KR102176755B1 - 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물 - Google Patents

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KR102176755B1 KR1020180155325A KR20180155325A KR102176755B1 KR 102176755 B1 KR102176755 B1 KR 102176755B1 KR 1020180155325 A KR1020180155325 A KR 1020180155325A KR 20180155325 A KR20180155325 A KR 20180155325A KR 102176755 B1 KR102176755 B1 KR 102176755B1
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Abstract

본 발명은 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 관한 것으로, 교량의 상판구조를 점검 및 유지보수 가능한 타워 구조물에 있어서, 상기 교량의 상부구조로 차량통행의 안전을 위해 가이드라인이 설치되는 상판난간과; 상기 상판난간에 앵커볼트에 의해 고정 및 기초 슬래브에 고정 설치되고 금속 격자로 이루어진 타워마스트 내부에는 유지보수에 필요한 공구나 부속자재들을 운반할 수 있는 엘리베이터가 상하로 이동 가능하도록 사각박스 형태로 조립되는 타워 구조물과; 상기 상판난간에 타워 구조물을 H-Beam으로 연결 시 발생되는 진동을 하나 이상의 사각플랜지와 장력스프링 및 진동방지완충패드(Vibration Pads)를 통해 감쇄하고 확산시켜 상기 앵커볼트의 분리 및 상판난간의 파손을 방지하여 교량의 수명을 연장하도록 하는 진동감쇄장치와; 상기 진동감쇄장치를 통해 상기 교량의 상판난간 및 타워 구조물의 이상 유무를 실시간으로 감시하기 위한 진동감지센서와 감시카메라 및 아두이노가 구비되는 감시 장치가 구성되는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물을 제공함으로써, 중(重)하중의 차량통행이나 교량을 관통하는 거센 바람과 같은 외부 환경에 의한 타워 구조물과 상판난간 강의 진동을 절감시켜 교량의 수명을 연장시키며, 유지 보수에 따른 무거운 자재들의 상ㆍ하차는 물론, 실시간 점검과 유지보수 및 관리가 용이하고 운전자의 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물{Tower structure for bridges with vibration damping device}
본 발명은 교량의 점검 및 유지 보수를 위한 타워 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량의 상부구조물 점검 및 유지 보수를 위한 엘리베이터와 비상계단 등을 갖는 타워 구조물을 교량의 상판난간에 고정 설치할 경우 차량통행이나 바람과 같은 외부 환경에 의한 진동을 감쇄시켜 교량의 수명을 연장하고 실시간 점검과 유지보수 및 관리가 용이하도록 한 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 관한 것이다.
최근, 터널 및 교량 시공 기술의 고도화로 고속도로, 고속철도 등의 신규 도로공사에 따른 비용절감을 위해 성토 및 절개와 같은 고전적인 토목공사 대신에 산과 산 사이를 잇거나 하천을 횡단하고 들판과 도심을 관통하는 터널 및 교량 공사로 대체되는 추세에 있다.
교량의 종류는 상부구조 형식에 따라 슬래브교(Slab Bridge), 거더교(Girder Bridge), 트러스교(Truss Bridge), 아치교(Arch Bridge), 라멘교(Rahmen Bridge), 사장교(Cable Stayed Bridge), 현수교(Suspension Bridge) 등의 여러 종류가 있다.
이러한 교량의 상부구조를 주기적으로 점검하고 유지 보수를 위해서는 고소작업대나 크레인 등을 동원하거나 교대 및 교각에 설치된 교량점검시설 지역으로 사다리를 통해 이동해야만 한다.
그러나 새롭게 건설되는 교량상부를 떠받치는 하부구조의 교대 및 교각의 고도가 점차 높아지는 추세에 있고, 이러한 교량은 중(重)하중을 갖는 차량통행에 의한 잦은 진동이나 교량의 상ㆍ하부구조를 관통하는 거센 바람 등의 외부환경에 민감하게 노출된 상부구조의 실시간 점검 및 유지보수가 가능한 고정된 타워 구조물의 설치가 불가피하다.
한편, 대한민국 등록특허공보(B1) 제10-1290296호(2013.07.26)의 '교량 점검로 접근용 계단 구조물 및 그 시공방법' 을 비롯한 유사한 특허기술들이 다수로 제안된 바 있다.
위 등록특허 및 유사한 특허기술들의 특징은, 교대 및 교각에 브라켓과 앵커볼트로 고정되는 교량 점검용 접근로와 교각과 상판난간을 연결하기 위해 용접으로 고정되는 다수의 발판으로 구성되는 사다리가 설치되어 있다.
그러나 이 특허기술들은 교량 시설물에 대한 점검 및 유지 관리를 위한 점검자 또는 보수 공사자의 접근 편의성 및 안정성은 제공할 수 있는 반면에, 중(重)하중의 트레일러와 같은 차량통행과 교량사이로 관통하는 거센 바람 등의 외부환경에 의한 잦은 진동으로 콘크리트 구조물에 박힌 앵커볼트의 분리에 따른 교대 및 교각, 상판난간의 파손으로 교량의 수명 단축을 배제할 수 없을 뿐만 아니라, 유지 보수 공사에 따른 무거운 자재들을 접근로에 쉽게 상하차할 수 없는 문제점이 여전히 남아 있다.
따라서 본 발명은 전술한 문제점을 모두 해소할 수 있는 전혀 다른 교량의 실시간 점검 및 유지 보수를 위한 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물을 제안한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는, 교량 상부구조물의 점검 및 유지 보수를 위한 타워 구조물을 교량의 상판난간에 고정 연결 시 발생되는 진동을 하나 이상의 사각플랜지와 장력스프링 및 진동방지완충패드를 통해 감쇄 및 확산시키는 진동감쇄장치를 강구함으로써, 중(重)하중의 차량통행이나 교량을 관통하는 거센 바람과 같은 외부 환경에 의한 타워 구조물과 상판난간 강의 진동을 절감시켜 교량의 수명을 연장시키며, 유지 보수에 따른 무거운 자재들의 상ㆍ하차는 물론, 실시간 점검과 유지보수 및 관리가 용이하고 운전자의 안전을 도모하도록 한 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 교량의 상판구조를 점검 및 유지보수 가능한 타워 구조물에 있어서, 상기 교량의 상부구조로 차량통행의 안전을 위해 가이드라인이 설치되는 상판난간(100)과; 상기 상판난간에 앵커볼트(Anchor Bolt)에 의해 고정 및 기초 슬래브에 고정 설치되고 금속 격자로 이루어진 타워마스트(Tower Mast) 내부에는 유지보수에 필요한 공구나 부속자재들을 운반할 수 있는 엘리베이터가 상하로 이동 가능하도록 사각박스 형태로 조립되는 타워 구조물(200)과; 상기 상판난간에 타워 구조물을 H-Beam(310)으로 연결 시 발생되는 진동을 감쇄하기 위해 상기 상판난간과 타워 구조물의 연결부위 일측에 설치되며, 상기 상판난간과 타워 구조물을 연결하는 H-Beam(310)과, 상기 H-Beam에 직ㆍ간접적으로 용접 및 체결되는 제1 사각플랜지(320) 내지 제4 사각플랜지(350)와, 상기 제4 사각플랜지(350)에 용접되며 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340) 각각을 관통시킨 후 상기 제1 사각플랜지(320)와 너트 및 와셔로 고정 체결되는 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제1 장력스프링 및 볼트(360d)와 상기 제4 사각플랜지(350)의 중앙에 용접되는 원형평판(370)과 상기 원형평판(370)에 용접되며 상기 제1 사각플랜지(320)와 너트 및 와셔로 고정 체결되는 제1 H-Beam고정용 볼트(370a) 및 제2 H-Beam고정용 볼트(370b)가 구비되며, 상기 상판난간 및 제4 사각플랜지 사이에 마찰에 의한 파손을 방지하기 위한 진동방지완충패드(380)를 삽입하여 진동을 감쇄하고 확산시켜 상기 앵커볼트의 분리 및 상판난간의 파손을 방지하여 교량의 수명을 연장하도록 하는 진동감쇄장치(300)와; 상기 타워 구조물의 기초 바닥 및 상부 일측에 설치되며, 상기 진동감쇄장치를 통해 상기 교량의 상판난간 및 타워 구조물의 이상 유무를 실시간으로 감시하기 위한 진동감지센서(410)와 감시카메라(420) 및 아두이노가(430)가 구비되는 감시 장치(400)가 구성되는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 사각플랜지(330)의 중심부는, 상기 H-Beam(310)과 접촉되지 않도록 원형으로 천공시켜줌으로써, 상기 교량의 상판난간(100)과 고정되는 상기 제4 사각플랜지(350)를 통해 전달 및 확산된 진동을 최종으로 감쇄시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340)의 사각 모서리 일측에는, 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)가 관통 가능하도록 4개의 홀(Hole, 미도시)이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 사각플랜지(320)는, 상기 제1 사각플랜지(320)와 90°로 용접되는 “
Figure 112018121941562-pat00001
”자형 H-Beam지지대(321)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제4 사각플랜지(350)는, 상기 교량의 상판난간에 앵커볼트로 고정되는 상기 제4 사각플랜지(350)의 접촉면에는 지속적인 진동을 흡수하고, 상기 상판난간 및 제4 사각플랜지간의 마찰에 의한 파손을 방지하기 위해 방지고무 등의 진동방지완충패드(Vibration Pads, 380)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 감시 장치(400)는, 상기 교량의 상판난간에 대한 진동을 감지하는 진동감지센서(410)와, 상기 상판난간에 체결된 앵커볼트의 분리를 감지하는 감시카메라(420)와, 상기 센서 및 카메라를 통해 전송된 데이터를 처리하는 아두이노(Arduino, 430)와, 상기 아두이노(430)에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리(440)와, 상기 메모리(440)에 저장된 데이터를 상기 아두이노(430)를 통해 전송받는 관제센터서버(450)와, 상기 관제센터서버(450)로부터 교량 및 타워 구조물을 모니터링 하는 감시모니터(460)와, 상기 감시모니터를 통해 발견된 교량 및 타워 구조물의 점검 및 유지보수를 현장 관계자에게 상기 관제센터서버(450)를 통해 전송하는 스마트 폰(470) 및 상기 아두이노(430)를 통해 현장 관계자가 지상과 교량의 상판난간에서 확인 가능한 로컬모니터(480) 및 LED표시기(490)가 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 진동감지센서(410)는 제4 사각플랜지(350) 일측에 하나 이상으로 설치되거나 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340) 일측에 설치가 가능하며, 상기 감시카메라(420)는 상기 진동감쇄장치(300)의 앵커볼트의 분리 및 너트의 풀림을 용이하게 감시할 수 있는 상기 타워 구조물(200)의 상부 일측에 하나 이상으로 설치가 가능하고, 상기 로컬모니터(480)는 현장 관계자가 이상 유무를 지상에서 확인 가능하도록 지상에 설치되고, 상기 LED표시기(490)는 교량의 상판난간(100) 일측에 설치되어 비상 상황을 적색으로 점멸시키도록 상기 아두이노(430)의 제어명령을 받아 동작 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
(1) 본 발명은 중(重)하중의 차량통행이나 교량을 관통하는 거센 바람과 같은 외부 환경에 의한 타워 구조물과 교량의 상판난간 간의 진동을 감쇄시켜 교량의 수명을 연장시킬 수 있다.
(2) 본 발명은 교량의 상부구조에 대한 유지 보수 시 교량의 높이에 상관없이 무거운 자재들을 원하는 곳에 용이하게 상ㆍ하차할 수 있다.
(3) 본 발명은 진동감쇄장치를 갖는 타워 구조물 자체가 교량의 상판난간에 고정 설치되기 때문에 별도의 고소작업대나 크레인 등을 동원할 필요가 없다.
(4) 본 발명은 종래 기술과 같은 교대 및 교각에 설치된 교량점검시설과 상판난간으로 이동을 위한 사다리 설치가 필요 없으며, 실시간 점검 및 유지보수가 용이하다.
(5) 본 발명은 감시 장치를 통해 진동감쇄장치와 교량의 상판난간을 실시간으로 감시할 수 있기 때문에 원격지의 관제센터에서도 용이하게 관리할 수 있을 뿐만 아니라 현장 관리자를 신속하게 투입할 수 있으며, LED표시기를 통한 점멸신호를 통해 교량을 통과하는 운전자의 안전을 도모할 수 있는 독특한 효과가 있다.
도 1의 (가) 및 (나)항은 기존 기술 및 실제 앵커분리 사고를 나타낸 그래픽
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 대한 전체 기술적 구성을 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 대한 진동감쇄장치의 세부구성을 나타낸 도면
도 4는 상기 도 3의 구성 및 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 대한 진동감지센서 및 감시카메라를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 대한 감시 장치를 나타낸 블록도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 대한 진동방지완충패드 및 예비계단을 나타낸 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 6을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물에 대한 핵심 기술적 구성은 교량의 상판난간(100), 타워 구조물(200), 진동감쇄장치(300), 감시 장치(400) 및 예비계단(500)으로 구성된다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 교량의 상판난간(100)은, 교량의 상부구조로 차량통행의 안전을 위해 가이드라인 등이 설치되는 수단으로, 상기 진동감쇄장치(300)를 통해 상기 타워 구조물(200)을 고정시키며, 교량의 상판 구조형식에 따라 콘크리트 타설 방식의 슬래브나 H-빔과 같은 거더(Girder)가 될 수 있다.
여기서, 상판난간(100)은 중(重)하중의 차량통행이나 교각의 높이가 높을수록 바람과 같은 외부환경에 의해 진동이 발생할 수 있기 때문에 종래 기술과 같이 교량 점검용 접근로 등을 설치하기 위해 교량의 상판난간에 천공하여 앵커볼트를 고정 설치할 경우 잦은 진동에 의해 앵커볼트가 분리될 가능성이 매우 높을 뿐만 아니라 실질적으로 사고가 발생하고 있다(도 1의 (나)항 참조).
따라서 본 발명의 실시 예에서는 상기 교량의 상판난간(100)에 상기 진동감쇄장치(300)를 갖는 상기 타워 구조물(200)을 앵커볼트로 고정 설치하도록 하여 교량 상판구조의 잣은 진동에 의해 앵커볼트가 쉽게 분리되는 것을 방지하도록 한 것에 그 특징이 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 타워 구조물(200)은, 교량의 상부구조를 점검 및 유지보수를 위한 수단으로, 상기 타워 구조물의 하부는 기초 슬래브에 고정되며, 상부는 상기 교량의 상판난간(100) 일측에 고정 설치되되, 고정용 부재는 하나 이상의 체결용 앵커볼트(Anchor Bolt)가 사용된다.
또한, 상기 타워 구조물(200)은 일반적으로 건설현장 등에 사용되는 타워 구조물의 형태를 갖되, 금속 격자로 이루어진 타워마스트(Tower Mast) 내부에는 유지보수에 필요한 공구나 부속자재들을 운반할 수 있는 엘리베이터가 상하로 이동 가능하도록 사각박스 형태로 조립된다.
또한, 상기 타워 구조물(200)은 타워마스트와 연결된 상부에는 엘리베이터를 권상시키는 권상기와 지브(Jib) 및 트롤리(Trolly)가 각각 구비된다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 진동감쇄장치(300)는, 상기 교량의 상판난간(100)에 타워 구조물(200)을 H-Beam(310)으로 연결 고정할 경우 발생되는 진동을 감쇄하기 위해 상기 상판난간과 타워 구조물의 연결부위 일측에 설치되며, 하나 이상의 사각플랜지와 장력스프링 및 진동방지완충패드(Vibration Pads, 380)를 통해 감쇄하고 확산시켜 앵커볼트의 분리 및 상판난간의 파손을 방지하여 교량의 수명을 연장하도록 하는 수단이다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 진동감쇄장치(300)의 세부 구성은 교량의 상판난간과 타워 구조물을 연결하는 H-Beam(310)과, 상기 H-Beam에 직ㆍ간접적으로 용접 및 체결되는 제1 사각플랜지(320) 내지 제4 사각플랜지(350)와, 상기 제4 사각플랜지(350)에 용접되며, 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340) 각각을 관통시킨 후 상기 제1 사각플랜지(320)와 너트 및 와셔로 고정 체결되는 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)와, 상기 제4 사각플랜지(350)의 중앙에 용접되는 원형평판(370)과, 상기 원형평판(370)에 용접되며 상기 제1 사각플랜지(320)와 너트 및 와셔로 고정 체결되는 제1 H-Beam고정용 볼트(370a) 및 제2 H-Beam고정용 볼트(370b)가 각각 구비된다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제4 사각플랜지(350)와 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)가 구비되는 것은, 상기 교량의 상판난간과 앵커볼트에 의해 고정 설치되는 상기 제4 사각플랜지(350)를 통해 전달된 진동을 감쇄시키고 단계적으로 분산시키는데 그 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제2 사각플랜지(330)의 중심부는 상기 H-Beam(310)과 접촉되지 않도록 원형으로 천공시켜줌으로써, 상기 교량의 상판난간(100)과 고정되는 상기 제4 사각플랜지(350)를 통해 전달 및 확산된 진동을 최종으로 감쇄시키도록 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340)의 사각 모서리 일측에는 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)가 관통 가능하도록 4개의 홀(Hole, 미도시)이 각각 형성된다.
여기서, 상기 교량의 상판난간(100)과 고정되는 상기 제4 사각플랜지(350)로 전달된 진동은 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)의 장력스프링을 통해 1차적으로 진동을 감쇄시킴과 동시에 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)를 관통시키는 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340)로 진동을 확산시켜 2차적으로 진동을 감쇄시키도록 하는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 사각플랜지(320)는 상기 제1 사각플랜지(320)와 90°로 용접되는 “
Figure 112018121941562-pat00002
”자형 H-Beam지지대(321)가 구비된다.
여기서 상기 “
Figure 112018121941562-pat00003
”자형 H-Beam지지대(321)는, 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)의 너트가 집중된 진동으로 인해 풀릴 경우, 상기 H-Beam(310)을 안정적으로 고정시켜 2차 사고를 미연에 방지하기 위함이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제4 사각플랜지(350)는, 상기 교량의 상판난간(100)에 앵커볼트로 고정되는 상기 제4 사각플랜지(350)의 접촉면에는 지속적인 진동을 흡수하고, 상기 상판난간 및 제4 사각플랜지간의 마찰에 의한 파손을 방지하기 위해 방지고무 등의 진동방지완충패드(Vibration Pads, 380)가 구비된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 진동감쇄장치(300)는, 상기 제4 사각플랜지(350)의 사각모서리 일측에 형성된 제1 홀(Hole, 351a) 내지 제4 홀(Hole, 351d)에는 상기 교량의 상판난간(100)과 고정 체결되는 4개의 앵커볼트(미도시)가 체결되기 때문에 상기 제4 사각플랜지(350)로 전달되는 진동은 상기 4개의 앵커볼트를 통해 상기 제4 사각플랜지(350)의 사각 모서리부분에서부터 점차 가운데로 모이게 되는 효과가 발생한다. 이때 상기 제4 사각플랜지(350)를 고정시키는 앵커볼트와 가장 근접하는 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)를 통해 대부분의 진동을 감쇄시킬 수 있는 독특한 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 진동감쇄장치(300)는, 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)에 집중된 진동에 의해 상기 제2 사각플랜지(330)에 체결된 너트가 풀리거나 상기 제4 사각플랜지(350)에 용접된 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)가 분리될 수 있는 것을 방지하기 위해, 상기 제4 사각플랜지(350)의 중앙에 용접되는 원형평판(370)과, 상기 원형평판(370)에 용접되며 상기 제1 사각플랜지(320)와 너트 및 와셔로 고정 체결되는 제1 H-Beam고정용 볼트(370a) 및 제2 H-Beam고정용 볼트(370b)가 각각 구비함으로써, 상기 타워 구조물(200)과 연결되는 상기 H-Beam(310)을 안정적으로 고정시켜 발생 가능한 2차 사고를 사전에 방지할 수 있는 독특한 특징이 있다.
도 4와 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 감시 장치(400)는, 상기 진동감쇄장치(300)를 통해 상기 교량의 상판난간(100) 및 타워 구조물(200)의 이상 유무를 실시간 감시하기 위한 수단으로, 교량의 상판난간에 대한 진동을 감지하는 진동감지센서(410)와, 상기 상판난간에 체결된 앵커볼트의 분리를 감지하는 감시카메라(420)와, 상기 센서 및 카메라를 통해 전송된 데이터를 처리하는 아두이노(Arduino, 430)와, 상기 아두이노(430)에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리(440)와, 상기 메모리(440)에 저장된 데이터를 상기 아두이노(430)를 통해 전송받는 관제센터서버(450)와, 상기 관제센터서버(450)로부터 교량 및 타워 구조물을 모니터링 하는 감시모니터(460)와, 상기 감시모니터를 통해 발견된 교량 및 타워 구조물의 점검 및 유지보수를 현장 관계자에게 상기 관제센터서버(450)를 통해 전송하는 스마트 폰(470) 및 상기 아두이노(430)를 통해 현장 관계자가 지상과 교량의 상판난간에서 확인 가능한 로컬모니터(480) 및 LED표시기(490)가 각각 구비된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 진동감지센서(410)는 상기 제4 사각플랜지(350) 일측에 하나 이상으로 설치되거나 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340) 일측에도 설치가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 감시카메라(420)는 상기 진동감쇄장치(300)의 앵커볼트의 분리 및 너트의 풀림을 용이하게 감시할 수 있는 상기 타워 구조물(200)의 상부 일측에 하나 이상으로 설치가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 로컬모니터(480)를 지상에 설치하고 상기 LED표시기(490)는 교량의 상판난간(100) 일측에 설치하여 상기 아두이노(430)로 하여금 제어명령을 받아 동작 기능을 수행하도록 함으로써, 상기 로컬모니터(480)를 통해 현장 관계자가 이상 유무를 지상에서 확인 가능하도록 하며, 상기 LED표시기(490)는 비상 상황을 적색으로 점멸시켜 교량을 관통하는 차량운전자가 육안으로 확인 가능하도록 하여 안전운행을 도모할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 감시 장치(400)는, 상기 교량의 상판난간(100) 및 진동감쇄장치(300)를 실시간으로 감시할 수 있기 때문에 원격지의 관제센터에서도 용이하게 관리할 수 있을 뿐만 아니라 현장 관리자를 신속하게 현장으로 투입할 수 있다. 그리고 LED표시기(490)를 통한 점멸신호를 통해 교량을 통과하는 운전자의 안전을 도모할 수 있는 독특한 효과가 있다.
도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 예비계단(500)은, 상기 교량 상판난간(100)을 비롯한 교량의 상부구조에 대한 유지보수를 위한 예비계단으로, 상기 타워 구조물(200)과 함께 유지보수에 따른 자재를 비롯한 다수의 유지보수 작업자들이 이용 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 예비계단(500)은, 상기 타워 구조물(200)의 일측에 설치되며, 상기 타워 구조물(200)과 상기 예비계단(500)의 연결방법은 상기 진동감쇄장치(300)를 이용하여 연결시킴으로써, 상기 타워 구조물(200)과 상기 예비계단(500) 간에 진동을 감쇄시켜 유지보수 작업자들의 안전은 물론 타워 구조물과 예비계단의 파손을 방지할 수 있는 특징이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 상판난간 200 : 타워 구조물
300 : 진동감쇄장치 310 : H-Beam
321 : “
Figure 112018121941562-pat00004
”자형 H-Beam지지대
320~350 : 제1 사각플랜지 내지 제4 사각플랜지
360a~360d : 제1 장력스프링 및 볼트 내지 제4 장력스프링 및 볼트
370 : 원형평판
370a, 370b : 제1 H-Beam고정용 볼트 및 제2 H-Beam고정용 볼트
380 : 진동방지완충패드 400 : 감시 장치
410 : 진동감지센서 420 : 감시카메라
430 : 아두이노(Arduino) 440 : 메모리
450 : 관제센터서버 460 : 감시모니터
470 : 스마트 폰 480 : 로컬모니터
490 : LED표시기 500 : 예비계단

Claims (10)

  1. 교량의 상판구조를 점검 및 유지보수 가능한 타워 구조물에 있어서,
    상기 교량의 상부구조로 차량통행의 안전을 위해 가이드라인이 설치되는 상판난간(100)과;
    상기 상판난간에 앵커볼트(Anchor Bolt)에 의해 고정 및 기초 슬래브에 고정 설치되고 금속 격자로 이루어진 타워마스트(Tower Mast) 내부에는 유지보수에 필요한 공구나 부속자재들을 운반할 수 있는 엘리베이터가 상하로 이동 가능하도록 사각박스 형태로 조립되는 타워 구조물(200)과;
    상기 상판난간에 타워 구조물을 H-Beam(310)으로 연결 시 발생되는 진동을 감쇄하기 위해 상기 상판난간과 타워 구조물의 연결부위 일측에 설치되며, 상기 상판난간과 타워 구조물을 연결하는 H-Beam(310)과, 상기 H-Beam에 직ㆍ간접적으로 용접 및 체결되는 제1 사각플랜지(320) 내지 제4 사각플랜지(350)와, 상기 제4 사각플랜지(350)에 용접되며 상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340) 각각을 관통시킨 후 상기 제1 사각플랜지(320)와 너트 및 와셔로 고정 체결되는 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제1 장력스프링 및 볼트(360d)와 상기 제4 사각플랜지(350)의 중앙에 용접되는 원형평판(370)과 상기 원형평판(370)에 용접되며 상기 제1 사각플랜지(320)와 너트 및 와셔로 고정 체결되는 제1 H-Beam고정용 볼트(370a) 및 제2 H-Beam고정용 볼트(370b)가 구비되며, 상기 상판난간 및 제4 사각플랜지 사이에 마찰에 의한 파손을 방지하기 위한 진동방지완충패드(380)를 삽입하여 진동을 감쇄하고 확산시켜 상기 앵커볼트의 분리 및 상판난간의 파손을 방지하여 교량의 수명을 연장하도록 하는 진동감쇄장치(300)와;
    상기 타워 구조물의 기초 바닥 및 상부 일측에 설치되며, 상기 진동감쇄장치를 통해 상기 교량의 상판난간 및 타워 구조물의 이상 유무를 실시간으로 감시하기 위한 진동감지센서(410)와 감시카메라(420) 및 아두이노가(430)가 구비되는 감시 장치(400)가 구성되는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 사각플랜지(330)의 중심부는, 상기 H-Beam(310)과 접촉되지 않도록 원형으로 천공시켜줌으로써, 상기 교량의 상판난간(100)과 고정되는 상기 제4 사각플랜지(350)를 통해 전달 및 확산된 진동을 최종으로 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340)의 사각 모서리 일측에는, 상기 제1 장력스프링 및 볼트(360a) 내지 제4 장력스프링 및 볼트(360d)가 관통 가능하도록 4개의 홀(Hole, 미도시)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 사각플랜지(320)는, 상기 제1 사각플랜지(320)와 90°로 용접되는 “
    Figure 112020052884610-pat00005
    ”자형 H-Beam지지대(321)가 구비되는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 사각플랜지(350)는, 상기 교량의 상판난간에 앵커볼트로 고정되는 상기 제4 사각플랜지(350)의 접촉면에는 지속적인 진동을 흡수하고, 상기 상판난간 및 제4 사각플랜지간의 마찰에 의한 파손을 방지하기 위해 방지고무 등의 진동방지완충패드(Vibration Pads, 380)가 구비되는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 감시 장치(400)는, 상기 교량의 상판난간에 대한 진동을 감지하는 진동감지센서(410)와, 상기 상판난간에 체결된 앵커볼트의 분리를 감지하는 감시카메라(420)와, 상기 센서 및 카메라를 통해 전송된 데이터를 처리하는 아두이노(Arduino, 430)와, 상기 아두이노(430)에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리(440)와, 상기 메모리(440)에 저장된 데이터를 상기 아두이노(430)를 통해 전송받는 관제센터서버(450)와, 상기 관제센터서버(450)로부터 교량 및 타워 구조물을 모니터링 하는 감시모니터(460)와, 상기 감시모니터를 통해 발견된 교량 및 타워 구조물의 점검 및 유지보수를 현장 관계자에게 상기 관제센터서버(450)를 통해 전송하는 스마트 폰(470) 및 상기 아두이노(430)를 통해 현장 관계자가 지상과 교량의 상판난간에서 확인 가능한 로컬모니터(480) 및 LED표시기(490)가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 진동감지센서(410)는 제4 사각플랜지(350) 일측에 하나 이상으로 설치되거나 제1 사각플랜지(320) 내지 제3 사각플랜지(340) 일측에 설치가 가능하며,
    상기 감시카메라(420)는 상기 진동감쇄장치(300)의 앵커볼트의 분리 및 너트의 풀림을 용이하게 감시할 수 있는 상기 타워 구조물(200)의 상부 일측에 하나 이상으로 설치가 가능하고,
    상기 로컬모니터(480)는 현장 관계자가 이상 유무를 지상에서 확인 가능하도록 지상에 설치되고, 상기 LED표시기(490)는 교량의 상판난간(100) 일측에 설치되어 비상 상황을 적색으로 점멸시키도록 상기 아두이노(430)의 제어명령을 받아 동작 기능을 수행하도록 하는 진동감쇄장치를 갖는 교량용 타워 구조물.
  10. 삭제
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