KR102168034B1 - Device and method of freely increase the resolution for the bridge displacement sensor by using the pulley system - Google Patents
Device and method of freely increase the resolution for the bridge displacement sensor by using the pulley system Download PDFInfo
- Publication number
- KR102168034B1 KR102168034B1 KR1020190121510A KR20190121510A KR102168034B1 KR 102168034 B1 KR102168034 B1 KR 102168034B1 KR 1020190121510 A KR1020190121510 A KR 1020190121510A KR 20190121510 A KR20190121510 A KR 20190121510A KR 102168034 B1 KR102168034 B1 KR 102168034B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bridge
- pulley
- displacement
- displacement measurement
- coupled
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
- E01D19/04—Bearings; Hinges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/30—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. mechanical strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
- G01M5/005—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
- G01M5/0058—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 교량의 바닥판(11) 및 거더(12)를 포함하는 상부구조(13)와 교대 또는 교각(14) 및 기초(15)를 포함하는 하부구조(16) 사이의 상대적인 변위를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention measures the relative displacement between the
교량의 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이에는 교량의 구조적 안정성을 확보하기 위해 고정받침형 또는 가동받침형의 교좌장치(17)가 있다.Between the
교좌장치(17)는 교량에 가해지는 내,외적인 하중(힘)으로 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상대적 변위를 흡수하게 된다.The
이때, 교좌장치(17)의 능력을 초과하는 하중(힘)이나 교좌장치(17) 자체의 기능저하(내구연한 도과)에 의해 복원되지 아니하는 상대적 변위는 지속적으로 남게되어 교량의 안전을 저해하는 위험요소로 작용한다.At this time, the relative displacement that is not restored due to a load (force) exceeding the capacity of the
그러므로 교좌장치(17)의 변화 또는 교좌장치(17)의 인접부위의 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상대적 변위를 측정하는 것은 교량의 위험징후를 확인하는데 매우 효과적인 방법이 되는 것이다.Therefore, measuring the relative displacement of the
기존의 변위측정이 주로 교좌장치(17) 또는 교좌장치(17) 주변의 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상하(수직) 변위만을 측정하는 것에 비하여 이번에 고안하고자 하는 교량변위측정장치(100)는 상부구조(13) 및 하부구조(16) 사이의 상대적 변위를 상하, 좌우, 전후 등 복합적으로 그리고 상시적으로 측정하고 분석함으로써 교량의 위험징후를 조기 발견하는 것은 물론 상시적으로 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상대적 변위데이터를 제공하므로서 교좌장치(17) 교체 시기판단 등 지속적인 교량안전관리를 가능하게 할 것이다.Compared to the conventional displacement measurement mainly measuring only the vertical (vertical) displacement of the
기술분야에서 이미 언급했듯이 일반적으로 다 경간 교량은 구조적으로 거동의 안정성을 확보하기 위해 바닥판(11), 거더(12) 등을 포함하는 상부구조(13)와 교각(14), 기초(15)를 포함하는 하부구조(16) 사이에 고정받침형 혹은 이동받침형 교좌장치(17)가 설치되어 있다.As already mentioned in the technical field, in general, multi-span bridges have a superstructure (13) including a deck (11) and a girder (12), and a bridge (14) and a foundation (15) to ensure structural stability. A fixed support type or a movable support
교좌장치(17)는 상부구조(13)와 하부구조(16)에 가해지는 활하중 및 사하중에 따른 충격, 피로, 열변형, 침강 및 지진, 바람 등의 외력에 의한 상부구조(13)와 하부구조(16)간 상대적 이동 및 회전 변위를 흡수하고 허용하므로서 교량의 안정성을 확보하는 중요한 구성요소이다. The
교좌장치(17)는 다양한 재료 및 형태로 제작되는데 이동단 및 회전단 역할을 하기 위해서 강구조 또는 강구조에 탄성체를 삽입한 복합구조 형식이 주로 사용된다.The
교좌장치(17)는 교량의 외력(풍하중, 지진하중, 일시적 활하중 등)이 가해지면 이를 흡수하여 변형이 발생하고 가해진 외력이 제거되었을 때 원래상태로 복원되어 원래의 위치로 이동하게 된다. 그러나 반복적인 외력이나 과도한 외력이 가해지면 외력이 제거되더라도 원래상태로 복원되지 않고 상하, 전후 및 좌우방향으로 영구변형을 일으키게 되고 결과적으로 교좌장치(17)의 기능을 상실하게 된다.When an external force (wind load, earthquake load, temporary live load, etc.) of the bridge is applied, the
따라서, 교좌장치(17) 또는 인접부위에서의 변형은 교좌장치(17)의 자체 변형은 물론 상부구조(13) 하부구조(16)의 변형, 나아가 교량 전체변형의 척도가 되는 것이며, 설계상의 허용범위를 초과하는 변형은 교량의 안전에 대한 사전경고로 판단할 수 있으므로 이를 적절한 시기에 정확하게 측정하고 분석하는 것은 교량안전 관리에 필수적이라 하겠다.Therefore, the deformation of the
기존에 사용되고 있는 교좌장치(17) 변위측정방법은 교량이나 교좌장치(17) 보수작업시에만 한시적으로 상하방향의 변위만을 측정하고 있다. 또한, 보수작업을 위해 유압장치를 사용하여 상부구조(13)을 들어올릴 때만 일시적으로 변위를 측정하기때문에 교량보수작업(최대 6개월) 동안에 유압변화나 외력의 변화 등으로 하부구조(16)과 상부구조(13)사이 간격이 달라지더라도 이를 보수작업 시 반영할 수 없게 된다. 따라서, 보수작업 후에 교각(14) 간의 하중 불균형을 유발하여 교량의 안전성을 위협하는 요인이 되기도 한다.The existing method of measuring the displacement of the
기존에 사용하고 있는 변위측정장치는 해상도에 비해 상대적으로 가격이 비싸 상시에 변위측정이 불가능하여 교량보수시에만 사용하고 있다.Displacement measuring devices used in the past are relatively expensive compared to resolution, so displacement measurement is impossible at all times, so they are only used for bridge repair.
따라서, 교량의 변위를 상시 감시할 수 없고 이로 인해 교량의 안전성이 저하되고 있는 것이 현실이다.Therefore, it is not possible to monitor the displacement of the bridge at all times, and thus the safety of the bridge is deteriorating.
도르래와 같은 기계적인 장치를 도입하여 측정장치의 해상도가 쉽게 조절 가능하도록 함으로서 가격대비 해상도를 획기적으로 높이는 방법 등을 제안하고자 한다.It is intended to propose a method of remarkably increasing the resolution compared to the price by introducing a mechanical device such as a pulley so that the resolution of the measuring device can be easily adjusted.
또한 3차원의 변위측정, 가격이 저렴한 교량변위측정장치(100)를 상시로 교량에 설치하여 상시 변위상태를 측정하고 수시로 정보를 제공하여 측정 데이터의 신뢰성을 제고하고 교량의 안전성을 담보하고자 한다.In addition, a three-dimensional displacement measurement, inexpensive bridge
그리고 실시간 측정데이터를 장기간에 걸쳐 Bigdata화 하고 이를 분석하여 교량변위 및 파손의 원인과 대책을 제시하기 위한 기틀을 다지고자 한다.In addition, real-time measurement data is converted into big data over a long period of time and analyzed to lay the foundation for presenting causes and countermeasures for bridge displacement and damage.
또한 본 발명에서 제시하는 교량변위측정장치(100)는 실외 측정으로 인한 외란(먼지, 빛, 소음, 진동, 기류, 눈, 비, 안개 등의 환경적 변수)을 차단할 수 있는 형태를 채택할 것이며, 구조적나 형식이 다양한 교량에 적용 가능하도록 거치의 편의성 제공, 구조적 가변성 확보하도록 할 것이다.In addition, the bridge
본 발명에서는 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상대적 변위를 측정하기 위하여 3차원 변위측정 및 상시측정, 도르래 원리 도입, 그리고 변위측정장치의 모듈화, 저렴한 비용을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100) 및 변위측정 방법을 도입하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 교량의 상부구조(13)의 아랫면에 안착되는 상단부(111), 상기 교량의 하부구조(16)의 윗면에 안착되는 하단부(112), 상기 상단부(111)와 상기 하단부(112) 사이에 배치되는 탄성구조체(113), 및 상기 하단부(112)의 윗면에 결합되는 지지대(141)를 포함하는 하우징(110); 상기 상단부(111)의 아랫면에 결합되는 상단부분(122), 상기 지지대(141)의 상단에 결합되는 하단부분(123), 상기 상단부분(122)과 상기 하단부분(123)에 결합되는 복수의 도르래장치(50), 및 상기 복수의 도르래장치(50)에서 각각 인출되는 복수의 와이어(125)의 한쪽 끝단에 결합되는 반사 플레이트(127)를 포함하는 도르래장치세트(121); 및 상기 하단부(112)의 윗면 상에 배치되어, 상기 반사 플레이트(127)까지의 거리를 측정하는 거리측정센서(131)를 포함하고, 상기 도르래장치(50)는, 상기 상단부분(122)에 결합되고, 1개 이상의 활차(124)를 포함하는 A활차세트(51); 상기 하단부분(123)에 결합되고, 1개 이상의 활차(124)를 포함하는 B활차세트(52); 및 상기 A활차세트(51) 또는 상기 B활차세트(52)에 한쪽 끝단이 고정되고, 상기 A활차세트(51) 및 상기 B활차세트(52)의 활차(124)에 순차적으로 연결되어, 나머지 한쪽 끝단이 상기 반사 플레이트(127)에 결합되는 와이어(125)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100)가 제공될 수 있다.In the present invention, in order to measure the relative displacement of the
According to an aspect of the present invention, the
본 발명은 교량 각각의 교좌장치(17)에서 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이의 상대변위를 측정함에 있어 측정에 대한 해상도를 자유자재로 조절 가능하면서도 가격이 저렴하고 3차원으로 변위측정이 가능하게 고안된 방법 및 장치에 관한 것으로서, 교량 교좌장치(17)의 교체 공사 작업 시 상부구조(13) 인상, 인하 및 안정화 시간을 포함하여 작업기간 내내 상시적으로 설치하여 교량의 인상높이, 작업간 변위, 인하 시 설계 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이의 설계 거리 등을 정량화된 데이터로 시각화 하여 관리하는 목적과 단일 교량의 교좌장치(17) 주변에 상시적으로 설치하고 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상대적 변위를 상시 모니터링 하여 교량관리의 실효성을 높이는 것을 목적으로 하는 고해상도 교량변위측정장치(100) 및 방법이며 그 효과는 다음과 같다. In the present invention, in measuring the relative displacement between the
첫째, 교량 변위측정장치의 해상도 향상.First, the resolution of the bridge displacement measuring device is improved.
본 발명은 도르래를 채택하여 활차(124)의 개수를 가변적으로 자유자재로 바꾸어 적용하고 필요에 따라 원하는 해상도를 선택할 수 있을 뿐 아니라, 이론적으로도 측정의 해상도를 무한히 향상시킬 수 있게 된다.The present invention adopts a pulley to change the number of
예를 들어 도 2에서 기존의 측정장치에 활차(124) 1개를 채택한 도르래를 이용하면 기존에 측정장치의 해상도 만을 얻을 수 있으나 활차(124) 2개를 채택하면 2배의 해상도 3개를 채택하면 3배의 해상도 N개의 활차(124)를 채택하면 N배의 측정해상도를 얻을 수 있게 된다.For example, in FIG. 2, if a pulley employing one
더 나아가, 양단을 고정하여 변위를 측정하는 경우에는 현재 기술로 구현된 가장 높은 거리측정센서의 해상도를 원하는 배수만큼 추가로 더 높일 수가 있는 것이다.Furthermore, in the case of measuring displacement by fixing both ends, the resolution of the highest distance measurement sensor implemented by the current technology can be further increased by a desired multiple.
둘째, 가격이 저렴한 교량변위측정장치(100) 공급 및 측정결과의 신뢰성 제고. Second, supply the bridge displacement measuring
기존장치가 1차원적으로 상하 변위만을 측정하는 것에 비해 이번에 고안한 장치는 상하, 좌우, 전후 등 3차원적인 변위정보를 제공하게 되어 신뢰성이 향상된다.Compared to the conventional device that measures only the vertical displacement in one dimension, the device designed this time provides three-dimensional displacement information such as vertical, left and right, and front and rear, thereby improving reliability.
또한 도르래 활차(124)의 개수를 변경하는 간단한 방법으로 변위측정장치의 해상도를 조절할 수 있게 하여 해상도 대비 가격이 저렴한 교량변위측정장치(100)를 보급하게 될 것이다.In addition, it is possible to adjust the resolution of the displacement measuring device by a simple method of changing the number of
셋째, 교량 변위 정보의 실시간 제공 및 Bigdata 구축Third, real-time provision of bridge displacement information and construction of big data
도르래를 이용하여 측정장치의 제작비용을 절감하고 이를 바탕으로 교좌장치(17) 마다 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상대적 변위를 상시에 측정할 수 있도록 함으로서 측정결과의 실시간 정보제공 그리고 오랫동안의 측정결과를 Bigdata화 하여 장기적으로 교량의 변위나 파손에 대한 원인을 분석하고 대책을 제시할 수 있게 할 것이다.By using a pulley to reduce the manufacturing cost of the measuring device and based on this, the relative displacement of the
넷째, 교량보수작업의 신뢰성 및 작업자 안전성 확보.Fourth, securing reliability and worker safety for bridge repair work.
보통의 경우, 교좌장치(17) 교체작업시에는 각 교좌장치(17) 별로 작업 전/작업후의 교량 상부구조(13) 및 하부구조(16) 간 거리가 일정하게 유지되도록 관리되어야 하며, 교좌장치(17)를 교체하고 유압자키를 제거한 이후에도 설계 거리의 확보 및 유지여부가 보수기간(안정화기간)동안 점검, 관리되어야 한다.In general, when the
그러나, 기존의 교좌장치(17) 교체 작업 시 상부구조(13)와 하부구조(16)간 거리의 측정 및 관리는 줄자를 이용하여 주기적으로 작업자가 직접 측정하거나 또는 1차원(수직) 변위계를 사용하여 최초 상부구조(13) 인상시에만 변위를 측정한 후 철거하는 방법으로 진행된다.However, when replacing the existing
이런 사유로 상부구조(13) 인상이후에는 변위 관리의 공백기간이 발생하고 유압의 변화, 기타 하중의 변화로 인해 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이의 일정한(설계)거리확보에 대한 신뢰성이 현저히 훼손되며, 이로 인해 작업후에 교각(14) 간의 하중분담의 불균형을 초래하게 되어 교량의 안전성과 수명을 단축하는 요인으로 작용하게 된다고 하겠다.For this reason, a gap period in displacement management occurs after the upper structure (13) is raised, and due to changes in hydraulic pressure and other loads, it is necessary to secure a certain (design) distance between the upper structure (13) and the lower structure (16). Reliability is significantly impaired, and this leads to an imbalance in the load distribution between the
또한 고소에 위치한 교각(14) 상단까지 수시로 작업자가 진입하는 것을 반복함으로 작업자의 위험도가 증대되고 시간 및 비용이 낭비되고 있다.In addition, the risk of the worker increases and time and cost are wasted by repeating the worker's frequent entry to the top of the
종합하면, 이번에 고안한 교량변위측정장치(100)는 도르래의 원리를 채택하여 제작비용을 획기적(기존대비 1/5 수준)으로 낮춤으로서 교량 보수작업 기간동안 상시적으로 변위를 측정하고 그 측정값을 토대로 수시로 상부구조(13)와 하부구조(16)의 거리를 조정할 수 있게 되고, 작업 중에 발생하는 교각(14) 간의 하중불균형 문제 해소, 고소부위 잦은 변위측정으로 인한 작업자의 위험성 감소, 그리고 보수작업 시간단축 및 비용절감 효과를 가져오게 될 것이다.In summary, the bridge displacement measuring
도 1은 교량의 기본 구조를 도시한 도면.
도 2는 도르래의 활차의 수에 따라 변위가 조절되는 도르래장치(50)를 도시한 도면.
도 3은 구성방법 달리한 도르래장치의 또 다른 예를 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 도르래장치(50)를 복합적으로 구성한 도르래장치세트(121)와 거리측정센서(131)를 사용한 도르래이용 변위측정장치(120)의 상세도 및 활차와 와이어 연결순서를 도시한 도면.
도 5는 본 발명 측정장치의 외관, 내부구조를 등각투시, 입면, 평면으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명 3차원 측정 방법을 도시한 도면.1 is a view showing the basic structure of a bridge.
2 is a view showing a
3 is a view showing another example of a pulley device configured differently.
FIG. 4 is a detailed view of a pulley device set 121 including a
5 is a view showing the exterior and internal structure of the measuring device of the present invention in an isometric, elevation, and plan view.
6 is a diagram showing a three-dimensional measuring method of the present invention.
본 발명은 도르래이용 변위측정장치(120)와 탄성력을 가지는 밀폐 하우징(110)을 포함하여, 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이의 상대적 변위의 3차원적 측정을 목적으로 하는 교량변위측정장치(100)와 방법을 특징으로 하며, 좀더 자세하게는 다음과 같다.The present invention includes a
첫째, 거리측정센서(131) 부분.First, the
거리측정센서(131)는 자연광이 차단된 환경에서 안정적으로 작동하는 레이저 센서 또는 적외선 센서 등 거리 또는 변위를 측정할 수 있는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하며, 교량 부재의 온도에 따른 신축을 보정하기 위해 온도 및 습도를 측정할 수 있는 센서를 설치한다.The
둘째, 측정 해상도 향상 및 조절을 위한 도르래이용 변위측정장치(120) 부분.Second, the
본발명은 1개 이상의 활차(124)로 이루어진 도르래장치(50)를 다중으로 구성한 도르래장치세트(121)와 상기 거리측정센서(131)를 포함하여 상기 거리측정센서(131)의 해상도를 자유롭게 향상시키고 조절할 수 있는 도르래이용 변위측정장치(120)를 특징으로 한다.The present invention freely improves the resolution of the
상기 도르래장치(50)는 도 2, 도 3에서 도시한 것처럼 다양한 형태로 1개 이상의 활차(124)로 구성되는 A활차세트(51) 및 B활차세트(52)와 신축되지 않거나 적어도 신축되는 양을 정량적으로 제어할 수 있는 와이어중 어느 하나인 와이어(125)를 포함하여, 상기 A활차세트(51)와 B활차세트(52)의 상대적인 변위를 중력방향으로 무게추(53) 또는 임의의 방향으로 설치되는 스프링 또는 감개(54) 끝단에 적어도 하나에 연결되어 활차수에 따라 비례하여 증가되는 고정되지 아니한 와이어 끝단의 변위로 계산되어 질 수 있게 고안된 것을 특징으로 한다.The
상기 도르래장치세트(121)는 측정 대상의 단부에 부착될 수 있는 상단부분(122)과 하단부분(123)으로 구성되며, 각 부분에는 원하는 해상도에 따라 정해지는 개수의 활차(124)가 설치되고, 또한 상단부분(122), 하단부분(123)의 각 활차(124)는 온도 또는 측정용 반사 플레이트(127)의 무게(하중)에도 신축되지 않거나 적어도 신축되는 양을 정량적으로 제어할 수 있는 와이어중 어느 하나인 와이어(125)에 의해 순차적으로 연결되며, 와이어(125)의 한쪽 끝은 와이어의 고정과 길이조절이 가능한 다이얼(126)에 연결되고, 다른 한쪽 끝은 측정용 반사 플레이트(127)에 고정된다.The pulley device set 121 is composed of an
도 4는 도르래장치(50)가 4개가 조합된 도르래장치세트(121)를 이용한 본 발명의 실시 예로서 도르래장치세트(121)의 상단부분(122)과 하단부분(123)으로 각각 필요한 만큼의 활차(124)의 수를 정하고 와이어(125)를 측정용 반사 플레이트(127)에 연결하는 방법을 보여주며, 일례로 도 4의 <와이어 구성 예시>에서 측정용 반사 플레이트(127) A지점에 와이어 단부가 연결되어지는 순서는, 와이어 조절 및 고정 다이얼(126)에서 시작하여 활차(124) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 10-1 순으로 진행하여 최종적으로 측정용 반사 플레이트(127)에서 고정되는 것이다.Figure 4 is an embodiment of the present invention using a pulley device set 121 in which four
도 4의 <와이어 구성 예시>에서, 활차(124) 10은 방향을 전환하는 기능을 포함하고 있으며, 활차(124) 10-1은 수직, 수평 변위에 상관없이 최종 끝단을 필요한 만큼 위치를 수평 이동시키는 기능을 가지는 것으로, 본 발명의 도르래이용 변위측정장치(120)는 측정대상의 형태 및 필요 해상도에 따라 활차(124)의 수와 배치를 달리하는 방법으로 도르래장치(50)를 조합하여 다양한 형태로 구성할 수 있는 특징이 있으며, 상기 도르래장치(50) 또한 도 3의 예시와 같이 다양한 형태로 고안 될 수 있다.In <Example of wire configuration> of FIG. 4, the
세째, 탄성력을 가지는 밀폐 구조 하우징(110) 부분.Third, a portion of the
하우징(110)은 외란(먼지, 빛, 소음, 진동, 기류, 눈, 비, 안개 등의 환경적 변수)을 효과적으로 차단하기위한 밀폐구조 및 상부구조(13)와 하부구조(16)사이의 다양한 거리에 대응하여 스스로 조정이 되는 탄성구조이며, 분리가 가능한 상단부(111), 하단부(112), 탄성구조체(113), 밀폐 멤브레인(막)(114)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The
하우징(110)의 탄성구조는 탄성재질로 제작된 탄성체의 기능을 포함하는데, 좀더 상세하게는 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이에 설치되어 자체 탄성력으로 고정이 가능한 탄성강도를 가지는 것과 동시에 상부구조(13)와 하부구조(16)의 수평변위에도 순응하여 변형하는 것으로서 그 형상은 목적에 따라 다양하게 고안되는 탄성구조체(113)인 것을 특징으로 한다.The elastic structure of the
하우징(110)의 밀폐구조는 신축기능 있고 방수, 방진 및 외부환경에 대한 내구성이 확보된 재질 중 하나 이상의 멤브레인(막)(114) 형태로 탄성구조체(113) 외부를 감싸 밀폐되어지는 것을 특징으로 한다.The sealing structure of the
하우징(110)의 상단부(111) 및 하단부(112)는 교량의 상부구조(13) 및 하부구조(16)에 안착되는 부분으로서 설치 시 수평을 맞출 수 있는 구조로 하여 교량변위측정장치(100)의 수평도 확보되도록 하는 것을 특징으로 하며, 좀더 상세하게는 상단부(111)는 교량 상부구조(13)의 아랫면에 수평으로 안정적으로 고정이 가능한 다수의 높이 조절 발(115)을 포함하고, 하단부(112)는 교량 하부구조(16)의 윗면에 수평으로 안정적으로 고정이 가능한 다수의 높이 조절 발(115)을 포함하며, 상단부(111)와 하단부(112) 사이에 탄성구조체(113) 및 밀폐 멤브레인(막)(114)이 안착 된다. The
넷째, 교량변위측정장치(100)의 각각의 부분은 모듈화 되어 분리, 조립이 가능한 것을 특징으로 하며, 좀더 상세 하게는 하우징(110), 도르래장치세트(121), 거리측정센서(131) 및 데이터처리장치(132), 내부 높이 조절 지지대(141)로 구분되며, 특히 하우징(110)은 상단부(111), 하단부(112), 탄성구조체(113), 밀폐 멤브레인(막)(114)으로 분리되며, 이는 설치대상 교량의 특성(상부구조(13)와 하부구조(16) 사이의 다양한 거리)에 맞게 조정하여 조립 설치할 수 있도록 고안된 것이다.Fourth, each part of the bridge
다섯째, 3차원 변위측정.Fifth, three-dimensional displacement measurement.
교량의 상부구조(13)와 하부구조(16)의 수직 변위는 도 6에서와 같이 거리측정센서(131)에서 연직 상방향에 있는 측정용 반사 플레이트(127)의 수직 거리값(Z)의 변화로 산출된다. 좀더 자세하게는, 교량 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이의 상대적 수직변위는 측정값 Z에 배율 N을 나눈 값이 된다.The vertical displacement of the
교량의 상부구조(13)와 하부구조(16)의 수평 변위는 도 6에서와 같이 측정용 반사 플레이트(127)와 연결된 와이어(125)가 항상 중력방향으로 수직을 유지할 수 있는 본 고안의 특징에 근거하여, 측정용 반사 플레이트(127)의 수평 거리값(X-X')의 변화로 산출 되며, 직교하는 2축 방향으로 각각의 거리측정센서를 이용하는 측정하는 방법 또는 측정용 반사 플레이트(127) 하단부에 거리측정센서(131)가 조사하는 빛 등에 반응하여 좌표를 획득하는 방법 등 적어도 하나 이상의 방법으로 한다.The horizontal displacement of the
도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명 교량변위측정장치(100)에서 수직변위의 발생은 수평변위 산출에 영향을 미치지 않으며, 수평변위의 발생(d)은 도르래장치세트(121) 상단부분(122)의 활차(124)와 하단부분(123) 활차(124)를 연결하는 와이어(125)에 미세한 각도(k) 변화를 일으켜 수직변위 산출에 영향을 일으키는 요인이 되지만, 수평변위(d), 결과값으로 보정하기 전의 수직변위, 각도(k)는 측정 또는 계산되는 값이므로 기하학적 산식에 의해 최종 수직변위는 산출되어 진다.As can be seen from Figure 6, the occurrence of the vertical displacement in the present invention bridge
여섯째, 교량변위측정장치(100) 데이터 처리.Sixth, the bridge
본 발명 교량변위측정장치(100)에서 획득한 변위데이터의 처리 알고리즘은 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16)간 설계된 정상적인 거동의 범위에 대한 해석을 기준으로 초과되는 변화를 분석하는 것을 특징으로 한다. 좀더 자세하게는 풍 하중, 지진하중, 일시적인 활 하중 등에 대한 순간적인 변위의 위험성은 외력발생 이전, 이후의 변위차이를 분석하여 복원되지 않은 변화량으로 판단하고, 온도하중에 따른 신축 변위는 상시 모니터링시에 정상적 변위(상수)로 취급한다.The algorithm for processing displacement data obtained from the bridge
교량변위측정장치(100)는 데이터의 처리, 저장, 송신할 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 하며, 좀더 자세하게는 각 교량변위측정장치(100)에서 취득한 변위데이터는 교각(14) 단위로 구성된 유선 또는 무선 통신을 통하여 교각(14) 별 데이터 저장 최종 단말장치로 전송된다. 교각(14)별 최종 단말장치에 저장된 데이터는 유선 또는 무선 통신을 통하여 연산처리기 또는 서버 중 적어도 하나를 특징으로 하는 장치로 전송된다.The bridge
일곱째, 데이터를 수집, 분석, 가시화 알고리즘 및 S/W부분.Seventh, data collection, analysis, visualization algorithm and S/W part.
서버는 데이터를 수집, 분석하는 연산 알고리즘으로 프로그래밍 된 S/W를 포함하며, 최종 처리 결과는 3D형태로 가시화되어 컴퓨터 모니터에 표시되는 것을 특징으로 한다.The server includes S/W programmed with an algorithm for collecting and analyzing data, and the final processing result is visualized in 3D form and displayed on a computer monitor.
11 (교량) 바닥판
12 (교량) 거더
13 (교량) 상부구조
14 교각
15 (교각) 기초
16 (교량) 하부구조
17 교좌장치
50 도르래장치
51 도르래장치 A활차세트
52 도르래장치 B활차세트
53 무게추
54 스프링 또는 감개
100 변위측정장치
110 하우징
111 (하우징) 상단부
112 (하우징) 하단부
113 (하우징) 탄성구조체
114 (하우징) 멤브레인(막)
115 (하우징) 높이 조절 발
120 도르래이용 변위측정장치
121 도르래장치세트
122 도르래이용 변위측정장치 상단부분
123 도르래이용 변위측정장치 하단부분
124 활차
125 와이어
126 와이어 조절 및 고정 다이얼
127 측정용 반사 플레이트
131 거리측정센서
132 데이터처리장치
141 지지대11 (bridge) base plate
12 (bridge) girder
13 (bridge) superstructure
14 pier
15 (pier) foundation
16 (bridge) substructure
17 Seating device
50 pulley device
51 Pulley device A pulley set
52 Pulley device B pulley set
53 weight
54 spring or reel
100 Displacement measuring device
110 housing
111 (housing) upper part
112 (housing) lower part
113 (housing) elastic structure
114 (Housing) Membrane (membrane)
115 (housing) height adjustable feet
Displacement measuring device for 120 pulley
121 Pulley Device Set
122 Upper part of displacement measuring device for pulley
123 Lower part of displacement measuring device for pulley
124 pulley
125 wire
126 wire adjustable and fixed dial
127 Reflective plate for measurement
131 Distance measuring sensor
132 Data processing device
141 Support
Claims (12)
상기 상단부(111)의 아랫면에 결합되는 상단부분(122), 상기 지지대(141)의 상단에 결합되는 하단부분(123), 상기 상단부분(122)과 상기 하단부분(123)에 결합되는 복수의 도르래장치(50), 및 상기 복수의 도르래장치(50)에서 각각 인출되는 복수의 와이어(125)의 한쪽 끝단에 결합되는 반사 플레이트(127)를 포함하는 도르래장치세트(121); 및
상기 하단부(112)의 윗면 상에 배치되어, 상기 반사 플레이트(127)까지의 거리를 측정하는 거리측정센서(131)를 포함하고,
상기 도르래장치(50)는,
상기 상단부분(122)에 결합되고, 1개 이상의 활차(124)를 포함하는 A활차세트(51);
상기 하단부분(123)에 결합되고, 1개 이상의 활차(124)를 포함하는 B활차세트(52); 및
상기 A활차세트(51) 또는 상기 B활차세트(52)에 한쪽 끝단이 고정되고, 상기 A활차세트(51) 및 상기 B활차세트(52)의 활차(124)에 순차적으로 연결되어, 나머지 한쪽 끝단이 상기 반사 플레이트(127)에 결합되는 와이어(125)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The upper portion 111 seated on the lower surface of the upper structure 13 of the bridge, the lower portion 112 seated on the upper surface of the lower structure 16 of the bridge, and disposed between the upper portion 111 and the lower portion 112 A housing 110 including an elastic structure 113, and a support 141 coupled to the upper surface of the lower end 112;
The upper portion 122 coupled to the lower surface of the upper portion 111, the lower portion 123 coupled to the upper end of the support 141, a plurality of portions coupled to the upper portion 122 and the lower portion 123 A pulley device set (121) comprising a pulley device (50), and a reflective plate (127) coupled to one end of a plurality of wires (125) each drawn from the plurality of pulley devices (50); And
It is disposed on the upper surface of the lower part 112, and includes a distance measuring sensor 131 for measuring the distance to the reflective plate 127,
The pulley device 50,
A pulley set 51 which is coupled to the upper part 122 and includes one or more pulleys 124;
B pulley set 52 which is coupled to the lower part 123 and includes one or more pulleys 124; And
One end is fixed to the A pulley set 51 or the B pulley set 52, and is sequentially connected to the pulley 124 of the A pulley set 51 and the B pulley set 52, and the other Bridge displacement measurement device (100), characterized in that the end comprises a wire (125) coupled to the reflective plate (127).
상기 도르래장치(50)는 측정대상의 형태 및 필요 해상도에 따라 상기 활차(124)의 수와 배치를 달리하여 조합되는 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 1,
The pulley device (50) is a bridge displacement measuring device (100), characterized in that the combination by varying the number and arrangement of the pulleys 124 according to the shape and required resolution of the object to be measured.
상기 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16)의 상대적 변위를 3차원으로 측정이 가능한 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 2,
Bridge displacement measurement device (100), characterized in that it is possible to measure the relative displacement of the upper structure (13) and the lower structure (16) of the bridge in three dimensions.
상기 거리측정센서(131)의 측정값에 영향을 줄 수 있는 외란(먼지, 빛, 소음, 진동, 기류, 눈, 비, 안개 등의 환경적 변수)을 차단하는 밀폐화 된 구조를 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 4,
Characterized in a sealed structure that blocks disturbances (environmental variables such as dust, light, noise, vibration, airflow, snow, rain, fog, etc.) that may affect the measured value of the distance measurement sensor 131 Bridge displacement measurement device (100).
상기 하우징(110)은 상기 교량의 상부구조(13)와 하부구조(16) 사이의 거리를 일정 구간으로 구분해서 적용할 수 있도록 모듈화된 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 4,
The housing 110 is a bridge displacement measuring device 100, characterized in that the distance between the upper structure (13) and the lower structure (16) of the bridge is divided into a predetermined section and applied.
상기 교량변위측정장치(100)의 변위 측정데이터를 유선 또는 무선으로 송수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 4,
Bridge displacement measurement device (100), characterized in that the transmission and reception of the displacement measurement data of the bridge displacement measurement device (100) wired or wirelessly.
단일 교량의 교좌장치(17) 교체 시 교좌장치(17) 마다 설치된 다수의 상기 교량변위측정장치(100)에서 측정한 데이터를 전송 받아 유효성을 확인하고 처리하는 서버를 포함하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 4,
Bridge displacement measurement device 100 including a server that checks the validity and processes the data measured by the plurality of bridge displacement measurement devices 100 installed for each of the bridge displacement measurement devices 100 when replacing the bridge system 17 of a single bridge. ).
단일 교량의 교좌장치(17)마다 상시 설치된 교량변위측정장치(100)를 활용하여 실시간으로 변위를 모니터링하는 서버를 포함하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 4,
Bridge displacement measurement device 100, including a server that monitors the displacement in real time by utilizing the bridge displacement measurement device 100 that is always installed for each of the single bridge seating devices 17.
상기 지지대(141)는 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 1,
The support 141 is a bridge displacement measuring device 100, characterized in that the height is adjustable.
상기 상단부(111) 및 상기 하단부(112)는 각각 상기 교량의 상부구조(13)의 아랫면 또는 하부구조(16)의 윗면에 수평으로 고정이 가능한 복수의 높이 조절 발(115)을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량변위측정장치(100).The method of claim 1,
The upper part 111 and the lower part 112 each include a plurality of height adjustment feet 115 that can be horizontally fixed to the lower surface of the upper structure 13 of the bridge or the upper surface of the lower structure 16 Bridge displacement measurement device 100.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190121510A KR102168034B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Device and method of freely increase the resolution for the bridge displacement sensor by using the pulley system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190121510A KR102168034B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Device and method of freely increase the resolution for the bridge displacement sensor by using the pulley system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102168034B1 true KR102168034B1 (en) | 2020-10-21 |
Family
ID=73034971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190121510A KR102168034B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Device and method of freely increase the resolution for the bridge displacement sensor by using the pulley system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102168034B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05280911A (en) * | 1991-07-22 | 1993-10-29 | Touden Sekkei Kk | Inner space displacement measuring method and device of tunnel |
KR101617710B1 (en) * | 2015-09-25 | 2016-05-03 | 케이에스엠기술 주식회사 | Bridge displacement gauge using string |
-
2019
- 2019-10-01 KR KR1020190121510A patent/KR102168034B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05280911A (en) * | 1991-07-22 | 1993-10-29 | Touden Sekkei Kk | Inner space displacement measuring method and device of tunnel |
KR101617710B1 (en) * | 2015-09-25 | 2016-05-03 | 케이에스엠기술 주식회사 | Bridge displacement gauge using string |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10627219B2 (en) | Apparatus and methods for monitoring movement of physical structures by laser deflection | |
KR101522193B1 (en) | Upper structure displacement measurement device of bridge | |
KR101924222B1 (en) | Apparatus and system for measuring displacements of bridge supports | |
CN1297798C (en) | 2-D, large range laser deflection / displacement measuring method and apparatus | |
KR102021085B1 (en) | Laminated elastomeric bearing having ability of safety check-up for bridge | |
KR101522194B1 (en) | Upper structure displacement measurement system of bridge | |
RU2638126C2 (en) | Detection node for mobile working equipment | |
CN110926523A (en) | High-speed railway bridge safety perception and early warning system under complicated abominable condition | |
CN207231440U (en) | A kind of bridge pad monitoring device | |
JP2016084579A (en) | Monitoring method and monitoring device for deflection amount distribution of structure | |
Winkler et al. | Improved structural health monitoring of London’s docklands light railway bridges using digital image correlation | |
KR101886309B1 (en) | Bridge displacement measurement system | |
CN1900650B (en) | Floating ballast bed with height monitoring device | |
JP2018072126A (en) | Monitoring system of bearing and method for monitoring | |
WO2019212693A1 (en) | Non-contact methods of rail assessment for a railroad track | |
KR102300119B1 (en) | Bridge Safety Diagnosis System And Safety Diagnosis Method Using The Bridge Supporter's Movement Amount And The Distance Between Bridges Detection | |
Maksymenko et al. | Multilaser spot tracking technology for bridge structure displacement measuring | |
KR102168034B1 (en) | Device and method of freely increase the resolution for the bridge displacement sensor by using the pulley system | |
Sousa et al. | Experimental measurement of bridge deflection using Digital Image Correlation | |
KR102354658B1 (en) | Measurement device for the amount of strain and displacement of the bridge support | |
CN112513564A (en) | Information processing apparatus, system, method, and computer-readable medium | |
Kim et al. | Estimating tension of a prestressed concrete cable-stayed bridge under construction and traffic use conditions using a vision-based system | |
KR101968531B1 (en) | Apparatus for measuring bridge deflection and system having the same | |
CN1912535A (en) | Tension line video deflection measuring device and method | |
CN112857292A (en) | Protection automatic control device and method for dam bracing wire end point and measuring point |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |