 실시예에서는 권취부(51)가 설치된 부착판(35)에 눈금이 표시되고, 해당 부위의 검측선(20)에 침상(針狀)의 지시자(41)가 장착되고 있다.

이러한 본 발명의 신축량 측정장치는 전술한 바와 같이 권취부(51)에 의하여 검측선(20)이 상시 긴장상태로 유지되는 바, 도 3에 도시된 바와 같이, 측정 대상 부재가 신축됨에 따라 일측 부착판(35)의 풀리(30)와 타측 부착판(35)의 풀리(30)가 근접 또는 이격되고, 검측선(20) 및 지시자(41)가 이동되는데, 풀리(30)를 교호로 선회하는 부분의 검측선(20) 이동량이 누적되어 지시자(41)가 장착된 부위의 검측선(20)이 이동하게 되므로, 계측치를 증폭하는 결과가 도출된다.

한편, 도 5 및 도 6은 주척(60) 및 부척(70) 즉, 버니어(vernier)를 적용하여 계측 정밀도를 확보한 것으로, 이로써 측정 대상 부재의 극미한 신축량도 정확하게 계측할 수 있다.

도 5 및 도 6에서와 같이, 권취부(51)가 설치되는 부착판(35)에는 활동요홈(61)이 형성된 주척(60)이 설치되고, 검측선(20)이 최종 선회하는 풀리(30)와 권취부(51) 사이의 검측선(20)에는 주척(60) 눈금을 세분하는 부척(70)이 상기 활동요홈(61)에 결합된 상태로 활동 가능하도록 설치되어, 검측선(20)이 이동됨에 따라 부척(70)이 주척(60)내 활동요홈(61)을 따라 이동된다.

도 6에서와 같이, 부척(70)에는 돌출부(71)가 형성되고, 주척(60)에 형성되는 활동요홈(61)의 횡단면 형상은 돌출부(71)가 형성된 부척(70)과 일치하도록 형성하여, 부척(70)이 주척(60)에 결합된 상태로 안정적으로 활동하되, 부척(70)의 이탈이 방지될 수 있다.

본 발명의 주척(60) 및 부척(70)은 버니어캘리퍼스 등 일방향 측정만이 가능한 통상의 버니어 적용 계측기와 달리, 도 5 및 도 6에서와 같이, 주척(60)에 표시되는 눈금을 주척(60) 중앙부를 기준으로 양측으로 수치가 증가하는 방식으로 표시하고, 부척(70)에 표시되는 세분 눈금 역시 부척(70) 중앙부를 기준으로 양측으로 수치가 증가하도록 표시함으로써, 검측선(20)의 양방향 이동을 모두 측정할 수 있도록 하였다.

한편, 도 7은 부착판(35)이 분할 적용되고 고정부(36)와 주척(60) 등의 판독 수단이 상이한 부재에 각각 설치되는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로, 도시된 실시예에서는 일측 부착판(35)이 권취부(51) 및 주척(60) 등이 설치되는 부착판(35)과 풀리(30)가 설치되는 부착판(35)으로 분리되어 구성되어 있으며, 이로써 부착판(35) 설치 공간에 제약이 있는 경우에도 본 발명의 적용이 가능할 뿐 아니라, 주척(60) 등의 판독 수단을 여타 구성과 분리하여 접근이 용이한 장소에 별도로 설치함으로써 계측 작업의 편의성을 확보할 수도 있다.

11 : 거더
12 : 교상
15 : 신축이음
20 : 검측선
30 : 풀리
35 : 부착판
36 : 고정부
41 : 지시자
51 : 권취부
52 : 권취축
53 : 태엽스프링
54 : 드럼
60 : 주척
61 : 활동요홈
70 : 부척
71 : 돌출부

Claims

교량 상부 구조물의 불연속 지점에 검측선(20)이 설치되어 부재 신축량을 측정하는 장치에 있어서,
불연속 지점 양측 부재에는 각각 부착판(35)이 부착 설치되고;
양측 부착판(35)에는 각각 다수의 풀리(30)가 자유롭게 회전 가능하도록 설치되되, 풀리(30)의 회전축은 상호 평행을 이루며;
일단은 일측 부착판(35)에 고정되고 타단부는 권취부(51)에 권취된 검측선(20)이 일측 부착판(35)의 풀리(30)와 타측 부착판(35)의 풀리(30)를 교대로 선회하여 설치되고;
검측선(20)이 최종 선회하는 풀리(30)와 권취부(51) 사이에는 지시자(41)가 장착되며;
권취부(51)에는 부착판(35)과 권취축(52)으로 연결된 드럼(54)과 드럼(54)에 내장되어 드럼(54)에 회전력을 가하는 태엽스프링(53)이 구성되고, 드럼(54)에 권취된 검측선(20)이 상시 긴장상태로 유지되어, 측정 대상 부재가 신축됨에 따라 일측 부착판(35)의 풀리(30)와 타측 부착판(35)의 풀리(30)가 근접 또는 이격되고, 검측선(20) 및 지시자(41)가 이동됨을 특징으로 하는 긴장 검측선을 이용한 교량 신축량 측정장치.
청구항 1에 있어서,
부착판(35)에는 활동요홈(61)이 형성된 주척(60)이 설치되고;
검측선(20)이 최종 선회하는 풀리(30)와 권취부(51) 사이의 검측선(20)에는 주척(60) 눈금을 세분하는 부척(70)이 상기 활동요홈(61)에 결합된 상태로 활동 가능하도록 설치되어;
검측선(20)이 이동됨에 따라 부척(70)이 주척(60)내 활동요홈(61)을 따라 이동됨을 특징으로 하는 긴장 검측선을 이용한 교량 신축량 측정장치.