KR102115202B1 - 긴장력 계측 시험용 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리스트레스 콘크리트 구조체의 긴장력 계측을 위한 시험용 거더에 관한 것으로서, 일정 길이로 형성되어 거더의 몸체를 이루는 콘크리트 구조체; 강선 재질의 와이어로서, 상기 콘크리트 구조체를 통과하여 상기 콘크리트 구조체의 양단에 각각 고정되는 긴장재; 및 상기 콘크리트 구조체에 외력 인가에 따른 상기 긴장재의 변형을 측정하는 계측기를 포함하는 긴장력 계측 시험용 거더를 제공한다.

Description

긴장력 계측 시험용 거더{A test girder for measuring tensile force}

본 발명은 프리스트레스 콘크리트 구조체의 긴장력 계측을 위한 시험용 거더에 관한 것으로서, 구체적으로는 콘크리트 구조 및 긴장재의 변형을 효과적으로 측정할 수 있는 구조의 시험용 거더에 관한 것이다.

콘크리트 거더에 작용하는 수직하중은 모멘트 하중으로 바뀌게 되며 이 모멘트 하중은 거더의 상부에서는 압축력이 하단에서는 인장력을 발생시킨다.

콘크리트는 그 재료적 특성에 따라 압축력에는 효율적으로 저항을 하지만 인장력에 대해서는 균열이 발생하는등 구조적으로 매우 취약하다. 따라서, 종래의 프리스트레스 콘크리트 거더에서는 거더의 하부에서 발생하는 인장력에 저항하기 위하여 콘크리트 타설 전 혹은 타설 후에 인위적으로 긴장력을 도입한 긴장재를 설치한다.

한편, 긴장재는 프리스트레싱 직후 또는 시간이 지남에 따라 일정량의 손실이 발생한다. 시간 경과에 따라 콘크리트의 재료적인 특성에 기인한 건조수축 및 크리프에 의해서 프리스트레싱의 손실이 일어나기도 한다. 강재 텐던의 측면에서는 시간이 지남에 따라 점차적으로 긴장력이 손실되는 이른바, 릴렉세이션(Relaxation)에 의해서도 초기 프리스트레싱의 유실이 발생한다.

일반적으로는 콘크리트 거더의 제작 시점에서 긴장재의 정착부위에 장착한 로드셀 및 긴장력을 도입하는 유압잭을 이용하여 프리스트레싱 긴장력을 계측하나, 거더의 제작이 완료되는 시점에서는 긴장재와 콘크리트 사이의 빈 공간에 시멘트 그라우팅을 주입하게 되고 정착구 또한 콘크리트로 채워지게 된다. 따라서, 교량의 공용 중에는 프리스트레싱을 도입한 콘크리트 거더 긴장재의 긴장력을 직접 계측하기가 어려운 문제가 있다. 따라서, 긴장력 계측 시험용 거더가 요구되고 있는 상황이다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-1546213호 공고일자 2015년08월25일

본 발명은 콘크리트 구조 및 긴장재의 변형을 효과적으로 측정할 수 있는 구조의 시험용 거더의 제공을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 긴장력 계측 시험용 거더는, 일정 길이로 형성되어 거더의 몸체를 이루는 콘크리트 구조체; 강선 재질의 와이어로서, 상기 콘크리트 구조체를 통과하여 상기 콘크리트 구조체의 양단에 각각 고정되는 긴장재; 및 상기 콘크리트 구조체에 외력 인가에 따른 상기 긴장재의 변형을 측정하는 계측기를 포함한다.

이때, 상기 콘크리트 구조체는 길이 방향을 기준으로 상하로 분리되는 구조로서, 중앙부분의 저면이 하측을 향해 완만한 원호 형태로 돌출된 형태를 포함하는는 상측 구조체; 및 상기 중앙부의 상면이 상기 원호 형태에 대응되는 완만한 오목형태를 포함하여, 상기 상측 구조체와 맞춤 형태로 결합되어 상기 거더를 이루는 하측 구조체를 포함할 수 있다.

또한, 상기 긴장재는, 상기 상측 구조체의 저면과 상기 하측 구조체의 상면 사이를 지나도록 배치될 수 있다.

한편, 상기 계측기는,상기 긴장재의 변형을 상기 긴장재에 인가된 음파의 회신 시간차이의 변화에 의해 측정하는 초음파 계측기를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 초음파 계측기는, 상기 긴장재의 어느 한 단부에 배치되어 특정 주파수의 진동을 상기 긴장재에 인가하는 제1 신호 인가부; 상기 긴장재의 반대편 단부에 배치되어 상기 특정 주파수의 진동을 상기 긴장재에 인가하는 제2 신호 인가부; 및 상기 긴장재의 중앙부분에 배치되어, 상기 제1 신호 인가부 및 상기 제2 신호 인가부에서 상기 긴장재에 인가된 진동을 수신하는 진동 수신부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 진동 수신부는, 상기 긴장재의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 나란하게 배치되는 복수의 수신기를 포함하고, 각각의 상기 수신기는, 상기 긴장재 내에서의 상기 진동의 전파 속도를 상기 진동의 주파수로 나눈 값에 비례하는 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 긴장력 계측 시험용 거더에 의하면, 설계에 대한 안전성이 검증되지 않은 신규 개발 고강도 강연선에 대해 손실량 및 긴장력 프로파일을 얻을 수 있고, 이로 인해 고강도 강연선에 부합되는 새로운 손실량 추정식을 개정하고, 합리적인 설계기준을 제시할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 긴장력 계측 시험체의 구성을 보인 단면도이다.
도 2a는 도 1의 I-I' 단면을 바라본 단면도이다.
도 2b는 도 1의 V-V' 단면을 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 계측기가 부착된 상태를 보인 부분 단면도이다.
도 4는 제1 실시예에서 다수의 긴장재에 복수의 계측기가 구비된 상태를 보인 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 긴장력 계측 시험용 거더의 모식적인 측면도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 긴장력 계측 시험용 거더의 단면도이다.
도 7은 제2 실시예에서 계측기가 긴장재의 변형을 측정하는 것을 설명하는 모식도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 긴장력 계측 시험체의 구성을 보인 단면도이고, 도 2a는 도 1의 I-I' 단면을 바라본 단면도이고, 도 2b는 도 1의 V-V' 단면을 바라본 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에서 계측기가 부착된 상태를 보인 부분 단면도이고, 도 4는 제1 실시예에서 다수의 긴장재에 복수의 계측기가 구비된 상태를 보인 설명도이다.

본 발명의 제1 실시예는 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명하면, 도 1에 도시된 바에 따르면, 본 실시예는 일방향으로 길게 형성되고 그 중앙부의 저면이 바닥을 향해 돌출된 구조물바디(20)와, 상기 구조물바디(20)의 양단에서 하부로 돌출되어 상기 구조물바디(20)를 지지하는 교각(30)을 포함하는 시험구조체(10)와, 상기 시험구조체(10)의 양단에서 매립되고, 상기 구조물바디(20)를 지지하는 긴장재(40), 및 상기 구조물바디(20)를 지지하는 긴장재(40)의 표면에 부착되는 계측기(60)를 포함할 수 있다.

제1 실시예에서 상기 시험구조체(10)는 3개가 구비되고, 각각의 시험구조체(10)에는 서로 다른 물성을 가지는 긴장재(40)가 구비된다. 상기 긴장재(40)는 프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete)에서 콘크리트에 프리스트레스를 주기 위해서 콘크리트 중 또는 외부에 배치된 강재(鋼材) 등을 말하며, 이것에 기계적으로 인장력을 주어 그 반작용으로 프리스트레스를 도입(導入)한다

제1 실시예에서 긴장재(40)로 사용되는 강연선의 역학적 성능 중 인장강도는 각각 1,860MPa, 2,160MPa, 2,400MPa이다. 이러한 긴장재(40)의 물성은 그 자체성능을 나타내지만, 이러한 긴장재(40)가 적용된 구조물의 성능은 여러가지 설계조건에 따라 상이하게 나타나므로 이러한 차이를 실험적으로 분석할 필요가 있다.

상기 시험구조체(10)는 전체적으로 교량의 형상으로 형성되며, 상기 시험구조체(10)의 양단은 바닥에 지지되는 교각(30)이 구비되고, 교각(30)의 사이에는 구조물바디(20)가 구비된다. 상기 구조물바디(20)와 교각(30)은 각각의 형상과 역할을 위하여 구분한 것으로, 실제는 하나의 구조체를 형성할 수 있다. 즉, 상기 시험구조체(10)와 대응되는 형상의 거푸집을 제작한 후 철근 및 상기 긴장재(40)를 조립한 후 콘크리트를 타설하여 상기 구조물바디(20)를 제작한 후 상기 구조물바디(20)의 내부에 위치한 상기 긴장재(40)가 외부로 노출될 수 있도록 상기 구조물바디(20)의 하단부를 제거하여 형성할 수 있는 것이다.

시험구조체(10)는 상기 긴장재(40)가 일정부분 매립된 상태에서 콘크리트가 굳어져 형성될 수 있다. 상기 구조물바디(20)는 그 중앙부에서 양단으로 갈수록 그 두께가 점점 줄어드는 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 구조물바디(20)의 저면(22)은 일정한 곡률을 갖도록 라운드지게 형성될 수 있다.

이는 상기 긴장재(40)가 상기 구조물바디(20)의 전 영역에 밀착되어 상기 시험구조체(10)를 균일하게 지지하기 위함이다. 즉, 상기 구조물바디(20)의 무게 등이 상기 긴장재(40)의 전 영역에 골고루 작용하여 상기 긴장재(40)의 인장강도를 합리적으로 균일하게 측정할 수 있다. 또한, 이는 실제 교량을 구축하는 과정에서 긴장재(40)의 실제 적용사항과 유사하기 때문에 실제 구조물의 성능 검증에 유효하게 적용될 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 긴장재(40)는 상기 시험구조체(10)의 양단, 즉 상기 교각(30) 영역에서는 상기 시험구조체(10)의 중간 높이에 위치한다. 그리고, 상기 긴장재(40)는 상기 시험구조체(10)의 중간부, 즉 상기 구조물바디(20) 영역에서는 상기 시험구조체(10)의 저면으로 노출되게 된다. 상기 긴장재(40)는 3개로 이루어질 수 있는데, 이는 상기 시험구조체(10)의 중간에 배치된 제1긴장부(42)와, 상기 제1긴장부(42)의 양쪽으로 배치된 제2긴장부(44)로 구성될 수 있다.

상기 시험구조체(10)의 중간에 배치되는 제1긴장부(42)는 상기 시험체(10)의 인장력을 부담하게 된다. 상기 제1긴장부(42)는 다수의 강연선으로 구성될 수 있다. 상기 제1긴장부(42)는 쉬스관에 들어가 외부 가혹환경으로부터 보호될 수 있다.

또한, 상기 제1긴장부(42)의 양측에 배치된 상기 제2긴장부(44)는 모노텐던 한 가닥으로 구성될 수 있다. 상기 제2긴장부(44)는 손실량을 측정할 수 있는 강연선이고, 중앙부에 설치된 제1긴장부(42)와 측면에 설치된 제2긴장부(44)는 동일한 인장력을 통해 포스트텐션하게 된다.

제2긴장부(44)는 완전 노출하여 포스트텐션 후 계측기(60)가 부착된다. 상기 제2긴장부(44)는 노출로 인해 부식이 야기될 수 있으므로 공업용 그리스 등을 도포하여 부식을 방지할 수 있다. 또한 긴장재(40)의 제1긴장부(42) 및 제2긴장부(44)는 동일 수평면 상에 위치하여 도심이 일치할 수 있도록 한다.

참고로, 상기 제1긴장부(42)는 쉬스관에 매립되는데, 절반은 상기 구조물바디(20)에 매립되고, 나머지 절반은 노출시켜 추후 그라우팅 상태를 확인할 수 있도록 한다. 그라우팅(grouting)은 그라우트(주입액)를 주입하거나 충전(充塡)하는 것을 말한다.

상기 계측기(60)는 상기 긴장재(40)의 외력에 의한 변형률을 전기저항의 변화에 의해 측정하는 스트레인게이지 등으로 설명될 수 있다. 스트레인게이지는 물체가 외력으로 변형될 때 변형을 측정하는 측정기를 말하며, 물체에 부착시켜 측정한다. 합금선은 인장방향의 변형을 받으면 길이가 증가하여 단면적이 감소되어 전기저항이 증가하며, 그 증가분을 측정한다. 저항측정은 원리적으로는 전기저항 측정기(Wheatstone Bridge)를 사용할 수 있다.

상기 계측기(60)는 상기 긴장재(40)에 부착되어 체결구(70)로 고정될 수 있다. 이때, 상기 긴장재(40)의 표면은 정밀한 측정을 위해 표면처리되고, 상기 계측기(60)는 에폭시 접착제 등에 의해 부착될 수 있다.

계측기(60)는 접착력 확보를 위해 약 24시간 일정한 압력으로 상기 긴장재(40)에 밀착되는 것이 바람직하며, 접착면은 방수를 위한 코팅처리 될 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 상기 구조물바디(20)의 중앙 상면에 일정중량을 가지는 하중체를 두어 실제 교량등에 차량의 운행등에 의해 가해질 수 있는 하중을 구현하여 보다 현장과 가까운 형태의 실험을 구현할 수도 있다. 구조물바디(20)에서 상기 하중체가 위치하는 부분은 비단 중앙상면 뿐만 아니라 상기 구조물바디(20)의 중앙을 기준으로 어느 일측으로 치우친 위치에 구비하는 것도 가능하다.

도 4를 참조하면, 상기 시험구조체(10)는 동일한 환경조건에서 서로 다른 인장강도를 갖는 긴장재(40)가 구비된 3개로 구성될 수 있다. 즉, 3개의 시험구조체(10)가 각각 1,860MPa, 2,160MPa, 2,400MPa의 인장강도를 갖는 긴장재(40)로 지지되는 것이다. 이때, 상기 계측기(60)는 상기 긴장재(40)의 중간을 기준으로 일정한 거리로 이격되어 다수개가 배치될 수있다.

1,860 MPa의 인장강도를 갖는 긴장재(40)는 실제 구조물에 적용되어, 그 역학적 성능과 구조물의 성능이 검증되었으므로, 2,160 MPa과 2,400 MPa의 인장강도를 갖는 긴장재(40)는 1,860 MPa의 긴장재(40)와 데이터를 비교하여 실제 구조물에 적용되었을 때의 성능을 가늠할 수 있는 지표로 삼을 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 긴장력 계측 시험용 거더의 모식적인 측면도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 긴장력 계측 시험용 거더의 단면도이고, 도 7은 제2 실시예에서 계측기가 긴장재의 변형을 측정하는 것을 설명하는 모식도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 긴장력 계측 시험용 거더(1000)는 콘크리트 구조체(100), 긴장재(200) 및 계측기(300)를 포함한다.

콘크리트 구조체(100)는 일정 길이로 형성되어 거더의 몸체를 이루는 콘크리트 구조물이다. 콘크리트 구조체(100)는 본 발명의 제1 실시예의 구조물바디(20)에 대응되는 구성이다.

본 실시 형태에서 콘크리트 구조체(100)는 길이 방향을 기준으로 상하로 분리도는 구조로서, 콘크리트 구조체(100)는 상측 구조체(110) 및 하측 구조체(120)를 포함하는 형태로 이루어진다.

상측 구조체(110)는 중앙부분이 저면이 하측을 향해 완만한 원호 형태로 돌출된 형태를 가진다. 긴장재(200)는 완만한 원호 형태의 저면을 따라 배치된다.

도 6을 참고하면, 상측 구조체(110) 및 하측 구조체(120)는 긴장재(200)의 위치를 가이드하는 가이드홈(111, 121)을 접하는 면에 구비한다.

상측 구조체(110)는 중앙부분의 저면에 반원 형태로 파인 가이드홈(111)을 구비한다. 가이드홈(111)은 상측 구조체(110)의 길이 방향으로 구비되며, 긴장재(200)는 가이드홈(111)에 반 매립 상태로 배치된다.

하측 구조체(120)는 중앙부의 상면이 상측 구조체(110)의 원호 형태의 저면에 대응되도록 완만한 오목형태를 포함한다. 따라서, 하측 구조체(120)는 상측 구조체(110)와 맞춤 형태로 결합되어 거더를 이룬다.

하측 구조체(120)는 중앙부분의 상면에 사각 형태로 파인 가이드홈(121)을 구비한다. 가이드홈(121)은 하측 구조체(120)의 길이 방향으로 구비되되, 가이드홈(111)과 마추하는 위치에 배치된다. 가이드홈(121)은 긴장재(200)에 부착되는 진동 수신부(330)를 수납하도록 긴장재(200)의 직경과 진동 수신부(330)의 두께에 대응되는 깊이를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

긴장재(200)는 강선 재질의 와이어로서, 콘크리트 구조체(100)를 통과하여 상기 콘크리트 구조체의 양단에 각각 고정된다. 긴장재(200)는 제1 실시예의 긴장재(40)에 대응되는 구성이다.

긴장재(200)는 상측 구조체(110)의 양 단의 정착구(210, 220)에 의해 긴장 상태를 가진채로 고정된다. 앞서 설명한 바와 같이 긴장재(200)는 상측 구조체(110)의 저면과 하측 구조체의 상면 사이를 지나도록 배치된다. 도시된 바에 따르면 3개의 긴장재가 평행하게 배치되는 것으로 되어 있으나, 실시 형태에 따라 사용되는 긴장재의 수는 가감될 수 있다.

계측기(300)는 콘크리트 구조체(100)에 외력 인가에 따른 긴장재(200)의 변형을 측정한다. 일 실시 형태로서, 계측기(300)는 긴장재(200)의 변형율(즉, 늘어난 길이)을 긴장재(200)에 인가된 음파의 회신 시간차이의 변화에 의해 측정하는 초음파 계측기를 포함하는 형태로 실시될 수 있다.

제2 실시예에서 계측기(300)는 초음파 계측기만으로 구성되므로, 간결한 설명을 위해 초음파 계측기의 구성을 식별부호 '300'으로 도시하여 설명하기로 한다.

또 다른 실시예(제3 실시예)에 따르면 계측기(300)는 레이저 길이 측정기를 포함하도록 실시될 수 있다. 구별을 위해 레이저 길이 측정기는 식별부호 '400'으로 도시하며, 별도의 도면(도 8)을 통해 설명하기로 한다.

먼저 제2 실시예부터 설명하기로 한다. 초음파 계측기(300)는 제1 신호 인가부(310), 제2 신호 인가부(320), 진동 수신부(330) 및 제어부(340)를 포함한다.

제1 신호 인가부(310)는 긴장재(200)의 어느 한 단부에 배치되어 특정 주파수의 진동을 상기 긴장재에 인가한다. 제1 신호 인가부(310)는 전압 인가에 따라 진동하는 피에조 소자를 포함하는 형태로 실시될 수 있다.

제2 신호 인가부(320)는 긴장재(200)의 반대쪽 단부에 배치되어 특정 주파수의 진동을 긴장재(200)에 인가한다. 제2 신호 인가부(320)는 제1 신호 인가부(310)와 동일한 형태의 것으로 실시하는 것이 바람직하며, 제2 신호 인가부(320)와 제1 신호 인가부(310)에서 인가되는 특정 주파수의 신호 또한 동일한 것(동일한 세기 및 동일한 주파수)이 바람직하다.

진동 수신부(330)는 제2 신호 인가부(320)와 제1 신호 인가부(310)에서 인가되는 특정 주파수의 신호를 수신한다.

진동 수신부(330)는 긴장재(200)의 중심 부분에서 길이 방향에 대해 일정 간격으로 나란하게 배치되는 복수의 수신기(330-1, 330-2, 330-k, ..., 330-n)를 포함한다. 긴장재(200)의 길이에 따라 배치되는 수신기의 수는 적절히 가감될 수 있다.

본 실시예에서, 각 수신기(330-1, 330-2, 330-k, .. , 330-n)의 배치 간격은 긴장재(200) 내에서의 진동의 전파 속도를 진동의 주파수로 나눈 값에 비례하는 간격인 것이 바람직하다.

긴장재(200) 내에서의 진동의 전파 속도를 v라고하고, 인가되는 진동의 주파수를 f라고 하고, 각 수신기의 배치 간격을 d라고하면, 배치간격 d는 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.

d= k×(v/f) (여기서 k는 비례상수)

일 실시 형태로서, 제2 신호 인가부(320)와 제1 신호 인가부(310)에서 동시에 진동을 인가하면,

진동은 긴장재(200)의 양 단부로부터 순차적으로 전파되어, 각각 수신기(330-1, 330-n), 수신기 (330-2, 330-(n-1)를 지나 긴장재(200)의 정 중앙에 위치한 수신기(330-k)에 진동 신호가 마지막으로 수신된다. (이때, 진동 수신부(330)를 긴장재(200)에 배치할 때 수신기(330-k)가 긴장재(200)의 정확히 중심에 위치하도록 위치 조절이 선행되어야 한다)

중앙에 위치한 수신기(330-k)에 도착한 신호는 진동 위상이 중첩되므로 2배의 위상 값의 세기로 측정된다. 이후, 중앙을 지난 각 신호는 수신기 (330-2, 330-(n-1)), 수신기(330-1, 330-n)에서 모두 중첩되므로 2배의 위상 값의 세기로 측정된다.

이후, 콘크리트 구조체(100)에 외력 인가에 따른 긴장재(200)의 변형(길이 변화 또는, 탄성 변화에 따른 긴장재(200) 내에서의 진동의 전파 속도(v)에 변화가 발생하면, 각 수신기 간의 간격 d가 변화하므로 위상이 정확하게 중첩되는 위치를 벗어나게 되므로 정 중앙에 위치한 수신기(330-k)를 제외한 다른 수신기 (330-2, 330-(n-1)), 수신기(330-1, 330-n) 등에서 측정되는 진동의 세기 값은 변화된다.

제어부(340) 이러한 진동의 세기 값의 변화를 기초로하여 긴장재(200)의 변형(길이 변화)을 효과적으로 계산할 수 있다.

도8 은 제3 실시예에서 레이저 길이 측정기가 긴장재의 변형을 측정하는 것을 설명하는 모식도이다. 제3 실시예는 계측기(300)로서 레이저 길이 측정기가 사용되는 예이다. 앞서 설명한 바와 같이 초음파 계측기로 사용된 식별부호 '300'과의 구분을 위해 레이저 길이 측정기는 식별부호'400'으로 설명하기로 한다.

계측기(300)는 긴장재의 변형을 긴장재(200)에 인가된 레이저의 이동 시간의 변화에 의해 측정하는 레이저 길이 측정기(400)를 포함한다.

레이저 길이 측정기(400)는 긴장재(200)의 어느 한 단부에 배치되어 레이저를 발신하는 레이저 발신부(410), 긴쟁재(200)의 다른쪽 단부에 배치되어 레이저 발신부(410)에서 발신된 레이저를 수신하는 레이저 수신부(420) 및 레이저 발신부(410) 및 레이저 수신부(420)을 제어하는 제어부(430)을 포함한다.

레이저의 진행을 위해 긴장재(200)는 길이방향으로 배치되는 광섬유(F)를 포함한다. 광섬유(F)는 긴장재(200)를 강선을 꼬아 제조할때 강선 와이어 사이에 삽입되므로, 긴장재(200)의 길이 변화에 따라 광섬유(F) 또한 그 길이가 변화한다.

제어부(430)는 레이저 수신부(420)에서 수신되는 레이저의 수신 시간 변화를 통해 긴장재(200)의 길이 변화를 계산할 수 있다.

한편, 긴장재(200)의 길이 변화를 정확하게 측정하기 위해 레이저 길이 측정기(400)는 도 7에 도시된 초음파 계측기(300)와 병행하는 형태로 실시될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1000 : 긴장력 계측 시험용 거더
100 : 콘크리트 구조체
200 : 긴장재
300 : 계측기
400 : 레이저 길이 측정기

Claims (6)

1. 일정 길이로 형성되어 거더의 몸체를 이루는 콘크리트 구조체;
   강선 재질의 와이어로서, 상기 콘크리트 구조체를 통과하여 상기 콘크리트 구조체의 양단에 각각 고정되는 긴장재; 및
   상기 콘크리트 구조체에 외력 인가에 따른 상기 긴장재의 변형을 측정하는 계측기를 포함하되,
   상기 콘크리트 구조체는 길이 방향을 기준으로 상하로 분리되는 구조로서,
   중앙부분의 저면이 하측을 향해 완만한 원호 형태로 돌출된 형태를 포함하는는 상측 구조체; 및
   상기 중앙부의 상면이 상기 원호 형태에 대응되는 완만한 오목형태를 포함하여, 상기 상측 구조체와 맞춤 형태로 결합되어 상기 거더를 이루는 하측 구조체를 포함하고,
   상기 긴장재는,
   상기 상측 구조체의 저면과 상기 하측 구조체의 상면 사이를 지나도록 배치되고,
   상기 계측기는,
   상기 긴장재의 변형을 상기 긴장재에 인가된 음파의 회신 시간차이의 변화에 의해 측정하는 초음파 계측기를 포함하는 것을 특징으로 하는 긴장력 계측 시험용 거더.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 초음파 계측기는,
   상기 긴장재의 어느 한 단부에 배치되어 특정 주파수의 진동을 상기 긴장재에 인가하는 제1 신호 인가부;
   상기 긴장재의 반대편 단부에 배치되어 상기 특정 주파수의 진동을 상기 긴장재에 인가하는 제2 신호 인가부; 및
   상기 긴장재의 중앙부분에 배치되어, 상기 제1 신호 인가부 및 상기 제2 신호 인가부에서 상기 긴장재에 인가된 진동을 수신하는 진동 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 긴장력 계측 시험용 거더.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 진동 수신부는,
   상기 긴장재의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 나란하게 배치되는 복수의 수신기를 포함하고,
   각각의 상기 수신기는,
   상기 긴장재 내에서의 상기 진동의 전파 속도를 상기 진동의 주파수로 나눈 값에 비례하는 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 긴장력 계측 시험용 거더.
   
   
   

Images