KR101989135B1 - 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치 - Google Patents

안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치 Download PDF

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KR101989135B1
KR101989135B1 KR1020180122929A KR20180122929A KR101989135B1 KR 101989135 B1 KR101989135 B1 KR 101989135B1 KR 1020180122929 A KR1020180122929 A KR 1020180122929A KR 20180122929 A KR20180122929 A KR 20180122929A KR 101989135 B1 KR101989135 B1 KR 101989135B1
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유명희
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Abstract

본 발명은 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 일 실시예의 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대이동량 측정장치는, 차량의 이동에 따라 변위가 발생하는 상판부, 상기 상판부를 지지하면서 고정되어 있는 하판부, 상기 상판부와 하판 부 사이에 설치되어 미끄럼 부재를 포함하는 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치에 있어서, 상기 교량의 온도를 측정하는 온도 측정수단; 상기 온도 측정 수단으로부터 측정된 온도 데이터에 맞추어 교량의 상판부의 이동변위량을 측정할 수 있는 교량의 상판부에 부착되어 있는 눈금자를 포함하는 상판 부착수단; 상기 상판부착 수단의 이동량에 관계없이 교량의 하판에 부착되어 이동량에 대한 데이터를 표시할 수 있는 지시침이 결합되어 있는 하판 부착수단; 및 상기 상판부착수단에는 눈금자의 하단에는 최대 이동량에 맞추어 좌측 또는 우측의 이동량이 실시간으로 변화되고 이를 반영하여 이동량의 측정수단으로서는 상기 하판 부착수단의 지시침에 의하여만 이동될 수 있도록 설계되어 있는 제1, 2 지지구를 포함하며, 상기 제1,2 지지구로부터 측정된 데이터에 맞추어 기준치를 초과하는 지 실시간으로 촬영하여 관리자에게 보고할 수 있는 촬영수단을 포함하는 것이다.

Description

안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치{MEASURING DEVICE OF MAXIMUM MOVEMENT BRIDGE SUPPORT FOR SAFETY DIAGNOSIS}
본 발명은 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량 받침은 교량에 있어서, 상부구조물인 상판부가 하부구조물인 교각 또는 교대에 안착되도록 사용되는 연결장치로서, 상판부에 작용하는 하중을 하부구조물에 전달 지지하고, 상부구조물의 신축과 회전을 허용하여 상부구조물의 신축과 회전을 허용하여 상부 구조물의 파손을 방지하기 위하여 설치되며, 이에는 포트 받침(port bearing) 타입 및 탄성 받침 타입 등 여러 가지 형태가 개발되어 적용되고 있다.
이러한 교량 받침은 반복/지속/충격 등의 하중과 온도 변화에 의한 온도 하중 작용으로 인한 손상 이외에 교량이 외부 대기에 노출되어 설치되는 관계로 대기중의 유해화학물질 및 눈/비/안개 등으로 결과되는 부식으로 인한 손상을 받게 된다.
한편 교량 받침에 대해 발생하는 손해에 대해 각 원인 별 작용 정도의 크기를 알고 있을 때 적절한 구조 해석을 통해 손상 정도를 예측할 수 있으며, 이 예측된 결과에 기초하여 적절한 유지관리 조치를 취함으로써 교량의 계획된 수명을 유지하거나 혹은 연장할 수 있으며, 또한 적절한 보수 시점을 결정함으로써 교량에 대한 건전성 향상이 가능하게 된다.
이러한 목적으로 최근에는 교량 받침의 근본적 기능에 만족하지 않고 교량 받침에 부가적인 장치를 추가하여 교량의 유지관리에 이용하려는 노력이 진행되고 있으나, 종래의 교량에 있어서는 이러한 교량 받침에 전달되는 하중에 따른 크랙의 진전 정도를 정확하게 감지할 수 없으므로 교량의 유지관리를 위한 적절한 시기를 놓치게 되어 관리비용이 증가되는 문제점이 있었다.
또한 일반적으로 교량에는 상부 구조에서 받는 힘을 하부구조로 전달하기 위해 상기 상부구조와 하부구조의 경계에 지지장치인 받침을 설치하는 데, 이러한 받침은 기능적으로 보아서 교량을 고정하는 지점(고정점)에 설치하는 고정받침과 하부구조에 대한 상부구조의 이동을 원할하게 하는 지점(가동점)에 설치하는 가동받침으로 대별되며, 가동받침은 좌우로만 가동하는 일방향 받침과 좌, 우, 종, 횡으로 가동하는 양방향 받침이 있다.
이들 가운데 가동받침은 상판부 구조물인 강재나 콘크리트의 온도 변화, 건조 수축, 크리프 등에 의한 교량의 이동을 원할하게 하는 것이 필요하며, 그 종류로는 금속받침, 고무 받침 등이 있다.
이러한 받침의 종류에 따라 상판부 구조물의 이동량에는 차이가 발생하고 있으나, 아직까지 이러한 고정되어 있는 하판 구조물에 대한 상판부 구조물의 변위량을 측정하여 이로부터 교량 구조물에 대한 안전진단을 할 수 있는 장치에 대한 개발은 이루어지지 않고 있는 상황이라고 할 수 있다.
(0001) 등록특허공보 제10-0873744호(강재교량용 안전진단장치)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 교량의 상판부는 지나가는 차량의 방향 또는 하중 또는 온도 변화에 따라 변하기 마련이며, 이에 대하여 고찰하면 하중은 계절의 변화에 따라 크게 달라지지 않는다고 판단되므로 명확한 기준에 대한 제공이 어렵고, 단지 여름인가 겨울인가에 따라 온도의 변화는 자연스러운 현상이라고 판단되므로 온도에 대한 측정수단과 고정된 하판 구조물과 차량의 이동에 따라 변동되는 상판부 구조물의 변위 차이를 주기적으로 측정하여 교량의 보수 시점을 결정할 수 있는 안전진단을 위한 교량 받침량 최대 이동량 측정장치를 제공하는 데 본 발명의 목적이 있다.
또한 이와 같은 교량의 이동방향은 차량의 주행방향과 일치한다고 할 수 있는 바, 이와 같은 차량의 주행방향에 따른 교량의 상판부의 이동방향을 실시간으로 측정해서 관리자에게 전달할 수 있는 안전진단을 위한 교량 받침대 최대 이동량 측정방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
이에 대한 대응수단으로서, 본 발명에서는 블루투스 온도계 등을 통해서 교량의 하부에 형성되어 있는 온도에 대한 측정이 가능하고 이와 같이 측정된 온도 데이터를 실시간으로 주변에 있는 컴퓨터를 통해서 유무선 방식으로 전송하여 교량의 위험 상황 또는 보수가 필요한 시점에 대한 정보를 온도 변화에 따른 구조물 교량 받침의 최대 이동량 측정방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일 실시예의 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대이동량 측정장치는, 교량의 이동부인 상판부(110)와 상기 상판부(110)를 지지하는 하판부(120) 및 상기 하판부(120)와 상판부(110) 사이에서 미끄러짐을 흡수할 수 있는 미끄러짐부재(150)를 포함하는 교량의 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치에 있어서, 상기 교량의 온도를 측정하는 온도 측정 수단, 상기 온도 측정 수단으로부터 측정된 온도 데이터에 맞추어 교량의 상판부(110)의 이동변위량을 측정할 수 있도록, 교량의 상판부(110)에 부착되어 있는 눈금자(112)를 포함하는 상판부 부착수단(210), 상기 상판부 부착수단(210)의 이동량에 관계없이, 이동량에 대한 데이터를 표시할 수 있는 지시침(122)과 교량의 하판부(120)를 연결하는 하판부 부착수단(220) 및 상기 눈금자(112)는 제1홈(116)을 포함하며, 상기 제1홈(116)에 삽입되어 지시침(122)에 의하여 좌측 방향으로 이동가능한 제1지지구(132) 및 지시침(122)에 의하여 우측 방향으로 이동가능한 제2지지구(134)를 포함하며, 상기 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치는 연단거리 측정을 위해 연단거리 측정장치(500)를 더 포함하며, 상기 연단거리 측정장치(500)는, 상기 상판부(110)의 좌우 측면부에 부착되며, 회전수단(530)을 통해 연직방향으로 배치되는 제1지지수단(510) 및 제2지지수단(520)을 포함하며, 상기 회전수단(530)은 하단에 제1받침부(540) 및 제2받침부(550)를 포함하며, 상기 제1받침부(540) 및 제2받침부(550)는, 실시간으로 연단거리를 측정하기 위해 상기 제1받침부(540) 및 제2받침부(550)에 수평방향으로 배치된 광학거리 측정기(600)을 더 포함하며, 상기 상판부 부착수단(210)과 하판부 부착수단(220)은 점착 적층 시트 형태로 구현되며, 상기 점착 적층 시트는 이형층, 점착층, 구조층으로 형성되며, 상기 구조층은 실리콘 재질인 것을 특징으로 한다.
상기 교량의 구조물(100)은 온도 변화에 따른 응력을 내재하고 있는 특성을 보유하고 있기 때문에 1주 또는 1달의 기간 동안 온도 변화량을 계측하고 상기 온도 변화량 중 최대치와 최소치를 추출하여 상기 정해진 기간에 맞추어 최대 온도의 변화량에 맞추어 상기 교량 상판부(110)의 변위량을 측정하고 안전진단을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치는, 겨울철에는 온도 신축에 의해 최대 이동량을 보이고, 여름철에는 온도에 의한 팽창으로 최소 이동량을 보이는 것을 특징으로 한다.
상기 하판부(120) 또는 상판부(110)에는 조류의 피해를 막기 위한 겔상의 조성물이 부착되고, 상기 겔상의 조성물은, 점착력을 부여하는 점착력 부여제, 조성물에 안정성을 갖도록 함유된 물성 안정제, 흘러내리는 것을 방지하기 위해 부여되는 점도 증가제, 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의한 물성의 변화를 방지할 수 있는 자외선 차단제와 조류가 기피하도록 구성된 기피 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물에 구조물 교량 받침에 상판부와 하판부 및 상기 상판부와 하판부를 연결하는 미끄럼 부재(받침부)를 보여주는 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물에 상판부와 하판부 사이에 교량받침을 설치한 것을 보여주는 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단을 위한 구조물 변동폭 변위 측정장치가 좌측 방향으로 상판부가 이동함에 따라 받침부재가 변화되는 모습을 모식적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단을 위한 구조물 변동폭 변위 측정장치가 우측 방향으로 상판부가 이동함에 따라 받침부재가 변화되는 모습을 모식적으로 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치에서 연단거리 측정장치를 장착하여 연단거리를 측정하는 것을 보여주는 도면.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고, "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
교량에 사용되는 받침은 하부구조 거더 좌면에 설치하여 상부구조인 거더를 지지하고, 상부구조에서 전달되는 하중을 하부 구조로 전달하며, 온도 변화, 크리프, 건조 수축, 지진, 풍압 등에 의한 신축을 흡수하는 역할을 한다.
상기 교량에 사용되는 받침은 고정 하중과 차량 하중에 적응하고 온도 변화 등 신축을 흡수하여 교량에 설치되어 있는 교량 상판부의 변위를 교대나 교각에 직접 전달하지 않고, 교량의 받침에서 완충 역할을 수행하여 교량의 기능을 원할하게 하고 내구 수명을 연장하는 역할을 한다.
이러한 교량에 사용되는 받침을 선정할 때에는 교량 상부 구조 형식, 지간의 길이, 지점반력, 지점 반력, 시공성, 보수 유지관리 등을 고려하여 선정하여야 한다.
이와 같은 교량 받침부의 설계 시에 검토해야 할 사항으로는 수직 하중과 수평 하중 등 하중 조건, 이동량과 이동방향, 회전량과 회전방향, 마찰 계수, 지반조건과 예상 침하량, 경제성, 시공성 및 유지관리 용이성 등을 고려하여야 한다.
이러한 교량은 교량 형식(콘크리트 교, 강교 등)에 따라 늘어났다 줄어들기(최대 400mm)를 반복한다. 이러한 움직임을 대비하기 위해서 교량 등을 설계할 때에는 받침을 설치하게 된다. 이때 교량 상판의 거동량은 이론상 계산식인 수학식 1을 적용한다.
[수학식 1]
Figure 112018101544794-pat00001
교량 상판의 거동량을 나타내는 변위(l)는 선팽창계수(α=1.2X10-5, 1.0X10-5)를 나타내며, 이동변위(
Figure 112018101544794-pat00002
)는 온도의 변화량 및 선팽창계수에 의해 비례하는 형태로 나타날 수 있다. 여기서 l은 교량의 고정점간 거리를 지칭한다. 상기 선팽창계수는 교량의 종류에 따라 다르게 적용이 가능할 수 있다.
이와 같은 교량 상판을 구성하는 상판부의 거동량은 원칙적으로 교량의 고정점과 고정점을 연결하는 구성요소인 유간 거리를 반영하여 나타날 수 있다.
통상적으로 신축이음 장치는 온도변화, 하중, 크리프, 건조 수축 등에 의한 상판부(교량)의 신축량을 수용하고, 이음부의 평탄성을 유지시킬 목적으로 교량의 연결부에 설치하는 장치를 지칭한다. 여기서 유간이란 설계 온도를 기준으로 상부판의 수축, 팽창이 가능하도록 신축량과 여유량을 포함한 신축 이음 장치의 간격을 지칭한다.
이러한 유간은 다시 표현하면 연단거리라고 볼 수도 있다.
표 1은 일반적인 교량에서 유간과 계절별 온도 변화에 따른 수학식 1에 따른 계산 결과와 실측값의 데이터를 비교한 표이다.
표 1을 참조하면, 교량의 경우 상기 표에서 제시된 데이터는 정릉천 고가교와 망원5교에 대한 실측 데이터라고 할 수 있다.
표 1에 제시된 바와 같이, 실측 데이터는 이론상 계산된 데이터와 큰 차이가 없었다.
시설명 위치 유간 측정 및 분석 결과
실측값 거동분석 결과
최저온도(A) 최고온도(B) 실거동(A-B) 이론 분석(실거동/이론)
값 %
정릉천
고가교		 P16 250 245 -12℃ 107 28℃ 138 140 -2㎜ 99
P27 230 180 87 93 111 -18㎜ 84
망원5교 A1 50 45 -1℃ 45 30℃ 23 22 1㎜ 105
A2 10 34 34 19 22 -3㎜ 86
표 1에 제시된 바와 같이, 교량의 거동량(온도에 따라 움직이는 현상)에 대한 측정 결과를 관찰하면, 거동량이 크게 나타나는 지역은 유간이 큰 겨울철의 최저 온도에서 문제가 된다는 것을 확인할 수 있다.이는 교량의 상판부의 움직임에 대하여 여름철에는 교량의 받침부가 신축 진동을 흡수하여 같이 움직일 수 있기 때문에 실거동 폭이 최소치를 보이는 반면, 겨울철에는 교량 상판부에서 발생하는 전단응력이 그대로 교량의 상판부와 하판부를 연결하는 받침부(미끄럼 부재)에 전달되기 때문이라고 판단되었다.
따라서 이로부터 판단할 때 교량의 운영 관리자에게 전달되어야 할 가장 위험한 시점은 겨울철의 가장 낮은 온도를 표시하는 교량에 대한 신속한 대응방안을 마련하는 것이 필수적인 구성이라고 판단할 수 있다.
이와 같이 상판부의 거동량을 육안 조사만으로는 정밀한 계측이 어려울 뿐만 아니라, 측정오차가 발생하고, 미세 거동을 측정하는 것이 불가능해지는 문제점이 있었다.
특히 교량 상판부의 경우에는 기온이 가장 저하되는 시점이 겨울철 추운 밤이 된다고 할 수 있는데 이러한 시기에 인력을 투입하여 측정을 하는 것은 주행량의 증가에 따라 받침부의 이동이 발생하는 교량의 특수한 환경을 고려할 때 적절하지 못하다는 지적이 있어 왔다.
이러한 받침부에 대한 공사 설계시방서에 따를 때, 교량에 대한 받침부는 하판부의 상부면에 설치하여 상판부를 지지하고 상판부에서 전달되는 하중을 하부구조물인 하판부로 전달하는 역할을 하며, 온도 변화, 크리프, 건조 수축 지진, 풍압 등에 의한 신축을 지지하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물에 구조물 교량 받침부에 상판부와 하판부 및 상기 상판부와 하판부를 연결하는 미끄럼 부재(받침부)를 보여주는 정면도이다.
도 1을 참조하면, 구조물(100)은 교량의 상판부(110)에서는 차량의 이동이 발생하기 때문에 이러한 차량의 움직임에 맞추어 이동변위가 발생할 수 있다. 이러한 변동 특성에 맞추어 상판부(110)는 이동부라고 할 수 있다.
반면에 교량의 하판부(120)는 상기 교량의 상판부(110)를 지지해 주는 역할을 하면서 상판부(110)의 신축 진동을 흡수하는 역할을 수행할 수 있어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)는 눈금자(112)를 포함하는 상판 부착수단(210)과, 상기 구조물(100)의 하판부(120)에 고정되어 있는 형태로 지시침(122)이 결합되어 있는 지시계(124)가 부착되어 있는 하판 부착수단(220)을 포함할 수 있다.
상기 상판부(110)과 하판부(120) 사이에는 받침부(150)를 포함할 수 있고, 상기 받침부(150)는 상판부(110)의 거동을 흡수하고, 하측에 배치되어 있는 하판부(120)에 의해서 지탱되어 있도록 배치되어 있다.
하지만 이와 같은 구조물(100)인 교량의 경우에는 상기 받침부(150)의 이동량이 시설관리 공단에서 규정하고 있는 기준치를 초과하는 경우에는 상기 받침부(150)에 대한 보수 작업 또는 교정 작업이 즉각적으로 이루어져야 할 필요성이 크다고 할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)에서는 표 1에 나타난 바와 같이 계절의 온도 변화에 따라 상판부(110)에서 발생하는 전단응력을 흡수할 수 있는 필요성이 가장 필요한 시기는 겨울철인 혹한기라고 볼 수 있다. 따라서 온도 측정 수단이 필수구성요소라고 볼 수 있다.
이러한 기준에 맞추어 이하에서는 본 발명의 일 실시예인 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)의 작동을 여름철과 겨울철로 나누어 설명하기로 한다.
(작동)
A 여름철(온도가 상대적으로 높은 시기)
일단 여름철에는 구조물의 온도가 상승할 수 있다. 이와 같은 온도 상승에 대응하여 구조물인 교량의 받침부(150)는 상판부(110)의 이동 변위에 맞추어 신축 진동을 흡수할 수 있다.
이러한 특성을 보인다고 하더라도 온도 변화에 대한 측정은 필요하다고 볼 수 있기 ?문에 상기 구조물(100)의 표면에 블루투스 온도계 등을 설치하는 방법으로 온도 변화에 따른 받침부(150)의 이동의 변화 양상을 파악할 수 있다.
블루투스 온도계는 후술하겠지만, 블루투스 이외의 여러가지 다른 통신방식이나 온도 측정방식이 적용된 온도 측정기가 사용될 수 있다.
상기 온도 측정기의 형식은 꼭 무선 방식이어야 할 필요는 없으며, 유선방식으로 열전대(thermocouple)를 설치하고 이에 대한 측정신호를 받는 방식으로 구조물(100)에 대한 온도 측정을 통해서 온도 측정을 통해서 받침부(150)의 이동 양상에 대한 기초자료로 활용할 수 있다.
이러한 받침부(150)의 온도변화에 따른 양상을 파악해서 콘크리트 구조물인 교량의 구조 해석의 자료로 활용할 수 있다. 또한 이를 바탕으로 해서 교각의 유지보수 지침 등과 같은 곳에 적용하여 교각의 건전성을 향상시킬 수 있다.
또한 이러한 온도측정수단으로서 수은 온도계를 사용할 수 있다. 수은 온도계는 수은이 내장되어 있는 온도계로서, 온도 변화를 측정할 때, 수은 주에 색상 페인트를 묻혀서 최저점과 최고점의 변화 양상에 대한 파악이 가능하도록 구성할 수 있다. 이와 같은 수은 온도계를 사용하면 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)에서 발생하는 온도 변화량에 대하여 장시간이 경과한 경우에도 온도 변화의 폭에 대한 증거자료로 사용할 수 있다.
B 겨울철(온도가 상대적으로 낮은 시기)
겨울철에는 위 A에 기재한 것과 반대되는 현상이 발생할 수 있다.
구조물인 교량의 받침부(150)는 상판부(110)의 이동 변위에 맞추어 신축 진동을 흡수하지 못하고 교량의 상판부(110)가 차량의 이동에 따라 심한 변동이 발생할 수 있다. 이때는 즉각적으로 안전진단을 위한 조치가 필요할 수 있다.
즉 도 1에 도시된 바와 같이 교량 구조물(100)의 이동부인 상판부(110)가 좌측 또는 우측으로 이동하게 되고, 상판부(110)와 연결되어 있는 받침부(150)도 마찰 작용과 상판부(110)로부터 전달되는 전단응력(shear stress)에 의하여 좌측 또는 우측으로 이동하게 된다.
이때 받침부(미끄러짐 부재)(150)의 파손 또는 구조적인 변형이 발생할 수 있는 가능성도 증대되고 시각적인 관찰을 통한 대응조치가 필요할 수 있다.
이때 만일 상기 교량 구조물(100)에 대한 기초자료를 보유하고 있다면, 예를 들면 겨울철에 최저 온도 측정 데이터와 그에 따른 유간 또는 연동 거리에 따른 거동량에 대한 자료를 보유하고 있다면 즉각적인 대응 조치가 가능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물에 상판부와 하판부 사이에 교량받침을 설치한 것을 보여주는 측면도이다.
도 2를 참조하면, 교량 구조물(100) 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)가 부착되어 있는 것을 확인할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 최대 이동량 측정장치(200)는 눈금자(112)를 포함하는 상판 부착수단(210)과 지시침(122)이 고정되어 있는 지시계(124)가 부착되어 있는 하판 부착수단(220)을 포함하고 있다.
상기 하판 부착수단(220)은 하판부(120)에 고정되어 있어서, 움직임이 발생하지 않는 수단일 수 있다. 이에 반하여 상판 부착수단(210)은 상판부(110)의 이동 변위량에 맞추어 이동될 수 있도록 구성되어 있다.
단지 지시침(122)은 상기 상판부(110) 또는 하판부(120)와 수직을 이루고 있는 상태이므로 교량 상판부(110)의 수평 방향에 대한 이동 변위만이 측정가능하도록 구성되어 있다. 이러한 수평하게 배열된 눈금자(112)의 아래 측에는 제1 홈(116)이 수평방향으로 눈금자(112)에 평행하게 배치되어 있다.
도 3과 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단을 위한 구조물 변동폭 최대 이동량 측정장치가 각각 좌측, 우측 방향으로 상판부가 이동함에 따라 받침부재가 변화되는 모습을 모식적으로 보여주는 도면이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 하판부(120)에 고정되어 있는 하판 부착수단(220)에 설치된 지시계(124)에 결합된 지시침(122)의 이동량에 대한 판단이 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 실질적으로 움직이는 것은 상판부(110)이고 상판부(110)에 부착되어 있는 상판 부착수단(210)이 이동하고 이에 부착되어 있는 제1 홈(116)의 수평방향 변위가 발생하는 것이지만, 상기 제1 홈(116)에 삽입되어 있고 지시침(122)에 의하여 좌측 방향으로 이동되도록 되어 있는 제1 지지구(132), 지시침(122)에 의하여 우측 방향으로 이동되도록 설계되어 있는 제2 지지구(134)의 이동 변위로부터 여름철 또는 겨울철 동안의 최대 이동 변위에 대한 측정이 가능할 수 있다. 특히 제1 지지구(132)와 제2 지지구(134)는 최대 이동되고 난 뒤에는 원상 복구될 수 있도록 설계되어 있지 않아서 소정의 기간 동안 발생하는 변위량에 대한 정확한 측정이 가능할 수 있다.
이로부터 상기 교량의 구조물(!00)은 온도 변화에 따른 응력을 내재하고 있는 특성을 보유하고 있기 때문에 1주 또는 1달의 기간 동안 온도 변화량을 계측하고 상기 온도 변화량 중 최대치와 최소치를 추출하여 상기 정해진 기간에 맞추어 최대 온도의 변화량에 맞추어 상기 교량 상판부(110)의 변위량을 측정하고 안전진단을 수행할 수 있는 것일 수 있다.
이러한 상판부(110)에 대한 일정 기간 동안의 계측은 교량 설계 등에 반영할 수 있는 데이터로 활용할 수 있고, 상기 해당하는 교량이 어느 편으로 기울어져 있다라든가, 어느 쪽으로 무게 중심이 기울어져 있어서 이에 대한 보강이 필요한 지에 대한 판단 수단을 제공할 수 있다.
또한 이와 같은 교량 구조물(100)의 경우에는 교량의 상판부(110) 등에 조류가 안착할 경우, 부식 등이 발생할 우려가 있다. 비둘기를 포함하는 조류들은 날아다니기 위해서 가능한 한 체중을 줄이는 방향으로 진화하였다. 따라서 체내에서 생겨나는 노폐물을 바로 배설하고 체내에 저장하지 않는다. 이러한 과정 때문에 비둘기는 오줌을 저장하는 방광이 없고 대장이 거의 없으며 물을 자주 먹지 않기 위해 오줌과 똥이 구별되지 않는 상태로 배출한다. 일반적으로 포유류가 독성이 없는 요소를 만드는 과정은 시간이 오래 걸리고, 에너지도 많이 소비되므로 조류는 암모니아를 요소 대신 요산으로 만들어 배출한다. 요산은 요소보다 독성이 높지만 단위 질량당 질소함량이 많아서 배출효율이 높다. 더구나 조류는 많은 에너지를 필요로 하기 때문에 대부분 육식을 하므로 체중 대비 상대적으로 많은 질소 성분을 배출해야 한다. 따라서 비둘기를 포함하는 조류는 독성이 있는 요산을 방광에 저장하지 않고 형성되는 즉시 배출하므로 조류의 배설물에는 요산이 들어 있다. 요산은 물과 만나면 산성을 띠게 되어 금속을 부속시키고, 염기성을 띠는 석회석 같은 암석이나 석회석을 재료로 만드는 콘크리트에 닿으면 이들을 부식시키게 된다.
비둘기 배설물 등은 철이나 콘크리트 재질로 만든 건축물을 부식시키고, 수명을 단축시키는 결과를 초래할 수 있다. 상기 조성물은 기능적인 분류로 볼 때, 점착력을 부여하는 점착력 부여제, 물에 안정성을 갖도록 함유된 물성 안정제, 흘러내리는 것을 방지하기 위해 부여되는 점도 증가제, 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의한 물성의 변화를 방지할 수 있는 자외선 차단제와 조류가 기피하도록 구성된 기피 성분을 포함할 수 있다.
상기 점착 성 부여제는 폴리부틸렌(polybutylene, (C4H8)n)을 사용할 수 있다.
폴리부틸렌은 조류가 싫어하는 끈적거리는 점착 성분으로 무색, 무취이고, 독성이 없으며, 흐름성이 강한 액체이다. 열, 자외선, 공기에 노출되어도 안전성이 우수하며, 분산성이 뛰어나 조성물의 구성성분이 원할하게 혼합될 수 있도록 한다.
그리고 이러한 폴리부틸렌이 우천시에 유실되는 문제를 차단하기 위해 비를 차단하는 능력이 우수한 세레신 왁스(ceresin wax)를 사용할 수 있다. 세레신 왁스는 지랍(ozokerite)으로부터 정제한 왁스를 말하며, 여름철 장마 시기에 많이 오는 비와 공기를 차단하는 능력이 뛰어나 조성물의 분리현상을 방지할 수 있다.
흘러내리는 것을 방지할 수 있는 물질로는 활석을 사용할 수 있다.
할석(talc)은 전기에 대하여 절연성을 보이며, 분말 상태일 때, 흡수성과 고착성이 강하여 내화성도 우수하다고 알려져 있다. 활석은 흡수력이 뛰어나 분말들 중에서 날림성(blowing)이 적어 대량 생산시 작업성이 우수하고 화재의 위험성을 줄여주는 역할을 수행할 수 있다.
그리고 자외선 차단제로서 이산화티타늄(TiO2)를 사용할 수 있다. 이산화티타늄은 무색 또는 백색 분말로서, 냄새, 맛, 독성이 없으며, 황산이외에는 녹지 않는 음폐력이 매우 큰 분자이다.
또한 조류가 싫어하는 성분으로서 매운 맛을 내는 천연 성분인 고추추출물, 후추, 산초 중의 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이와 같이 구성된 조류 퇴치 조성물은 콜로이드계가 유동성을 잃고 고화된 상태의 물질로서 점착성이 우수하다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 조류에 의한 교량 구조물(100)의 피해를 방지하기 위해서 교량의 상판부 또는 하판부 등의 필요 지역에 부착하는 형태로 사용이 가능할 수 있다.
상기 조성물은 상기 상판부(110) 또는 하판부(120)에는 조류의 피해를 막기 위한 겔상의 조성물이 부착되고, 상기 겔상의 조성물은, 점착력을 부여하는 점착력 부여제, 조성물에 안정성을 갖도록 함유된 물성 안정제, 흘러내리는 것을 방지하기 위해 부여되는 점도 증가제, 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의한 물성의 변화를 방지할 수 있는 자외선 차단제와 조류가 기피하도록 구성된 기피 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에 포함되는 천연신미(매운맛) 성분은 신미 성분 그 자체 뿐만아니라, 상기 신미성분을 포함하는 식물, 상기 식물의 열매, 씨 또는 잎 등의 그 자체, 그 건조 분말 또는 그 추출물을 포함한다. 이러한 신미 성분을 갖고 있는 물질로는 생강, 울금, 바닐라콩, 계피, 고추, 후추, 산초, 검은 겨자, 흰 겨자, 고추 냉이, 파, 양파, 부추, 무, 파래, 고사리, 아스파라거스, 파슬리, 양배추 또는 마늘을 사용할 수 있다.
또 하나의 성분으로서 식용색소를 사용할 수 있다. 식용색소는 조류 퇴치를 할 장소에 맞춰 조류 퇴치용 조성물을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 조류 퇴치용 조성물은 그 대상으로 비둘기, 까치, 찌르레기, 또는 철새 등을 대상으로 하며, 겔상으로 제조되어 처리하기 용이한 형태를 취할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 본 발명에서는 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)에서 연단거리를 측정하는 방법으로 교량 받침의 이동량을 측정할 수 있다.
교량 테두리와 교량 받침부(150)와의 거리를 연단거리라 칭한다. 연단 거리는 교량 안전도를 나타내는 지표로 사용되며, 이러한 연단거리를 측정하는 연단거리 측정장치는 교량테두리와 교량 받침부(150) 간의 연단거리를 측정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치에서 연단거리 측정장치(500)를 장착하여 연단거리를 측정하는 것을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 연단거리 측정장치(500)는 좌우 측면부에 제1, 2 지지수단(510, 520)을 구비하여 상기 제1, 2 지지수단(510, 520)으로부터 연장된 회전수단(530)을 통해서 연직방향으로 배치되어 상측부는 상기 교량 상판부(110)의 이동량에 따라 변위가 발생하고, 상기 교량 하판부(120)는 고정되어 있는 특성으로 인하여 상기 회전수단(530)에서 연장된 제1, 2 받침부(540, 550)와 상기 제1, 2 받침부(540, 550)에 고정되어 상기 제1, 2 받침부(540, 550)에 수평방향으로 배치되어 교량의 연단거리를 측정할 수 있는 광학 측정수단(600)을 더 포함하여 실시간으로 연단거리에 대한 측정이 가능한 것일 수 있다.
상기 연단거리 측정장치(600)로는 광학 거리측정기를 사용할 수 있다. 이러한 회전수단(530)에 의해 제1, 2 받침부재(540, 550)는 수평상태를 유지할 수 있는 특성을 가질 수 있다.
광학 거리 측정기는 제1 2 받침부(540, 550)에 평행하게 놓여 레이저를 측정점에 조사하여 거리를 측정할 수 있다. 이와 같이 측정된 연단거리(본 발명의 일 실시예에서는 좌우측 양방에서 광학거리 측정기(600)를 배치한 상태에서 측정할 수 있는 구성이기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)에 대한 보조 수단으로 사용할 수 있다.
여기에 더하여 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치는 점착시트의 형태로 구현될 수 있다.
구체적으로 교량 구조물(100)의 폭이 크지 않고 소형인 경우에는, 상판 부착수단(210)과 하판 부착수단(220)을 소형화/경량화하여 상판/하판 부착수단(210, 220)이 일종의 점착 적층 시트 형태로 구현되도록 할 수 있다.
이러한 경우, 상판 부착수단(210)과 하판부착수단(220)에 결착되는 다른 구성들(지시침(122), 지시계(124) 등) 또한 소형/경량의 소재로 제작하여 점착 적층 시트 형태로 제작된 상판/하판 부착수단(210, 220)에 큰 하중을 가하지 않으면서도 교량 구조물 상판부(110)의 변위 측정을 효과적으로 실시하도록 할 수 있다.
상술한 점착적층 시트의 경우, 구조물에 결합하는 부분을 기준으로 이형층, 점착층, 구조층으로 점착적층 시트가 형성되도록 할 수 있다. 특히 구조층은 상술한 바와 같이 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치(200)의 다른 구성들의 하중을 지지하면서도 강성 등이 제공될 수 있는 실리콘 등의 재질이 바람직하다.
이러한 점착 적층 시트의 구현을 통해, 측정장치를 설치하는 설치자는 해상에 설치된 교각의 하부 등과 같은 열악한 환경에서도 시트의 이형층을 제거하고, 구조물에 점착층을 결착시킴으로써 쉽게 구조물 교량 받침 최대이동량 측정장치(200)를 설치할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 구조물 110: 상판부
120: 하판부 112: 눈금자
114: 0점 116: 제1홈
132: 제1 지지구 134; 제2 지지구
122: 지시침 124: 지시계
150: 받침부(미끄러짐부재)
200: 안전진단을 위한 구조물 교량 받침 최대이동량 측정장치

Claims (6)

  1. 교량의 이동부인 상판부(110)와 상기 상판부(110)를 지지하는 하판부(120) 및 상기 하판부(120)와 상판부(110) 사이에서 미끄러짐을 흡수할 수 있는 미끄러짐부재(150)를 포함하는 교량의 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치에 있어서,
    상기 교량의 온도를 측정하는 온도 측정 수단;
    상기 온도 측정 수단으로부터 측정된 온도 데이터에 맞추어 교량의 상판부(110)의 이동변위량을 측정할 수 있도록, 교량의 상판부(110)에 부착되어 있는 눈금자(112)를 포함하는 상판부 부착수단(210);
    상기 상판부 부착수단(210)의 이동량에 관계없이, 이동량에 대한 데이터를 표시할 수 있는 지시침(122)과 교량의 하판부(120)를 연결하는 하판부 부착수단(220); 및
    상기 눈금자(112)는 제1홈(116)을 포함하며, 상기 제1홈(116)에 삽입되어 지시침(122)에 의하여 좌측 방향으로 이동가능한 제1지지구(132) 및 지시침(122)에 의하여 우측 방향으로 이동가능한 제2지지구(134)를 포함하며,
    상기 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치는 연단거리 측정을 위해 연단거리 측정장치(500)를 더 포함하며,
    상기 연단거리 측정장치(500)는, 상기 상판부(110)의 좌우 측면부에 부착되며, 회전수단(530)을 통해 연직방향으로 배치되는 제1지지수단(510) 및 제2지지수단(520)을 포함하며,
    상기 회전수단(530)은 하단에 제1받침부(540) 및 제2받침부(550)를 포함하며, 상기 제1받침부(540) 및 제2받침부(550)는, 실시간으로 연단거리를 측정하기 위해 상기 제1받침부(540) 및 제2받침부(550)에 수평방향으로 배치된 광학거리 측정기(600)을 더 포함하며,
    상기 상판부 부착수단(210)과 하판부 부착수단(220)은 점착 적층 시트 형태로 구현되며, 상기 점착 적층 시트는 이형층, 점착층, 구조층으로 형성되며, 상기 구조층은 실리콘 재질인 것을 특징으로 하는
    안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교량의 구조물(100)은
    온도 변화에 따른 응력을 내재하고 있는 특성을 보유하고 있기 때문에 1주 또는 1달의 기간 동안 온도 변화량을 계측하고 상기 온도 변화량 중 최대치와 최소치를 추출하여 상기 정해진 기간에 맞추어 최대 온도의 변화량에 맞추어 상기 교량 상판부(110)의 변위량을 측정하고 안전진단을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치는,
    겨울철에는 온도 신축에 의해 최대 이동량을 보이고,
    여름철에는 온도에 의한 팽창으로 최소 이동량을 보이는 것을 특징으로 하는 안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하판부(120) 또는 상판부(110)에는 조류의 피해를 막기 위한 겔상의 조성물이 부착되고,
    상기 겔상의 조성물은,
    점착력을 부여하는 점착력 부여제, 조성물에 안정성을 갖도록 함유된 물성 안정제, 흘러내리는 것을 방지하기 위해 부여되는 점도 증가제, 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의한 물성의 변화를 방지할 수 있는 자외선 차단제와 조류가 기피하도록 구성된 기피 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    안전 진단을 위한 구조물 교량 받침 최대 이동량 측정장치.
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