KR101765891B1 - 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치에 관한 것으로, 상부링크에 대한 좌측링크와 우측링크 상단의 회동중심점이 상부링크의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 위치하고, 하부링크에 대한 좌측링크와 우측링크 하단의 회동중심점이 하부링크의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 위치하므로 하부링크에 고정설치되며 하부링크에 대한 우측링크 하단의 회동중심점에 영점이 위치하며 각도눈금을 구비한 각도기판과, 우측링크의 상하단 회동중심점을 잇는 선상에 각도가늠선이 구비된 각도확인창에 의하여 기울기를 측정하는 것으로 탄성패드의 기울기를 정확하게 측정할 수 있으며, 하부링크에 1mm간격으로 새겨진 본척눈금을 가지는 본척을 구비하고 상부링크에 연결대를 통해 결합되며 19/20mm간격으로 새겨진 부척눈금을 가지는 부척에 의하여 변형거리를 측정하는 것이므로 탄성패드의 변형거리를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 되고, 기울기 측정을 위한 각도기판과 각도확인창과, 변형거리 측정을 위한 본척과 부척이 근접하여 설치되어 있으므로 기울기와 변형거리를 한 눈에 확인 및 측정이 가능하도록 한 것이다.

Description

교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치{Apparatus for measuring and inspecting amount of deformation of elasticity support for bridge}

본 발명은 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 탄성패드의 기울기를 정확하게 측정할 수 있고, 탄성패드의 변형거리를 1mm단위 이하로 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 함과 아울러 탄성패드의 변형 거리와 기울기를 한 눈에 쉽게 확인할 수 있도록 한 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 상판과 거더 등을 포함하여 상판의 상면을 이동하는 차량 등에 의한 하중을 직접 지지하는 상부구조물과, 상부구조물을 받치기 위한 교각(또는 교대) 등의 하부구조물로 구성된다.

또한 상부구조물과 하부구조물 사이에는 교량용 받침이 설치되는데, 교량용 받침은 상부구조물에 작용하는 하중을 수용하고 온도의 변화나 바람, 지진 등의 충격에 의한 상대변위 및 수평으로 작용하는 전단변위를 수용하여 교량의 내구수명을 연장하기 위해 설치되는 것이다.

도 7의 (a)(b)(c)는 상부구조물과 하부구조물 사이에 탄성받침이 설치된 상태를 보인 것이다. 탄성받침(30)은 상부구조물(10)의 하면에 고정되는 상부판체(31)과 하부구조물(20)의 상면에 고정되는 하부판체(32) 및, 상부판체(31)와 하부판체(32) 사이에 삽입되는 탄성고무 재질의 탄성패드(33)로 구성된다.

이러한 탄성받침(30)은 최초 설치시에는 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 탄성패드(33)의 좌우측면이 수직면을 이루는 상태로 설치되는데, 온도 등에 따라 상부구조물(10)의 신축에 따라 변형된다. 예컨대, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 상부구조물(10)이 수축하게 되면, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 우측으로 이동하게 되고, 그 결과 탄성패드(33)은 그 상단이 교량의 우측으로 변형되며, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 상부구조물(10)이 신장하게 되면, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 좌측으로 이동하게 되고, 그 결과 탄성패드(33)는 그 상단이 교량의 좌측으로 변형된다.

도 7의 (b)(c)에서 "L"은 상부구조물(10)의 수축 또는 신장에 따른 탄성패드(33)의 변형거리이고, "α"는 탄성패드(33)의 기울기이다.

이 경우 탄성패드(33)가 탄성한계의 범위 내에서 변형되는 경우에는 추후 상부구조물(10)이 신장될 때 상부판체(31)가 신장방향(도면에서 좌측방향)으로 이동하게 되고 이에 따라 탄성패드(33)의 상단부가 신장방향으로 이동하면서 탄성복원될 수 있으므로 특별히 문제될 것이 없으나, 탄성패드(33)가 탄성한계를 벗어나는 정도까지 변형되는 경우에는 영구변형이 일어나게 되어 문제가 발생하게 된다. 즉, 탄성패드(33)가 탄성한계를 벗어나서 변형되면, 추후 상부구조물(10)이 신장될 때 상부판체(31)가 신장방향으로 이동하게 되고 이에 따라 탄성패드(33)의 상단부가 신장방향으로 이동하더라도 이미 탄성패드(33)가 영구변형을 일으킨 상태이므로 원상복원이 이루어지지 않게 되어 문제를 발생시키게 되는 것이다.

이와 같이 탄성패드(33)가 영구변형을 일으킨 경우 탄성력을 잃거나 찢어지는 등 파손되어 상부구조물(10)을 탄성적으로 지지하는 탄성받침으로서의 기능을 수행하지 못하게 되고, 결과적으로 교량에 구조적인 문제를 일으키게 된다.

따라서 탄성받침(30)의 변형을 주기적으로 측정하여 탄성받침(30)이 탄성한계에 이른 것으로 판단되면 탄성받침을 교체하거나 보수작업이 수행되어야 한다. 이를 위해 측정되어야 할 변형은 탄성패드(33)의 상단이 변형된 거리(L)와 탄성패드(33)의 기울기(α)이다.

이러한 탄성받침의 변형을 측정하기 위하여 종래에는 작업자가 교량 하부에서 측정용 줄자를 이용하여 측정하고 있었는데, 종래의 측정용 줄자로서는 변형량을 정확하게 측정할 수 없을 뿐만 아니라 작업이 불편하고, 시간이 많이 소요되는 문제점이 있으며, 탄성패드(33)의 기울어진 정도의 측정이 더욱 어렵게 되는 문제점이 있다.

비록 교량의 탄성받침에 센서를 설치하여 변형량을 측정하는 시스템이 적용되고는 있지만 이는 다수의 교각마다 설치하여야 한다는 점을 감안할 때 설치비용과 관리비용이 과다하게 소요되고, 센서를 포함한 변형량 측정 시스템을 정상적으로 작동할 수 있도록 관리하는 데에도 어려움이 있다.

따라서 탄성받침의 변형량을 간단하면서도 정확하게 측정할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

종래 이러한 요구에 따른 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1086868호(2011.11.18. 등록) "교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치"(이하, '선행기술'이라 함)이 알려져 있다.

상기 선행기술은 교량에 설치되어 교량의 신축에 따라 변형되는 탄성받침의 변형량을 측정하기 위한 장치에 있어서, 길이방향으로 길게 형성되며 일단이 탄성받침의 둘레 일면의 상단에 접촉되는 제1수평부재와, 길이방향으로 길게 형성되며 일단이 탄성받침의 둘레 일면의 하단에 접촉되는 제2수평부재와, 제1 및 제2수평부재가 소정 간격을 유지하도록 연결하되 상단 및 하단이 각각 제1 및 제2수평부재에 회전가능하게 결합되어 제1 및 제2수평부재의 상대적인 수평이동을 가능하게 하는 적어도 하나 이상의 링크부재를 포함하여 교량의 하부에 설치된 탄성받침이 교량의 신축에 따라 변형된 경우에 그 변형량을 간단하고 정확하게 측정할 수 있도록 한 것이라고 개시하고 있다.

그러나 상기 선행기술은 제1링크의 하단이 제2수평부재에 대하여 좌우로 이동 가능하게 설치되고, 제2링크의 상단이 제1수평부재에 대하여 좌우로 이동 가능하게 설치되어 있기 때문에 제1링크부재의 수직선이 평행하지 않으므로 제1링크부재의 중신선이 가리키는 각도기의 눈금이 교량용 받침의 실제 기울기와 일치하지 않아 교량용 받침의 정확한 기울기를 측정할 수 없는 문제점이 있다(선행기술의 도면 도 4 참조).

또한 제1링크의 하단이 제2수평부재에 대하여 좌우로 이동하지 않도록 설치하고, 제2링크의 상단이 제1수평부재에 대하여 좌우로 이동하지 않도록 설치하여 평행사변형 링크를 구성한다고 하더라도 제1수평부재와 제2수평부재의 상태변위에 따른 제1링크부재와 제2링크부재의 기울기가 실제 탄성패드의 기울기와 일치하지 않게 되어 탄성패드의 정확한 기울기를 측정할 수 없게 되는 문제점이 있다.

즉, 도 8의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 제1링크부재(43)와 제2링크부재(44)의 상하단을 제1수평부재(41)와 제2수평부재(42)에 대하여 힌지로 연결하여 평행사변형 링크를 구성한 경우에 대하여 살펴보기로 한다.

도 8의 (a)는 탄성받침(30)의 탄성패드(33)가 변형되지 않은 상태를 보인 것이고, 도 8의 (b)는 탄성받침(30)의 탄성패드(33)가 변형된 상태를 보인 것이다.

여기서, 도 8의 (a)(b)에 도시한 평행사변형 링크 구조에서, 제1수평부재(41)의 좌측단의 상단접촉점(A)과 제2수평부재(42)의 좌측단의 하단접촉점(B) 사이의 거리와, 제1수평부재(41)와 제1 및 제2링크부재(43, 44) 상단의 회동중심점(C, E) 및 제2수평부재(42)와 제1 및 제2링크부재(43, 44) 하단의 회동중심점(D, F) 사이의 거리가 다르기 때문에 탄성패드(33)가 기울기(α; 예컨대, 75도)만큼 변형되었을 때 제1링크부재(43)의 기울기(β; 예컨대, 72도)가 실제 탄성패드(33)의 기울기(α; 예컨대, 75도)와 다르게 되며, 제1링크부재(43)의 중심선(46)과 일치하는 각도기(50)의 눈금(51)의 각도(γ; 예컨대, 72도)가 실제 탄성패드(33)의 기울기(α; 예컨대, 75도)와 다르게 된다.

따라서 선행기술과 같은 구성의 장치 또는 도 8의 (a)(b)에 도시한 바와 같은, 제1 및 제2수평부재(41, 42)와 제1 및 제2링크부재(43, 44)가 평행사변형 링크를 이루는 장치로서는 상부구조물(10)의 변형에 따른 탄성패드(33)의 기울기(α)를 정확하게 측정할 수 없게 된다.

또한 도 8의 (a)(b)에 도시한 장치에서는 탄성패드(33)의 변형 거리(L)를 측정하기 위하여, 제2수평부재(42)에 새겨지는 눈금(47)과, 제1수평부재(41)에 고정되어 제2수평부재(42)의 눈금(27)을 향하여 연장되는 측정부재(48)를 구비하고 있으나, 눈금이 mm단위로 표시되어 있기 때문에 변형 거리를 mm단위로밖에 측정할 수 없어 측정의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

또한 상기 선행기술은 각도측정부와 변형거리측정부가 좌측단부와 우측단부에 분산배치되어 있기 때문에 측정결과를 확인함에 있어서 한 눈에 확인할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 탄성패드의 기울기를 정확하게 측정할 수 있고, 탄성패드의 변형거리를 1mm단위 이하로 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 함과 아울러 탄성패드의 변형 거리와 기울기를 한 눈에 쉽게 확인할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1086868호(2011.11.18. 등록) "교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치"

따라서 본 발명의 목적은 탄성패드의 기울기를 정확하게 측정할 수 있고, 탄성패드의 변형거리를 1mm단위 이하로 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 함과 아울러 탄성패드의 변형 거리와 기울기를 한 눈에 쉽게 확인할 수 있도록 한 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 상부링크와; 상기 상부링크의 하부에 평행하게 배치되는 하부링크와; 상단이 상기 상부링크의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 힌지연결되고, 하단이 상기 하부링크의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 힌지연결되는 좌측링크와; 상기 좌측링크의 우측에 이격 배치되며 좌측링크와 평행하게 배치되며 상단이 상기 상부링크의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 힌지연결되고, 하단이 상기 하부링크의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 힌지연결되는 우측링크와; 상기 상부링크의 좌측상단에서 우측으로 하향경사지게 형성된 절취부에 의하여 첨예형으로 형성되는 상단접촉부와; 상기 하부링크의 좌측하단에서 우측으로 상향경사지게 형성된 절취부에 의하여 첨예형으로 형성되는 하단접촉부와; 상기 하부링크와 우측링크의 하단을 연결하는 힌지연결점에 영점이 위치하며 상기 하부링크에 고정 설치되고 각도눈금이 새겨진 각도기판과; 상기 우측링크에 상하로 길게 형성되는 장공과, 상기 장공에 삽입되며 상기 상부링크와 하부링크에 대한 우측링크의 상, 하단 힌지연결점을 잇는 선상에 배치되는 각도가늠선이 구비되며 투명재질로 구성되는 각도확인창과; 상기 하부링크의 우측단부에 구비되며 전면에 본척눈금이 새겨진 본척과; 상기 상부링크의 우측단부에 연결대에 의하여 연결되어 상기 본척의 상부에 위치하며 부척눈금이 새겨진 부척을 포함하여 구성되며, 상기 본척의 본척눈금은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 구비되고, 1mm 간격으로 새겨지는 본척소눈금과, 5mm 간격으로 새겨지는 본척중눈금 및, 10mm 간격으로 새겨지는 본척대눈금으로 구성되며, 상기 부척의 부척눈금은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 구비되며, 19/20mm 간격의 부척소눈금과, 19/10mm 간격의 부척대눈금으로 구성됨을 특징으로 하는 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치를 제공한다.

상기 각도확인창에는 각도가늠선과 각도눈금을 확대하여 볼 수 있도록 하는 볼록렌즈부를 더 포함하는 것이 바람직하다

본 발명의 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치에 의하면, 상부링크에 대한 좌측링크와 우측링크 상단의 회동중심점이 상부링크의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 위치하고, 하부링크에 대한 좌측링크와 우측링크 하단의 회동중심점이 하부링크의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 위치하므로 하부링크에 고정설치되며 하부링크에 대한 우측링크 하단의 회동중심점에 영점이 위치하며 각도눈금을 구비한 각도기판과, 우측링크의 상하단 회동중심점을 잇는 선상에 각도가늠선이 구비된 각도확인창에 의하여 기울기를 측정하는 것으로 탄성패드의 기울기를 정확하게 측정할 수 있으며, 하부링크에 1mm간격으로 새겨진 본척눈금을 가지는 본척을 구비하고 상부링크에 연결대를 통해 결합되며 19/20mm간격으로 새겨진 부척눈금을 가지는 부척에 의하여 변형거리를 측정하는 것이므로 탄성패드의 변형거리를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 되고, 기울기 측정을 위한 각도기판과 각도확인창과, 변형거리 측정을 위한 본척과 부척이 근접하여 설치되어 있으므로 기울기와 변형거리를 한 눈에 확인 및 측정이 가능하게 된다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 의한 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치의 사시도,
도 2는 본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치의 분해 사시도,
도 3은 교량의 상부구조물이 변형이 발생하지 않은 상태에서의 측정 상태를 보인 도면,
도 4는 교량의 상부구조물이 수축한 상태에서의 측정 상태를 보인 도면,
도 5 및 도 6은 변형거리 측정방법을 예시한 도면,
도 7은 교량의 상부구조물과 하부구조물 및 탄성받침을 보인 도면,
도 8은 종래 기술에 의한 장치의 기울기 및 변형거리 측정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 의한 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치의 바람직한 실시예를 보인 것이다.

본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치는, 상부링크(100)와; 상기 상부링크(100)의 하부에 평행하게 배치되는 하부링크(200)와; 상단이 상기 상부링크(100)의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 힌지연결되고, 하단이 상기 하부링크(200)의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 힌지연결되는 좌측링크(300)와; 상기 좌측링크(300)의 우측에 이격 배치되며 좌측링크(300)와 평행하게 배치되며 상단이 상기 상부링크(100)의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 힌지연결되고, 하단이 상기 하부링크(200)의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 힌지연결되는 우측링크(400)와; 상기 상부링크(100)의 좌측상단에서 우측으로 하향경사지게 형성된 절취부(510)에 의하여 첨예형으로 형성되는 상단접촉부(500)와; 상기 하부링크(200)의 좌측하단에서 우측으로 상향경사지게 형성된 절취부(610)에 의하여 첨예형으로 형성되는 하단접촉부(600)와; 상기 하부링크(200)와 우측링크(400)의 하단을 연결하는 힌지연결점에 영점이 위치하며 상기 하부링크(200)에 고정 설치되고 각도눈금(710)이 새겨진 각도기판(700)과; 상기 우측링크(400)에 상하로 길게 형성되는 장공(820)과, 상기 장공(820)에 삽입되며 상기 상부링크(100)와 하부링크(200)에 대한 우측링크(400)의 상, 하단 힌지연결점을 잇는 선상에 배치되는 각도가늠선(810)이 구비되며 투명재질로 구성되는 각도확인창(800)과; 상기 하부링크(200)의 우측단부에 구비되며 전면에 본척눈금(910)이 새겨진 본척(900)와; 상기 상부링크(100)의 우측단부에 연결대(1020)에 의하여 연결되어 상기 본척(900)의 상부에 위치하며 부척눈금(1010)이 새겨진 부척(1000)을 포함하여 구성된다.

상기 상부링크(100)와 하부링크(200)와 좌측링크(300) 및 우측링크(400)는 평행사변형 링크를 구성하여 상부링크(100)와 하부링크(200)는 항상 평행을 이루고, 좌측링크(300)와 우측링크(400)는 항상 평행을 이루게 된다.

상기 상부링크(100)와 하부링크(200)와 좌측링크(300) 및 우측링크(400)는 모두 하나씩의 부재로 구성하여 힌지연결할 수도 있으나, 상기 상부링크(100)와 하부링크(200)는 전후 한 쌍의 링크부재로 구성하고, 상기 좌측링크(300)와 우측링크(400)는 단일 링크부재로 구성하여, 좌측링크(300)와 우측링크(400)의 상단과 하단을 상기 상부링크(100)와 하부링크(200)를 구성하는 전후 한 쌍의 링크부재의 사이에 삽입된 상태에서 힌지연결함으로써 전체적으로 안정된 평행사변형 링크를 이루도록 하는 것이 바람직하다.

상기 상부링크(100)에 대한 좌측링크(300) 및 우측링크(400)의 상단을 연결하는 회동중심점이 상부링크(100)의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 위치하고, 하부링크(200)에 대한 좌측링크(300) 및 우측링크(400)의 하단을 연결하는 회동중심점이 하부링크(200)의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 위치하도록 구성하기 위하여, 상기 상부링크(100)의 상단면에는 상부로 돌출되는 힌지편(110, 120)을 형성하고, 상기 하부링크(200)의 하단면에는 하부로 돌출되는 힌지편(210, 220)을 형성하며, 힌지편(110, 120)과 상부링크(100)에 걸쳐서 힌지공(111, 121)을 형성하고, 상기 힌지편(210, 220)과 하부링크(200)에 걸쳐서 힌지공(211, 212)을 형성하며, 상기 좌측링크(300)의 상단과 하단에 각각 힌지공(311, 312)을 형성하고, 상기 우측링크(400)의 상단과 하단에 각각 힌지공(411, 412)을 형성하여 상기 힌지공(111, 121, 211, 212, 311, 312, 411, 412)에 힌지핀(H1, H2, H3, H4)을 끼운다.

상기 상단접촉부(500)의 절취부(510)와 상부링크(100)의 상단연부를 지나는 상단수평선 간의 각도와 상기 하단접촉부(600)의 절취부(610)와 하부링크(200)의 하단연부를 지나는 하단수평선 간의 각도는 30도로 하는 것이 바람직하다.

상기 각도기판(700)에 새겨지는 각도눈금(710)은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 배치되며, 1도 간격의 각도소눈금(711)과, 10도 간격의 각도중눈금(712) 및 30도 간격의 각도대눈금(713)로 구성할 수 있다.

여기서 각도눈금(710)을 각도소눈금(711), 각도중눈금(712) 및 각도대눈금(713)으로 구성한 것은 각도측정시 각도가늠선(810)에 일치되는 각도눈금(710)을 쉽게 확인할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 각도눈금(710)은 수직선상의 영점을 기준으로 하여 좌측과 우측에 대칭형으로 구비하여 상부구조물(10)이 수축하였을 때와 신장하였을 때의 기울기(α)의 측정이 가능하도록 구성된다.

상기 각도기판(700)은 180도 범위에서 각도소눈금(711), 각도중눈금(712) 및 각도대눈금(713)이 모두 보이도록 설치할 수 있으나, 실질적으로 탄성패드(33)의 기울기(α)가 90도 이상이 되는 일은 없으므로 일부분만 표시되도록 구성하여도 무방하다.

상기 각도확인창(800)은 투명유리 또는 투명합성수지로 구성할 수 있으며, 각도가늠선(810)은 각도확인창(800)의 표면 또는 후면에 새길 수 있으며, 기울기(α)를 보다 정확하게 확인할 수 있도록 하기 위해서는 각도기판(700)에 접하는 후면에 세기는 것이 바람직하다.

상기 각도가늠선(810)은 상기 상부링크(100)와 하부링크(200)에 대한 우측링크(400)의 상하단 회동중심을 잇는 선상에 배치된다.

상기 각도확인창(800)에는 상기 각도소눈금(711), 각도중눈금(712) 및 각도대눈금(713)을 보다 선명하고 식별력 있게 확인할 수 있도록 하기 위하여 볼록렌즈부(830)를 더 포함할 수 있다.

상기 볼록렌즈부(830)는 각도확인창(800)과 일체로 형성하거나 각도확인창(800)에 별도의 렌즈를 부착하는 것에 의하여 구성할 수 있다.

상기 본척(900)의 본척눈금(910)은 1mm 간격으로 새겨지는 본척소눈금(911)과, 5mm 간격으로 새겨지는 본척중눈금(912) 및, 10mm 간격으로 새겨지는 본척대눈금(913)으로 구성할 수 있다.

상기 본척(900)는 하부링크(200)의 표면에 상기 본척눈금(910)을 직접 새기는 것에 의하여 구성할 수 있으며, 별도로 제작하여 하부링크(200)의 표면에 부착할 수도 있다.

상기 부척(1000)의 부척눈금(1010)은 19/20mm 간격의 부척소눈금(1011)과, 19/10mm 간격의 부척대눈금(1012)으로 구성할 수 있다.

여기서 본척눈금(910)을 본척소눈금(911), 본척중눈금(912) 및 본척대눈금(913)로 구성하고, 부척눈금(1010)을 부척소눈금(1011), 부척대눈금(1012)으로 구성한 것은 본척눈금(910)과 부척눈금(1010)의 일치점을 쉽게 확인할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 본척눈금(910)와 부척눈금(1010)에 의하여 5/100mm까지 측정할 수 있다. 그 측정원리에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 부척(1000)는 본척(900)에 겹쳐졌을 때 본척눈금(910)와 부척눈금(1010)을 모두 확인할 수 있도록 하기 위하여 투명재질로 구성하는 것이 바람직하다.

또한 본척눈금(910)과 부척눈금(1010)는 중간부의 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 구비하여 상부구조물(10)이 수축하였을 때와 신장하였을 때의 변형거리(L)의 측정이 가능하도록 구성된다.

이하, 교량의 상부구조물(10)의 신장 여부와 탄성패드(33)의 변형여부를 측정하는 과정에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치의 상단접촉부(500)와 하단접촉부(600)를 탄성받침(30)의 상부판체(31)와 하부판체(32) 사이로 삽입하여 상단접촉부(500)와 하단접촉부(600)가 탄성패드(33)의 측면(도시예에서는 우측면)에 접촉되도록 한다.

이때, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 교량의 상부구조물(10)이 수축되거나 신장되지 않은 경우에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상단접촉부(500)와 하단접촉부(600)가 수직선상에 위치하게 되며, 상부링크(100)와 하부링크(200)는 수평을 유지하고, 좌측링크(300)와 우측링크(400)는 수직을 유지하게 된다.

따라서 우측링크(400)의 절취부(410)에 삽입된 각도확인창(800)에 구비된 각도가늠선(810)이 수직을 유지하면서 하부링크(200)에 고정 설치된 각도기판(700)에 새져진 각도눈금(710)의 영점에 일치하게 되어 작업자는 상부구조물(10)의 수축하거나 신장하지 않고 탄성패드(33)가 변형되지 않았음을 확인할 수 있게 된다.

아울러 상부링크(100)와 하부링크(200)는 좌우측 방향으로 상대 이동이 없는 상태이므로 도 5에 도시한 바와 같이, 하부링크(200)에 구비된 본척(900)의 본척눈금(910)의 영점과 상부링크(100)에 연결대(1020)를 통해 결합된 부척(1000)의 부척눈금(1010)의 영점이 일치하게 된다. 따라서 작업자는 상부구조물(10)이 수축하거나 신장하지 않고 탄성패드(33)의 변형거리(L)가 0임을 확인할 수 있게 된다.

이때, 탄성패드(33)의 측면의 상단과 하단 사이의 거리(H1)와, 탄성패드(33)의 측면에 대한 상단접촉부(500)와 하단접촉부(600)의 접촉점(A, B) 사이의 거리(D1)는 동일하다.

도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 교량의 상부구조물(10)이 수축한 경우에는, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 우측으로 이동하고, 탄성패드(33)의 상단이 우측으로 변형되어 변형거리(L)과 기울기(α)가 발생하게 되는데, 도 4에 도시한 바와 같이, 상부링크(100)와 하부링크(200)의 좌측단부에 구비된 상단접촉부(500)와 하단접촉부(600)를 탄성패드(33)의 측면(도면에서는 우측면)에 접근시키면, 좌측링크(300)와 우측링크(400)는 각각 상단과 하단이 상부링크(100)의 상단연부를 지나는 상단수평선 및 하부링크(200)의 하단연부를 지나는 하단수평선 상에서 힌지핀(H1, H3) 및 힌지핀(H2, H4)에 의하여 상부링크(100)와 하부링크(200)에 회동 가능하게 연결되어 상부링크(100), 하부링크(200), 좌측링크(300) 및 우측링크(400)가 평행사변형 링크를 구성하고 있으므로 상단링크(100)의 좌측단부에 구비된 상단접촉부(500)가 먼저 탄성패드(33)의 우측면 상단에 접촉하게 되고, 하단접촉부(600)는 변형거리(L)만큼 더 좌측으로 이동한 다음 탄성패드(33)의 우측면 하단에 접촉하게 된다.

이에 따라 하부링크(200)에 구비된 본척(900)의 본척눈금(910)과 상부링크(100)에 결합된 부척(1000)의 부척눈금(1010)에 의하여 변형거리(L)를 측정할 수 있으며, 좌측링크(300)와 우측링크(400)가 기울게 되고, 우측링크(400)에 구비된 각도확인창(800)의 각도가늠선(810)과 각도기판(700)의 각도눈금(710)을 이용하여 기울기를 측정할 수 있다.

이때, 탄성패드(33)이 변형되지 않은 상태(도 3 참조)에서의 탄성패드(33)의 측면의 상단과 하단 사이의 거리(H1)과, 탄성패드(33)가 변형된 상태(도 4 참조)에서의 탄성패드(33)의 측면의 상단과 하단 사이의 거리(H2)는 H2 = H1로 되고, 상부링크(100)와 하부링크(200)와 좌측링크(300) 및 우측링크(400)는 평행사변형 링크를 이룸과 아울러

상부링크(100)와 하부링크(200)에 대한 좌측링크(300)와 우측링크(400)의 상하단의 회동중심점(C, D, E, F)가 각각 상부링크(100)의 상단연부를 지나는 상단수평선과 하부링크(400)의 하단연부를 지나는 하단수평선 상에 위치하기 때문에 탄성패드(33)의 측면에 대한 상단접촉부(500)의 상단접촉점(A)과 하단접촉부(600)의 하단접촉점(B) 사이의 거리(D2)는 D2 = H2(=H1)으로 되고, 탄성패드(33)의 기울기(α; 예컨대, 75도)와, 좌측링크(300)와 우측링크(400)의 기울기(β; 예컨대, 75도) 및, 각도가늠선(810)에 일치하는 각도눈금(710)의 각도(γ; 예컨대, 75도)가 모두 일치하게 된다.

따라서 각도기판(700)의 각도눈금(710)과 각도확인창(800)의 각도가늠선(810)에 의하여 탄성패드(33)의 기울기(α)를 정확하게 측정할 수 있게 된다.

또한 각도눈금(710), 즉 각도소눈금(711), 각도중눈금(712) 및 각도대눈금(713)으로 구성되어 있으므로 각도확인이 용이하게 된다.

또한, 상기 각도확인창(800)에는 볼록렌즈부(830)를 구비함으로써 각도눈금(710)과 각도가늠선(810)을 보다 명확하고 선명하게 확인할 수 있어 각도측정이 정확하게 이루어지게 된다.

아울러 도 4에 도시한 바와 같이, 상부링크(100)가 하부링크(200)에 대하여 상대적으로 우측으로 이동한 상태로 되므로 상부링크(100)에 연결대(1020)를 통하여 결합된 부척(1000)가 하부링크(200)에 구비된 본척(900)에 대하여 우측으로 이동한 상태로 된다.

작업자는 본척(900)의 본척눈금(910)과 부척(1000)의 부척눈금(1010)이 일치하는 눈금을 확인하는 것에 의하여 탄성패드(33)의 변형거리(L)를 측정할 수 있다.

예컨대, 도 6에 도시한 바와 같이, 부척눈금(1010)의 영점이 본척눈금(910)의 39mm을 지난 위치에 있고, 부척눈금(1010)의 6.5 눈금이 본척눈금(910)에 일치한 경우, 본척눈금(910)이 1mm 간격으로 새겨지고, 부척눈금(1010)이 19/20mm 간격으로 새겨져 있으므로 이때의 변형거리(L)는 39.65mm가 된다.

여기서, 도면에서는 기울기(α)가 75도이고, 변형거리(L)가 39.65mm인 것으로 도시하였으나, 본척누금(910)과 부척눈금(1010)은 도면의 한정된 면적에 도시하기 위하여 조정된 것으로 실제 눈금과는 차이가 있으며, 기울기(α)가 75도일 때 변형거리(L)가 39, 65mm가 되는 것은 아니다.

이와 같이, 교량의 상부구조물(10)의 수축에 따른 탄성패드(33)의 변형거리(L)를 5/100mm까지 정밀한 측정이 가능하게 된다.

한편, 교량의 상부구조물(10)이 신장하였을 때, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 좌측으로 이동하고, 탄성패드(33)의 상단이 좌측으로 변형되어 변형거리(L)와 기울기(α)가 발생하게 되었을 경우에는 상술한 수축시와 대칭적 작동에 의하여 변형거리(L)와 기울기(α)의 측정이 가능하게 되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치에 의하면, 상부링크에 대한 좌측링크와 우측링크 상단의 회동중심점이 상부링크의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 위치하고, 하부링크에 대한 좌측링크와 우측링크 하단의 회동중심점이 하부링크의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 위치하므로 하부링크에 고정설치되며 하부링크에 대한 우측링크 하단의 회동중심점에 영점이 위치하며 각도눈금을 구비한 각도기판과, 우측링크의 상하단 회동중심점을 잇는 선상에 각도가늠선이 구비된 각도확인창에 의하여 기울기를 측정하는 것으로 탄성패드의 기울기를 정확하게 측정할 수 있으며, 하부링크에 1mm간격으로 새겨진 본척눈금을 가지는 본척을 구비하고 상부링크에 연결대를 통해 결합되며 19/20mm간격으로 새겨진 부척눈금을 가지는 부척에 의하여 변형거리를 측정하는 것이므로 탄성패드의 변형거리를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 되고, 기울기 측정을 위한 각도기판과 각도확인창과, 변형거리 측정을 위한 본척과 부척이 근접하여 설치되어 있으므로 기울기와 변형거리를 한 눈에 확인 및 측정이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.

30: 탄성받침 31: 상부판체
32: 하부판체 33: 탄성패드
100: 상부링크 200: 하부링크
300: 좌측링크 400: 우측링크
500, 600: 접촉부 510, 610: 절취부
700: 각도기판 710: 각도눈금
800: 각도확인창 810: 각도가늠선
820: 장공 830: 볼록렌즈부
900: 본척 910: 본척눈금
1000: 부척 1010: 부척눈금

Claims (2)

1. 서로 평행하게 배치되는 상부링크(100)와 하부링크(200), 서로 좌우로 이격 배치되며 상기 상부링크(100)와 하부링크(200)에 상하단이 각각 힌지연결되는 좌측링크(300)와 우측링크(400)와,
   상기 상부링크(100)의 좌측상단에서 우측으로 하향경사지게 형성된 절취부(510)에 의하여 첨예형으로 형성되는 상단접촉부(500)와,
   상기 하부링크(200)의 좌측하단에서 우측으로 상향경사지게 형성된 절취부(610)에 의하여 형성되는 하단접촉부(600)와,
   상기 하부링크(200)와 우측링크(400)의 하단을 연결하는 힌지연결점에 영점이 위치하며 각도눈금(710)이 새겨진 각도기판(700)과,
   상기 하부링크(200)의 우측단부에 구비되며 전면에 본척눈금(910)이 새겨진 본척(900)을 포함하는 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치에 있어서,
   상기 상부링크(100)의 상단면에는 상부로 돌출되는 힌지편(110, 120)을 형성하고, 상기 하부링크(200)의 하단면에는 하부로 돌출되는 힌지편(210, 220)을 형성하며, 힌지편(110, 120)과 상부링크(100)에 걸쳐서 힌지공(111, 121)을 형성하고, 상기 힌지편(210, 220)과 하부링크(200)에 걸쳐서 힌지공(211, 212)을 형성하며, 상기 좌측링크(300)의 상단과 하단에 각각 힌지공(311, 312)을 형성하고, 상기 우측링크(400)의 상단과 하단에 각각 힌지공(411, 412)을 형성하여 상기 힌지공(111, 121, 211, 212, 311, 312, 411, 412)에 힌지핀(H1, H2, H3, H4)을 끼움으로써
   상기 상부링크(100)와 좌측링크(300)의 상단의 힌지연결점과 상기 상부링크(100)와 우측링크(400)의 상단의 힌지연결점이 각각 상기 상부링크(100)의 상단연부를 지나는 상단수평선상에 위치하고,
   상기 하부링크(200)와 좌측링크(300)의 하단의 힌지연결점과 상기 하부링크(200)와 우측링크(400)의 하단의 힌지연결점이 각각 상기 하부링크(200)의 하단연부를 지나는 하단수평선상에 위치하며,
   상기 우측링크(400)에 상하로 길게 형성되는 장공(820)과, 상기 장공(820)에 삽입되며 상기 상부링크(100)와 하부링크(200)에 대한 우측링크(400)의 상, 하단 힌지연결점을 잇는 선상에 배치되는 각도가늠선(810) 및, 상기 각도가늠선(810)과 각도눈금(710)을 확대하여 볼 수 있도록 하는 볼록렌즈부(830)이 구비되며 투명재질로 형성되는 각도확인창(800)을 더 포함하고,
   상기 상부링크(100)의 우측단부에 연결대(1020)에 의하여 연결되어 상기 본척(900)의 상부에 위치하며 부척눈금(1010)이 새겨진 부척(1000)을 포함하여 구성되며,
   상기 본척(900)의 본척눈금(910)은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 구비되고, 1mm 간격으로 새겨지는 본척소눈금(911)과, 5mm 간격으로 새겨지는 본척중눈금(912) 및, 10mm 간격으로 새겨지는 본척대눈금(913)으로 구성되며,
   상기 부척(1000)의 부척눈금(1010)은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 구비되며, 19/20mm 간격의 부척소눈금(1011)과, 19/10mm 간격의 부척대눈금(1012)으로 구성되어 5/100mm까지 측정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치.
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