KR101924222B1 - 교량 받침의 변위량을 측정하는 장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 교량에 설치된 상부 플레이트와 하부 플레이트를 포함하는 교량 받침의 변위량를 측정하는 변위량 측정 시스템은 교량의 교축방향의 변위량을 측정하는 제 1 변위량 측정부 및 상기 교량의 교축직각방향의 변위량을 측정하는 제 2 변위량 측정부를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부는 전부 또는 일부가 와이어 타입 변위센서 및 펜 타입 변위센서로 구성되는 변위량 측정 장치, 상기 변위량 측정 장치에 의한 계측 데이터를 수집하고, 상기 수집된 계측 데이터에 기초하여 교량 받침 거동 데이터를 생성하는 현장 서버 및 상기 교량 받침 거동 데이터에 기초하여 상기 교량의 이상 여부를 모니터링하는 관리자 서버를 포함한다.

Description

교량 받침의 변위량을 측정하는 장치 및 시스템{APPARATUS AND SYSTEM FOR MEASURING DISPLACEMENTS OF BRIDGE SUPPORTS}
본 발명은 교량 받침의 변위량을 측정하는 장치 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 교량은 거더와 슬래브 등의 상부구조와, 이러한 상부구조에서 작용하는 하중을 지반에 안전하게 전달하는 역할을 하는 교각, 교대 등의 하부구조로 크게 구성된다.
이때, 교량에는 상부구조 및 하부구조 사이에서 상부구조에 작용하는 수직하중을 수용하고, 계절의 온도변화나 바람, 지진 등의 충격 등에 의한 상대변위나, 수평으로 작용하는 전단변위를 수용하여 교량의 내구 수명을 연장하기 위한 교량 받침이 설치되어 있다.
한편, 교량 받침에는 항시 큰 하중이 작용하며, 신축 이음으로부터의 누수나 오염물질 등이 퇴적하기 쉬운 가혹한 환경에 설치되기 때문에 교량 받침과 그 주변부의 손상 사례가 잦은 실정이다.
이러한 교량 받침의 손상은 해당 부재뿐만 아니라, 주변 부재와 교량 전체의 안전성까지 저해할 수 있기 때문에 주기적인 유지관리 및 점검이 필요하나, 대부분 설치 위치까지의 접근성이 좋지 않아 점검에 제한이 있다.
이에 따라, 현재까지 교량 받침의 점검은 주로 육안 점검에 의존하고 있으며, 변위는 교량 받침에 근접하여 실측하거나, 한국공개특허공보 제10-2012-0122721호와 같이 상시 계측 시스템이 있는 경우 시종점부의 신축이음 변위로부터 간접 추정하는 방법에 의존하고 있다.
따라서, 가혹한 환경조건을 감안한 높은 내구성을 구비하면서 동시에 다년간 정상 작동이 가능한 교량 받침의 변위량 계측 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명의 교량 받침의 교축방향, 교축직각방향, 연직방향 및 회전변위를 실시간으로 계측하고, 계측된 정보에 기초하여 교량 받침의 이상 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있는 교량 받침의 변위량을 측정하는 장치 및 시스템을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 상부 플레이트, 하부 플레이트 및 가동부를 포함하는 교량 받침의 변위량를 측정하는 변위량 측정 장치는 교량의 교축방향의 변위량을 측정하는 제 1 변위량 측정부 및 상기 교량의 교축직각방향의 변위량을 측정하는 제 2 변위량 측정부 중 하나 이상을 포함한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부는 와이어 타입 변위센서 및 펜 타입 변위센서 중 각각 어느 하나로 구성된다.
상기 와이어 타입 변위센서는 상기 교량의 신장 및 수축을 모두 계측 가능하도록 일정량의 와이어가 인출된 상태로 상기 상부 플레이트의 일측단면에 설치될 수 있다.
상기 펜 타입 변위센서는 상기 상부 플레이트의 일측단면에 수직방향으로 설치된 무저항판과 접촉되어 상기 교축방향 및 교축직각방향 중 어느 하나의 방향에 대해서는 무저항 거동할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부는 상하 방향 및 전후좌우 방향으로 초기위치 조절이 가능하도록 설치된 미세조절 볼트를 포함하는 고정용 지그를 통해 고정될 수 있다.
상기 교량의 교축방향과 교축직각방향으로 모두 변위가 발생한 경우, 상기 교축방향의 변위량은 상기 제 1 변위량 측정부에 의해 실제 측정된 변위량과 상기 제 1 변위량 측정부의 상기 상부 플레이트로의 초기 인출된 값 및 상기 제 2 변위량 측정부에 의해 측정된 교축직각방향의 변위량에 기초하여 보정될 수 있다.
상기 교량의 회전 거동을 계측하는 세 개 이상의 펜 타입 변위센서로 구성되는 제 3 변위량 측정부를 더 포함하되, 상기 제 3 변위량 측정부는 상기 상부 플레이트의 일측단면에 상기 상부 플레이트와 수평방향으로 연장되도록 설치된 무저항판과 접촉되도록 어느 하나가 설치되고, 상기 일측단면과 마주보는 타측단면에 동일하게 설치된 무저항판과 접촉되도록 나머지가 일정 간격 이격되어 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 교량에 설치된 상부 플레이트, 하부 플레이트 및 가동부를 포함하는 교량 받침의 변위량를 측정하는 변위량 측정 시스템은 교량의 교축방향의 변위량을 측정하는 제 1 변위량 측정부 및 상기 교량의 교축직각방향의 변위량을 측정하는 제 2 변위량 측정부를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부는 전부 또는 일부가 와이어 타입 변위센서 및 펜 타입 변위센서로 구성되는 변위량 측정 장치와, 상기 변위량 측정 장치에 의한 계측 데이터를 수집하고, 상기 수집된 계측 데이터에 기초하여 교량 받침 거동 데이터를 생성하는 현장 서버 및 상기 교량 받침 거동 데이터에 기초하여 상기 교량의 이상 여부를 모니터링하는 관리자 서버를 포함한다.
상기 현장 서버는 상기 교량의 교축방향과 교축직각방향으로 모두 변위가 발생한 경우, 상기 제 1 변위량 측정부에 의해 실제 측정된 변위량과 상기 제 1 변위량 측정부의 상기 상부 플레이트로의 초기 인출된 값 및 상기 제 2 변위량 측정부에 의해 측정된 교축직각방향의 변위량에 기초하여 상기 교축방향의 변위량을 보정할 수 있다.
상기 변위량 측정 장치는 상기 상부 플레이트의 일측단면에 상기 상부 플레이트와 수평방향으로 연장되도록 설치된 무저항판과 접촉되도록 어느 하나가 설치되고, 상기 일측단면과 마주보는 타측단면에 동일하게 설치된 무저항판과 접촉되도록 나머지가 일정 간격 이격되어 설치되는 세 개 이상의 펜 타입 변위센서로 구성되는 제 3 변위량 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 현장 서버는 상기 제 3 변위량 측정부를 통해 각각 획득된 세 지점의 3차원 좌표에 기초하여 상기 상부 플레이트의 평면방정식을 산출하고, 상기 평면방정식에 기초하여 상기 교축방향과의 각도 및 상기 교축직각방향과의 각도를 통해 상기 교량 받침의 회전각을 산출할 수 있다.
상기 현장 서버는 상기 제 3 변위량 측정부를 통해 각각 획득된 세 지점의 3차원 좌표에 기초하여 상기 상부 플레이트의 평면방정식을 산출하고, 상기 교축방향의 변위량 및 상기 교축직각방향의 변위량과 상기 평면방정식에 기초하여 상기 상부 플레이트의 각 모서리의 3차원 좌표를 산출하며, 상기 산출된 3차원 좌표에 기초하여 상기 교량 받침의 연직변위를 산출할 수 있다.
상기 변위량 측정 장치는 상기 교량의 일단면에 설치되어, 상기 설치된 일단면의 부재 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 관리자 서버는 상기 측정된 부재 온도의 변화량에 기초한 상기 교량 받침의 교축방향 및 교축직각방향의 변위량을 산출하고, 상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부를 통해 측정된 교축방향 및 교축직각방향의 변위량을 비교하여 상기 교량 받침의 이상 여부를 판단할 수 있다.
상기 관리자 서버는 상기 교량에 설치된 복수의 교량 받침의 위치를 디스플레이부를 통해 출력하고, 관리자에 의해 상기 출력된 복수의 교량 받침의 위치 중 특정 교량 받침이 선택됨에 따라 상기 선택된 교량 받침의 교축방향 및 교축직각방향의 변위량, 회전각 및 연직변위 및 각각의 이상 여부를 등급 및 색상 정보로 표시하는 모니터링 정보를 출력할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 간단한 구조를 통해 교량에 설치된 교량 받침의 교축방향, 교축직각방향의 변위량을 측정할 수 있으며, 전방향 변위 발생시의 오차를 보정하여 보다 정확한 교축방향의 변위량을 계측할 수 있다.
또한, 교축방향, 교축직각방향의 변위량뿐만 아니라, 연직방향 및 회전변위를 용이하게 계측할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 전체 교량에 설치된 각각의 교량 받침에 대한 세부 정보와 과거 이력 및 현재 상태 정보 등을 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 특히 온도변화에 따른 변위량을 산출 및 적용함으로써 보다 정확한 교량 받침의 이상거동 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 교량 받침의 배치 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 변위량 측정 장치의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 교축방향 변위량을 보정하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 제 3 변위량 측정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 3 변위량 계측부에서의 계측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 회전각과 교량 거더의 처짐 현상을 나타낸 도면이다.
도 8 a 내지 도 8c는 관리자 서버에 의해 출력되는 인터페이스 화면을 도시한 도면이다.
도 9a 내지 9d는 도 8a에서 특정 교량 받침을 선택한 경우 출력되는 인터페이스 화면을 도시한 도면이다.
도 10은 도 8c에서 특정 교량 받침을 선택한 경우 출력되는 인터페이스 화면을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 교량 받침의 변위량을 측정하고 이상 여부를 모니터링하는 변위량 측정 시스템(1) 및 장치(100)에 관한 것이다.
장대 교량과 같이 지점부에 수백 mm 수준의 큰 변위가 발생하는 구조물은 교량 받침 이상으로 인해 지점부의 거동이 원활하지 못할 경우, 수백톤에 이르는 큰 온도 하중이 발생하여 받침부의 추가 손상되거나 인접 부재가 손상될 수 있으며, 나아가 교량 전체의 안전성을 위협할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 교량 받침(10)에 발생하는 대변위를 자동으로 측정하여 교량을 안정성을 제고하기 위한 계측 시스템에 관한 것으로, 교축방향, 교축직각방향, 연직방향 및 회전변위를 측정하고, 이를 통해 교량의 이상 여부를 모니터링 할 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 시스템(1)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 교량 받침(10)의 배치 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 시스템(1)은 변위량 측정 장치(100), 현장 서버(200) 및 관리자 서버(300)를 포함한다.
이때, 도 1에 도시한 각 구성요소들은 네트워크(network)를 통해 연결될 수 있다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(network)의 일 예에는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크, WiFi 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
변위량 측정 장치(100)는 교량에 설치된 상부 플레이트(11), 하부 플레이트(13) 및 이들 사이에 배치된 가동부(12)를 포함하는 교량 받침(10)의 변위량을 측정하기 위한 것으로 제 1 및 제 2 변위량 측정부(110, 120) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 교량 받침(10)에 포함된 가동부(12)는 바람직하게는 탄성 패드 또는 마찰판으로 구성될 수 있으며, 이를 구성하는 소재 및 형상은 다양한 실시예로 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 교량 받침(10)은 도 2와 같이 수평이동이 구속된 고정단, 한 방향으로 수평이동이 가능한 일방향 가동단(교축방향, 교축직각방향), 모든 방향으로 수평이동이 가능한 전방향 가동단일 수 있다.
도 2의 예시의 경우, 고정단인 ‘받침 1’을 중심으로 늘어나는 교량의 변위에 대응하기 위해 ‘받침 2’는 교축방향으로 가동되는 일방향 받침으로 설치되며, ‘받침 3’은 교축직각방향으로 가동되는 일방향 받침으로 설치되고, ‘받침 4’는 모든 방향으로 가동 가능한 전방향 가동 받침으로 설치될 수 있다.
즉, 교량의 온도변위를 허용하기 위해 ‘받침 1’을 향해 각 받침의 이동방향이 향하도록 배치될 수 있으며, 예를 들어 장대교량과 같이 특수한 경우에는 모든 교량 받침이 전방향 가동단으로 구성되고 별도의 구속장치를 이용하여 특정 방향의 거동을 구속할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 장치(100)는 일방향으로만의 가동시의 변위량을 측정하기 위해 제 1 및 제 2 변위량 측정부(110, 120) 중 어느 하나만을 구비할 수도 있으며, 또는 전방향으로의 가동시의 변위량을 측정 가능하도록 제 1 및 제 2 변위량 측정부(110, 120)를 모두 구비할 수 있음은 물론이다.
한편, 제 1 변위량 측정부(110)는 교량의 교축방향의 변위량을 측정하기 위한 것이고, 제 2 변위량 측정부(120)는 교량의 교축직각방향의 변위량을 측정하기 위한 것이다.
교량은 교축방향으로 긴 형태를 취하고 있기 때문에 교축방향으로는 많은 변위가 발생하고, 교축직각방향으로는 상대적으로 적은 변위가 발생한다. 특히, 장대교량의 경우에는 지간장이 수백 m에 달해 교축방향으로 수백 mm의 대변위가 발생하기도 한다.
이와 같은 대변위 측정을 위해 본 발명의 일 실시예에서는 와이어 변위 센서(draw wire displacement sensor)를 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 상대적으로 적은 변위가 발생하는 교축직각방향의 변위 계측을 위해 펜 타입 변위 센서(pen type LVDT)를 적용할 수 있다. 그러나 중소 교량과 같이 교축방향의 변위량이 상대적으로 적은 경우에서는 교축방향으로도 펜 타입 변위센서의 적용이 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서 제 1 변위량 측정부(110)와 제 2 변위량 측정부(120)는 와이어 타입 변위센서와 펜 타입 변위센서 중 각각 어느 하나로 구성될 수 있으며, 이와 달리 제 1 및 제 2 변위량 측정부(110, 120)가 모두 와이어 타입 변위센서로 구성되거나 모두 펜 타입 변위 센서로 구성될 수도 있다.
다음으로, 현장 서버(200)는 교량이나 교량 주변인 현장에 설치되는 서버로, 변위량 측정 장치(100)에 의한 계측 데이터를 수집하고, 수집된 계측 데이터에 기초하여 교량 받침 거동 데이터를 생성한다.
이때, 변위량 측정 장치(100)에서의 제 1 내지 제 3 변위량 측정부(110, 120, 130)에 의해 측정된 전압신호는 연결된 데이터로거를 통해 물리량 단위의 디지털 신호로 변환되고, 변환된 디지털 신호는 유선 또는 무선 통신을 통해 현장 서버(200)로 전송될 수 있다.
이에 따라, 현장 서버(200)는 교축방향 변위 오차보정 알고리즘과, 회전각, 연직변위 연산 알고리즘을 통해 수평방향 변위와 회전각, 연직변위 등을 연산하게 된다.
그리고 현장 서버(200)는 수평방향의 변위, 회전각, 연직변위, 대기온도, 대표부재온도 등의 교량 받침 거동 데이터를 유무선 통신을 통해 관리자 서버(300)로 전달한다.
관리자 서버(300)는 현장 서버(200)에서 전송한 교량 받침 거동 데이터를 전달받아 데이터베이스에 저장한다. 그리고 과거 데이터를 조회하거나 실시간 데이터를 모니터링하여 교량의 이상 여부를 판단할 수 있다.
즉, 관리자 서버(300)는 미리 설치된 프로그램을 통해 과거 데이터를 조회하거나 실시간 데이터를 표출할 수 있으며, 그밖에 온도변화에 따른 예상 변위량 추정, 교량 받침(10)의 이상거동 여부 판정, 관리자 알림 기능 등을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 시스템(1)에서 현장 서버(200)와 관리자 서버(300)는 각각 독립된 구성인 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각각 독립된 프로그램이 탑재된 하나의 서버로 구현될 수 있음은 물론이다.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 장치(100)가 교량 받침(10)에 설치되는 구조 및 구체적인 계측 방법과 현장 서버(200) 및 관리자 서버(300)에 의해 계측 및 모니터링되는 내용을 설명하도록 한다.
도 3은 변위량 측정 장치(100)의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 교축방향 변위량을 보정하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 와이어 타입 변위센서를 통해 교축방향을 측정하는 제 1 변위량 측정부(110)와, 펜 타입 변위센서를 통해 교축직각방향을 측정하는 제 2 변위량 측정부(120)를 모두 구비하고 있는 전방향 가동단 받침의 실시예이다.
교축방향의 변위량을 측정하기 위한 와이어 타입 변위센서(110)는 교량의 신장과 수축을 모두 계측할 수 있도록 초기에 일정량의 와이어가 인출된 상태로 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)의 일측단면에 교축방향과 평행하도록 설치될 수 있다.
그리고 교축직각방향으로의 변위량을 측정하기 위한 펜 타입 변위센서(120)는 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)의 일측단면에 수직방향으로 설치된 무저항판(20)과 접촉되어, 교축방향에 대해서는 무저항 거동이 가능하도록 설치될 수 있다.
이때, 무저항판(20)은 표면이 매끈하게 가공된 것으로 본 발명의 실시예에서 무저항판(20)은 스테인리스 판으로 구성될 수 있다. 이러한 스테인리스 판은 지점의 신축량을 수용할 수 있는 길이로 제작되며, 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)와는 용접 또는 볼트 등으로 연결될 수 있다. 한편, 본 발명에서의 무저항판(20) 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며, 어느 정도 내구성을 가진 재질로 형성됨이 바람직하다.
이에 따라, 펜 타입 변위센서(120)는 그 단부가 교축방향의 변위에 대해서는 저항없이 거동하고, 오직 교축직각방향의 변위만 측정되도록 구성될 수 있다.
한편, 도면에서 설명한 예시와 달리 모두 교축방향과 교축직각방향을 계측하기 위해, 제 1 및 제 2 변위량측정부(110, 120)는 모두 와이어 타입 변위센서로 구성되거나 모두 펜 타입 변위센서로 구성될 수 있다.
이때, 모두 와이어 타입 변위센서로 구성되는 경우에는 무저항판(20)을 구비할 필요가 없으며, 초기에 일정량의 와이어가 상부 플레이트(11)의 일측단면과 이와 수직방향으로 인접하는 타측단면에 대하여 인출되도록 설치될 수 있다.
또한, 모두 펜 타입 변위센서로 구성되는 경우, 상부 플레이트(11)의 일측단면과 이와 수직방향으로 인접하는 타측단면에 각각 무저항판(20)이 수직방향으로 설치되어 각각 교축방향과 교축직각방향 중 어느 하나에 대해서는 무저항 거동이 가능하도록 설치될 수 있다.
한편, 와이어 타입 변위센서(110)와 펜 타입 변위 센서(120)는 상하 방향 및 전후좌우 방향으로 초기 위치 조절이 가능하도록 설치된 미세조절 볼트(a, a’)를 포함하는 고정용 지그를 통해 고정될 수 있다.
또한, 와이어 타입 및 펜 타입 변위센서(110, 120)는 모두 내구성을 위하여 방수형 변위센서가 적용될 수 있음은 물론이다.
다음으로 도 3및 도 4를 통해 변위량 측정 장치(100)의 구동 내용을 설명하면, 먼저 교량 받침(10)이 일방향인 교축방향으로 110mm 이동한 경우, 제 1 변위량 측정부(110)인 와이어 타입 변위센서로부터 110mm가 검출되어 간단하게 교축방향의 변위량을 계측할 수 있다.
이와 달리, 교축방향과 교축직각방향으로 모두 변위가 발생한 경우, 교축방향의 와이어 타입 변위센서(110)로부터 계측된 값은 교축직각방향의 변위 성분도 포함하게 되어 실제 교축방향 변위량보다 큰 값이 계측되게 된다. 따라서, 정확한 교축방향 변위량의 계측을 위해서는 와이어 타입 변위센서(110)의 계측 결과값을 보정할 필요가 있다.
이를 위해, 현장 서버(200)는 제 1 변위량 측정부(110)에 의해 실제 측정된 변위량, 제 1 변위량 측정부(110)의 상부 플레이트(11)로의 초기 인출된 값, 그리고 제 2 변위량 측정부(120)에 의해 측정된 교축직각방향의 변위량에 기초하여, 교축방향의 변위량을 보정할 수 있다.
구체적으로 도 4는 전방향 가동이 가능한 교량 받침(10)의 온도 상승과 하강 시의 거동을 나타내는 평면도로서, 와이어 타입 변위센서(110)는 A에 설치되고, 와이어의 자유단은 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)의 중심 B에 고정된다. 이에 따라, 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)는 온도 상승 및 하강 시 동시에 교축방향(X)와 교축직각방향(Y)으로 이동하게 된다.
먼저, 온도가 상승하는 경우인 도 4의 (a)를 참조하면, 초기온도가 T1에서 T2로 상승함에 따라 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)는 X, Y 축의 (+) 방향으로 이동하게 된다. 이때, 점 B는 B’으로 이동하게 되어 와이어 타입 변위센서(110)의 계측 결과는 L2를 얻게 된다. 그러나 실질적인 교축방향의 변위량은 L2’이므로 이 경우 오차(e=L2-L2’)가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 현장 서버(200)는 이러한 오차가 발생하는 문제를 해결하기 위해, 제 2 변위량 측정부(120)를 통해 교축직각방향의 변위를 동시에 계측하여 오차를 보정할 수 있다.
즉, 상대적으로 적은 교축직각방향 변위의 계측을 담당하는 펜 타입 변위센서(120)는 단부가 무저항판(20)을 따라 미끄러져 양방향 이동에 기인한 오차가 발생하지 않으므로, 그 계측 결과인 L3는 실질적인 교축직각방향의 변위를 나타낸다. 여기에서 교량 받침(10)의 평면상의 회전은 매우 미소하므로 고려하지 않아도 무방하다.
교축방향과 교축직각방향의 계측 결과인 L2와 L3를 하기 식 1에 대입함에 따라 보정된 교축방향의 변위인 L2’을 획득할 수 있다.
[식 1]
Figure 112018076690438-pat00001
최종적으로, L2’에서 초기값 L1을 빼면 온도상승(ΔT)에 의한 교축방향 변위량 ΔL을 획득할 수 있다.
이때, L2’-L1>0이므로 ΔL>0이고, 따라서 현장 서버(200)는 X축의 (+) 방향으로 변위량이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 장대교량의 큰 변위량을 자동으로 계측함과 동시에 정밀도 높은 계측 결과를 획득할 수 있게 된다.
또한, 온도가 하강하는 경우인 도 4의 (b)를 참조하면, 초기온도가 T1에서 T2로 하강함에 따라 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)는 X, Y 축의 (-) 방향으로 이동하게 된다. 이 경우 온도 상승시와 마찬가지로 위 식 1에 의해 교축방향의 변위량 ΔL을 획득할 수 있으며, 이때, L2’-L1<0이므로 ΔL<0이고, 따라서 현장 서버(200)는 X축의 (-) 방향으로 변위량이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 시스템(1)은 상술한 교축방향, 교축직각방향을 포함한 교량 받침(10)의 2차원 평면상의 거동 계측뿐만 아니라, 상부 플레이트(11)의 회전각과 연직변위 등 3차원 거동 데이터를 추가로 제공할 수 있다.
이를 위해, 변위량 측정 장치(100)는 세 개 이상의 펜 타입 변위센서(130-1~130-3)로 구성되는 제 3 변위량 측정부(130)를 더 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 제 3 변위량 측정부(130)를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 제 3 변위량 계측부(130)에서의 계측 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 회전각과 교량 거더의 처짐 현상을 나타낸 도면이다.
예를 들어, 제 3 변위량 측정부(130)의 세 개의 펜 타입 변위센서(130-1~130-3) 중 어느 하나(130-1)는 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)의 일측단면에 설치되고, 나머지(130-2, 130-3)는 일측단면과 마주보는 타측단면에 일정 간격 이격되어 설치될 수 있다.
이때, 교량 받침(10)의 상부 플레이트(11)에는 상부 플레이트(11)와 수평방향으로 무저항판(30, 30’)이 설치되며, 일측단면 및 타측단면에 설치된 펜 타입 변위센서(130-1~130-3)는 각각 수평방향으로 연장되도록 설치된 무저항판(30, 30’)에 접촉되도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 제 3 변위량 측정부(130)는 무저항판(30, 30’)에서의 연직변위를 측정할 수 있다.
상황에 따라서는 거더 하부 플랜지의 연직변위를 직접 측정 가능하도록 배치할 수도 있으나, 이 경우 부재나 도장의 평탄성에 따라 정확도가 낮아지는 단점이 있을 수 있다.
이와 같은 제 3 변위량 측정부(130)를 통해, 현장 서버(200)는 평면 좌표 (x, y)와 이로부터 측정된 연직변위(z)로부터 3차원 공간상의 세 점의 좌표를 획득할 수 있다. 현장 서버(200)는 세 지점의 3차원 좌표에 기초하여 상부 플레이트(11)의 평면방정식을 산출하고, 산출된 평면방정식에 대하여 벡터 연산을 통해 교축방향(X축)과의 각도 및 교축직각방향(Y축)과의 각도를 통해 교량 받침(10)의 회전각을 산출할 수 있다.
구체적으로 도 6과 같이 세 개의 변위센서(130-1~130-3)로부터 계측된 공간 상의 세 점 A(x1, y1, z1), B(x2, y2, z2), C(x3, y3, z3)를 지나는 평면방정식은 ax+by+cz+d=0이며, 이때 상수 a, b, c, d는 다음과 같이 특정된다.
Figure 112018076690438-pat00002
다음으로, 평면의 법선벡터
Figure 112018076690438-pat00003
와 X, Y축의 벡터
Figure 112018076690438-pat00004
,
Figure 112018076690438-pat00005
이 이루는 각은 다음 식으로부터 구할 수 있다. 이때, Z축과의 각도는 교량의 거동 특성상 매우 미소하므로 무시할 수 있다.
Figure 112018076690438-pat00006
평면과 각 축(X, Y)가 이루는 각 αx,αy는
Figure 112018076690438-pat00007
의 식으로부터 각각 산출할 수 있다. 특히, X축에 대한 회전각(αx)는 도 7과 같은 교량 거더의 처짐 현상(P1→P1’) 파악을 위해 매우 중요한 정보를 제공할 수 있다.
한편, 교량 받침(10)의 회전각은 경사계를 이용하여 각도를 직접 계측할 수 있으나, 이 경우 연직방향의 변위량까지는 파악이 불가능하다.
반면, 본 발명의 일 실시예는 제 3 변위량 측정부(130)를 통해서 교량 받침(10)의 회전각뿐만 아니라 연직방향의 변위까지도 측정이 가능하며, 연직방향 변위량 산출을 통해 교량 받침(10)의 하중 상태나 이상 여부를 판단할 수 있다.
이를 위해 현장 서버(200)는 교축방향의 변위량과 교축직각방향의 변위량, 그리고 위에서 산출한 평면방정식에 기초하여 상부 플레이트(11)의 네 모서리의 3차원 좌표를 산출할 수 있다. 그리고 산출된 3차원 좌표를 통해 교량 받침(11)의 네 모서리에 대한 연직방향 변위량을 산출할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는 상부 플레이트(11)의 네 모서리의 3차원 좌표를 획득함으로써 교량 받침(10)의 거동을 매우 정밀하게 파악할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 교량 받침(10)의 이동량은 온도변화, 활하중, 콘크리트의 건조 수축, 크리프 등의 영향을 받으나, 가장 지배적인 인자는 온도변화로, 장대교량의 경우 90% 이상의 비중을 차지한다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에서의 변위량 측정 장치(100)는 교량의 거더나 교량 받침(10) 등의 일단면에 설치되어, 설치된 일단면의 부재 온도를 측정하는 온도 센서(140)를 더 포함할 수 있으며, 온도 센서(140)에는 대기 온도 측정용 온도센서가 포함될 수 있다.
이때, 교량의 신축량은 단면의 평균온도에 따라 발생하는데, 단면의 온도분포는 대기온도와 일사량, 재료의 비열 등에 균등하지 않은 특성이 있는바, 온도 센서(140)는 높은 정확도로 온도변화에 의한 신축량 추정을 위하여, 유한요소해석 기법 등을 이용한 열 전달해석이 수행됨에 따라 단면의 평균온도를 가장 잘 대별할 수 있는 대표 부재 및 위치에 선정되어 설치될 수 있다.
온도 센서(140)를 통해 온도변화가 측정되면, 관리자 서버(300)는 측정된 부재 온도의 변화량에 기초한 신축량을 산정함으로써 교량 받침(10)의 이동량을 추정할 수 있다.
즉, 관리자 서버(300)는 측정된 부재 온도의 변화량에 기초하여 교량 받침(10)의 교축방향의 변위량과 교축직각방향의 변위량을 산출할 수 있다. 이때, 온도변화에 따른 교량 받침(10)의 교축방향과 교축직각방향의 변위량(ΔLt)은 부재의 열팽창계수(α), 온도변화량(ΔT) 및 부재의 길이(L)에 비례하며, 아래 식 2에 기초하여 산출될 수 있다.
[식 2]
Figure 112018076690438-pat00008
이에 따라, 관리자 서버(300)는 제 1 및 제 2 변위량 측정부(110, 120)를 통해 측정된 교축방향 및 교축직각방향의 변위량을 상기 부재 온도의 변화량에 기초하여 산출된 값과 비교함으로써 교량 받침(10)의 이상 여부를 판단할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 관리자 서버(300)에 의해 출력되는 인터페이스 화면을 도시한 도면이다. 도 9a 내지 도 9d는 도 8a에서 특정 교량 받침(10)을 선택한 경우 출력되는 인터페이스 화면을 도시한 도면이다. 도 10은 도 8c에서 특정 교량 받침(10)을 선택한 경우 출력되는 인터페이스 화면을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에서의 관리자 서버(300)는 내부 프로그램을 통해 교량 전체에 설치된 교량 받침(10)과 특정 교량 받침에 대한 모니터링 정보를 출력할 수 있다.
먼저, 관리자 서버는 도 8a와 같이 내부 프로그램을 통해 교량 받침(10)의 배치를 포함하는 교량의 상태도를 출력할 수 있으며, 이때 교량의 상태도에는 고정단, 일방향 가동단, 전방향 가동단 등의 교량 받침(10)의 종류가 함께 표시될 수 있다.
이때 관리자가 인터페이스 화면 상에서 특정 교량 받침(10)을 선택하는 입력을 하면, 관리자 서버(300)는 도 9a와 같이 선택된 교량 받침(10)의 형식, 제조사, 모델번호, 세부사양, 도면, 사진, 생산일자 등을 포함하는 세부 정보를 출력할 수 있다.
또한, 관리자의 선택 입력에 대응하여 관리자 서버(300)는 도 9b와 같이 교량 받침(10)의 점검, 유지보수, 이상거동 이력을 출력하거나, 도 9c와 같이 특정 기간의 거동이력을 출력할 수 있다.
또한, 도 9d와 같이 해당 교량 받침(10)의 양호, 주의, 경고 등의 관리기준 단계(트리거 정보)를 출력할 수 있으며, 관리자는 해당 인터페이스 화면을 통해 관리기준 단계를 설정 및 변경할 수 있다. 그리고 관리자 서버(300)는 트리거 발생시 프로그램을 통해 알림을 표출할 수 있으며, 사전에 설정된 관리자 그룹에 SMS, 이메일 등의 알림을 자동으로 전송할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는 관리자 서버(300)를 통해 교량 전체에 설치된 각각의 교량 받침(10)의 세부 제원 등의 정보를 확인할 수 있으며, 특히 유지보수 이력이나 거동 이력, 그리고 트리거 이력을 조회하거나 설정할 수 있어 전체 교량 및 개별 교량 받침(10)을 용이하게 관리할 수 있게끔 한다.
다음으로 관리자 서버(300)는 도 8b와 같이 관리자가 선택한 특정 교량 받침(10)에 대하여, 변위량 측정 장치(100)에 포함된 온도센서(140)에 의한 온도 변화와 관리자에 의해 선택된 특정 교량 받침(10)의 변위 변화를 함께 출력할 수 있다. 이때, 관리자 서버(300)는 온도 센서(140)에 포함된 대기의 온도 변화 정보도 함께 제공할 수 있다.
이에 따라, 관리자는 대표 부재의 온도와 특정 지점 변위의 변화를 실시간으로 비교할 수 있어, 교량 받침(10)의 이상거동 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
다음으로 관리자 서버(300)는 도 8c와 같이 각 교량 받침(10)의 교축방향과 교축직각방향의 실시간 변위량을 제공할 수 있다. 이때, 관리자 서버(300)는 일방향 가동단 받침과 전방향 가동단 받침에 따라, 교축방향과 교축직각방향의 변위량을 각각 또는 선택적으로 표출되게끔 할 수 있다.
또한, 관리자 서버(300)는 교량 받침(10)의 설계 이동량 대비 현재 변위량을 백분율로 제공하여, 관리자로 하여금 현재 교량 받침(10)의 상태를 쉽게 판단할 수 있게끔 할 수 있다.
또한, 관리자 서버(300)는 상술한 바와 같이, 온도변화에 따른 교량 받침(10)의 변위량을 계산하고 이를 제 1 및 제 2 변위량 측정부(110, 120)에 의해 실제 계측된 변위량과 비교하여, 그 차이를 백분율로 제공할 수 있으며, 이에 따라 양호, 이상, 주의 등의 단계를 출력하여 현재 교량 받침(10)의 상태를 직관적으로 확인할 수 있게끔 할 수 있다.
한편, 도 8c와 같은 인터페이스 화면 상에서 관리자가 특정 교량 받침(10)을 선택하는 입력을 하면, 관리자 서버(300)는 도 10과 같이 선택된 특정 교량 받침(10)의 교축방향 및 교축직각방향의 변위량, 회전각 및 연직변위 및 각각의 이상 여부를 등급 및 색상 정보로 제공할 수 있다.
구체적으로 관리자 서버(300)는 설계시 교량 받침(10)의 위치 대비 현재 변위량에 따른 교량 받침(10)의 위치를 하나의 인터페이스 화면을 통해 제공할 수 있다. 이러한 설계시 교량 받침(10)과 현재 변위량에 따른 교량 받침(10)의 위치 차이를 동시에 제공함으로써, 관리자는 직관적으로 해당 교량 받침(10)에 이상이 있는 것인지를 확인할 수 있다.
이때, 관리자 서버(300)는 교축방향과 교축직각방향, 그리고 회전각과 연직변위를 모두 교량 받침(10)에 대응되는 방향과 위치에 표시되도록 할 수 있다.
또한, 관리자 서버(300)는 도 8c와 같은 양호, 주의, 이상 여부를 색상 정보(도 10에서는 서로 다른 선모양으로 표시함)로 제공하되, 각 색상 정보를 경계 정보로 설정함으로써, 설계시 교량 받침(10)의 위치 대비 현재 변위량에 따른 교량 받침(10)이 어느 경계에 위치해 있는지 여부를 직관적으로 확인하게끔 할 수 있다.
이때, 전술한 바와 교량 받침(10)이 양호 상태의 경계를 벗어나 같이 주의나 이상 상태에 대응하는 경계 정보에 해당하는 경우 관리자 그룹으로 알림 정보가 제공되게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 측정 시스템(1) 및 방법은 교량 받침(10)의 교축방향, 교축직각방향, 회전각, 연직방향 등 전방향의 거동 및 이의 변위량을 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 이를 통해 관리자로 하여금 직관적으로 이상 여부를 감지함으로써 보다 안전한 교량 상태가 유지되게끔 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 변위량 측정 시스템 10: 교량 받침
11: 상부 플레이트 12: 가동부
13: 하부 플레이트 20 ,30, 30’: 무저항판
100: 변위량 측정 장치 110: 제 1 변위량 측정부
120: 제 2 변위량 측정부 130: 제 3 변위량 측정부
140: 온도 센서 200: 현장 서버
300: 관리자 서버

Claims (13)

  1. 상부 플레이트와 하부 플레이트를 포함하는 교량 받침의 변위량를 측정하는 변위량 측정 장치에 있어서,
    교량의 교축방향의 변위량을 측정하는 제 1 변위량 측정부 및
    상기 교량의 교축직각방향의 변위량을 측정하는 제 2 변위량 측정부 중 하나 이상을 포함하되,
    상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부는 전부 또는 일부가 와이어 타입 변위센서 및 펜 타입 변위센서로 구성되고,
    상기 펜 타입 변위센서는 상기 상부 플레이트의 어느 일측단면에 수직방향으로 설치된 무저항판과 접촉되어 상기 교축방향 및 교축직각방향 중 어느 하나의 방향에 대해서는 무저항 거동하는 것인 변위량 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이어 타입 변위센서는 상기 교량의 신장 및 수축을 모두 계측 가능하도록 일정량의 와이어가 인출된 상태로 상기 상부 플레이트의 일측단면에 설치되는 것인 변위량 측정 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부는 상하 방향 및 전후좌우 방향으로 초기위치 조절이 가능하도록 설치된 미세조절 볼트를 포함하는 고정용 지그를 통해 고정되는 것인 변위량 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 교량의 교축방향과 교축직각방향으로 모두 변위가 발생한 경우,
    상기 교축방향의 변위량은 상기 제 1 변위량 측정부에 의해 실제 측정된 변위량과 상기 제 1 변위량 측정부의 상기 상부 플레이트로의 초기 인출된 값 및 상기 제 2 변위량 측정부에 의해 측정된 교축직각방향의 변위량에 기초하여 보정되는 것인 변위량 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 교량의 회전 거동을 계측하는 세 개 이상의 펜 타입 변위센서로 구성되는 제 3 변위량 측정부를 더 포함하되,
    상기 제 3 변위량 측정부는 상기 상부 플레이트의 일측단면에 상기 상부 플레이트와 수평방향으로 연장되도록 설치된 무저항판과 접촉되도록 어느 하나가 설치되고, 상기 일측단면과 마주보는 타측단면에 동일하게 설치된 무저항판과 접촉되도록 나머지가 일정 간격 이격되어 설치되는 것인 변위량 측정 장치.
  7. 교량에 설치된 상부 플레이트와 하부 플레이트를 포함하는 교량 받침의 변위량를 측정하는 변위량 측정 시스템에 있어서,
    와이어 타입 변위센서 또는 펜 타입 변위 센서를 통해 교량의 교축방향의 변위량을 측정하는 제 1 변위량 측정부 및 상기 교량의 교축직각방향의 변위량을 측정하는 제 2 변위량 측정부를 포함하는 변위량 측정 장치,
    상기 변위량 측정 장치에 의한 계측 데이터를 수집하고, 상기 수집된 계측 데이터에 기초하여 교량 받침 거동 데이터를 생성하는 현장 서버 및
    상기 교량 받침 거동 데이터에 기초하여 상기 교량의 이상 여부를 모니터링하는 관리자 서버를 포함하되,
    상기 펜 타입 변위센서는 상기 상부 플레이트의 어느 일측단면에 수직방향으로 설치된 무저항판과 접촉되어 상기 교축방향 및 교축직각방향 중 어느 하나의 방향에 대해서는 무저항 거동하는 것인 변위량 측정 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 현장 서버는 상기 교량의 교축방향과 교축직각방향으로 모두 변위가 발생한 경우,
    상기 제 1 변위량 측정부에 의해 실제 측정된 변위량과 상기 제 1 변위량 측정부의 상기 상부 플레이트로의 초기 인출된 값 및 상기 제 2 변위량 측정부에 의해 측정된 교축직각방향의 변위량에 기초하여 상기 교축방향의 변위량을 보정하는 것인 변위량 측정 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 변위량 측정 장치는 상기 상부 플레이트의 일측단면에 상기 상부 플레이트와 수평방향으로 연장되도록 설치된 무저항판과 접촉되도록 어느 하나가 설치되고, 상기 일측단면과 마주보는 타측단면에 동일하게 설치된 무저항판과 접촉되도록 나머지가 일정 간격 이격되어 설치되는 세 개 이상의 펜 타입 변위센서로 구성되는 제 3 변위량 측정부를 더 포함하는 변위량 측정 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 현장 서버는 상기 제 3 변위량 측정부를 통해 각각 획득된 세 지점의 3차원 좌표에 기초하여 상기 상부 플레이트의 평면방정식을 산출하고, 상기 평면방정식에 기초하여 상기 교축방향과의 각도 및 상기 교축직각방향과의 각도를 통해 상기 교량 받침의 회전각을 산출하는 것인 변위량 측정 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 현장 서버는 상기 제 3 변위량 측정부를 통해 각각 획득된 세 지점의 3차원 좌표에 기초하여 상기 상부 플레이트의 평면방정식을 산출하고, 상기 교축방향의 변위량 및 상기 교축직각방향의 변위량과 상기 평면방정식에 기초하여 상기 상부 플레이트의 각 모서리의 3차원 좌표를 산출하며, 상기 산출된 3차원 좌표에 기초하여 상기 교량 받침의 연직변위를 산출하는 것인 변위량 측정 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 관리자 서버는 상기 교량에 설치된 복수의 교량 받침의 위치를 디스플레이부를 통해 출력하고, 관리자에 의해 상기 출력된 복수의 교량 받침의 위치 중 특정 교량 받침이 선택됨에 따라 상기 선택된 교량 받침의 교축방향 및 교축직각방향의 변위량, 회전각 및 연직변위 및 각각의 이상 여부를 등급 및 색상 정보로 표시하는 모니터링 정보를 출력하는 것인 변위량 측정 시스템.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 변위량 측정 장치는 상기 교량의 일단면에 설치되어, 상기 설치된 일단면의 부재 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 관리자 서버는 상기 측정된 부재 온도의 변화량에 기초한 상기 교량 받침의 교축방향 및 교축직각방향의 변위량을 산출하고, 상기 제 1 및 제 2 변위량 측정부를 통해 측정된 교축방향 및 교축직각방향의 변위량을 비교하여 상기 교량 받침의 이상 여부를 판단하는 것인 변위량 측정 시스템.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102038100B1 (ko) * 2019-08-08 2019-10-30 한세이엔씨(주) 교량 신축이음부의 변위를 계측하는 안전도 진단 시스템 및 그 방법
KR102052623B1 (ko) * 2019-04-16 2019-12-05 주식회사 에스코알티에스 교량받침정보 표식을 가지는 교량받침 및 교량받침정보 관리방법
CN111855246A (zh) * 2020-07-06 2020-10-30 大连理工大学 一种用于测量桥梁振动位移的车载传感装置及测量方法
KR102242273B1 (ko) 2020-08-11 2021-04-19 정해욱 IoT 기반의 교량 거동 추적장치 및 이를 포함하는 교량 거동 모니터링 시스템
KR20210060427A (ko) * 2019-10-02 2021-05-26 (주)양지 4 자유도 교량 변위 실시간 모니터링 시스템 및 그것의 시공 방법
CN113176054A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 广西交科集团有限公司 桥梁钢管拱肋变形位移监控系统
KR102300119B1 (ko) * 2021-06-11 2021-09-08 (주)리콘 교량 받침 이동량과 유간 거리 검측을 통한 교량 안전 진단 시스템과 이를 이용한 안전 진단 방법
KR102354658B1 (ko) 2021-03-12 2022-01-24 주식회사 서영엔지니어링 교량 받침 변형량 및 교량받침부 변위량 측정 장치
CN114136264A (zh) * 2021-11-24 2022-03-04 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种铁路桥梁梁端相对转角测试方法
KR20220104963A (ko) * 2021-01-19 2022-07-26 서울시설공단 교량받침 변위궤적 측정장치
CN115203797A (zh) * 2022-07-13 2022-10-18 中国建筑西南设计研究院有限公司 一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法
CN115323918A (zh) * 2022-07-08 2022-11-11 华南理工大学 一种大节段钢箱梁支座安装预偏量调整和计算方法
KR102509254B1 (ko) * 2022-10-27 2023-03-14 (주)한맥기술 Psc i형 거더의 회전 변위 정보 산출이 가능한 거더의 변위 정보 측정 방법 및 이를 이용한 교량 공법
KR20230047604A (ko) * 2021-10-01 2023-04-10 주식회사 포스코건설 케이블 정착구 디지털 시공관리 방법 및 장치

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102052623B1 (ko) * 2019-04-16 2019-12-05 주식회사 에스코알티에스 교량받침정보 표식을 가지는 교량받침 및 교량받침정보 관리방법
KR102038100B1 (ko) * 2019-08-08 2019-10-30 한세이엔씨(주) 교량 신축이음부의 변위를 계측하는 안전도 진단 시스템 및 그 방법
KR20210060427A (ko) * 2019-10-02 2021-05-26 (주)양지 4 자유도 교량 변위 실시간 모니터링 시스템 및 그것의 시공 방법
KR102392061B1 (ko) 2019-10-02 2022-04-29 (주)양지 4 자유도 교량 변위 실시간 모니터링 시스템 및 그것의 시공 방법
CN111855246B (zh) * 2020-07-06 2021-12-03 大连理工大学 一种用于测量桥梁振动位移的车载传感装置及测量方法
CN111855246A (zh) * 2020-07-06 2020-10-30 大连理工大学 一种用于测量桥梁振动位移的车载传感装置及测量方法
KR102242273B1 (ko) 2020-08-11 2021-04-19 정해욱 IoT 기반의 교량 거동 추적장치 및 이를 포함하는 교량 거동 모니터링 시스템
KR102512815B1 (ko) 2021-01-19 2023-03-22 서울시설공단 교량받침 변위궤적 측정장치
KR20220104963A (ko) * 2021-01-19 2022-07-26 서울시설공단 교량받침 변위궤적 측정장치
KR102354658B1 (ko) 2021-03-12 2022-01-24 주식회사 서영엔지니어링 교량 받침 변형량 및 교량받침부 변위량 측정 장치
CN113176054B (zh) * 2021-04-19 2024-04-26 广西交科集团有限公司 桥梁钢管拱肋变形位移监控系统
CN113176054A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 广西交科集团有限公司 桥梁钢管拱肋变形位移监控系统
KR102300119B1 (ko) * 2021-06-11 2021-09-08 (주)리콘 교량 받침 이동량과 유간 거리 검측을 통한 교량 안전 진단 시스템과 이를 이용한 안전 진단 방법
KR102656477B1 (ko) * 2021-10-01 2024-04-09 (주)포스코이앤씨 케이블 정착구 디지털 시공관리 방법 및 장치
KR20230047604A (ko) * 2021-10-01 2023-04-10 주식회사 포스코건설 케이블 정착구 디지털 시공관리 방법 및 장치
CN114136264A (zh) * 2021-11-24 2022-03-04 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种铁路桥梁梁端相对转角测试方法
CN114136264B (zh) * 2021-11-24 2024-03-12 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种铁路桥梁梁端相对转角测试方法
CN115323918B (zh) * 2022-07-08 2023-11-14 华南理工大学 一种大节段钢箱梁支座安装预偏量调整和计算方法
CN115323918A (zh) * 2022-07-08 2022-11-11 华南理工大学 一种大节段钢箱梁支座安装预偏量调整和计算方法
CN115203797B (zh) * 2022-07-13 2023-11-28 中国建筑西南设计研究院有限公司 一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法
CN115203797A (zh) * 2022-07-13 2022-10-18 中国建筑西南设计研究院有限公司 一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法
KR102509254B1 (ko) * 2022-10-27 2023-03-14 (주)한맥기술 Psc i형 거더의 회전 변위 정보 산출이 가능한 거더의 변위 정보 측정 방법 및 이를 이용한 교량 공법

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