KR102234865B1 - 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광파 측정기를 설치하여 측정 위치까지 신속하게 이동할 수 있고 신속한 설치가 가능하며 정량적인 측정이 가능하도록 개선된 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드에 관한 것이다.
본 발명은 상부에 광파 측정기를 설치하여 지지하는 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드에 있어서, 상부에 상기 광파 측정기를 설치하는 설치부재와; 상단부가 상기 설치부재의 사방 하부 각각에 설치되고, 하단부가 철로의 레일에 주행 가능하게 바퀴가 설치되어, 상기 광파 측정기를 지지하는 다수 개의 지지 바와; 상기 지지 바의 하단부에 설치되어 상기 퀵 스탠드를 캠버 구간에 거치시 상기 지지 바의 길이가 늘어나게 하는 길이신장부;를 포함하는 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드를 제공한다.

Description

철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드{QUICK STAND FOR LIGHT WAVE MEASURING EQUIPMENT FOR RAILWAY TUNNEL}

본 발명은 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광파 측정기를 설치하여 측정 위치까지 신속하게 이동할 수 있고 신속한 설치가 가능하며 정량적인 측정이 가능하도록 개선된 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드에 관한 것이다.

철로를 건설하기 위해서는 터널 굴착이 필연적으로 수반되며, 이러한 터널 굴착은 그 지역의 지형조건, 터널의 규모 및 시공방법 등에 따라 그에 적합한 방법으로 설계 및 측량작업을 한 후 굴착하게 된다.

대부분의 터널 굴착에 있어서, 주로 이용되는 방법은 발파를 통한 굴착방법이 가장 많이 이용되고 있고, 이러한 발파를 이용한 터널 굴착은 다수개의 구멍을 소정의 깊이로 뚫고서 여기에 폭약을 장착한 후, 이 폭약을 발파시켜 일정한 깊이만큼 굴착하는 방식이다.

이러한 발파를 이용한 터널 굴착시 가장 문제가 되는 것 중의 하나는 굴착면 주변에 과대여굴(過大餘掘)이 형성되며, 여기서, 과대여굴이란 계획된 굴착단면을 초과하여 그 주변에 여분으로 굴착된 부분을 말한다.

그리고 터널 굴착시 발생된 과대여굴은 터널공사를 시행하면서 이를 메우기 위하여 부가적인 재료가 소요되어 터널공사의 공사비용을 증가시키게 되며, 부분적인 낙반 등으로 인하여 안전사고가 발생할 가능성이 높아진다.

이에 따라 굴진 때마다 터널 내부의 내공단면을 확인하여 터널이 설계대로 정확하게 굴진되었는지 여부를 검측하는 터널 내부측량을 실시하게 된다.

이러한 터널의 내부측량은 굴진할 때마다 발생하는 편차의 누적을 방지하기 위하여 매 막장마다 또는 설정된 일정한 거리마다 내부측량을 행하여 시공상의 오차 및 여굴의 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 터널 굴착공사에서 과대여굴을 측량하기 위해서는 작업자가 터널 단면의 원주방향을 따라서 광파 프리즘을 설치한 후, 광파 측정기에서 발사된 레이저를 광파 프리즘이 반사하면, 광파 측정기가 광파 프리즘에서 반사되는 신호를 수집하여 분석함으로써 터널의 변형을 측정한다.

그리고 지하철, 철도, 도로 등의 말굽형상 또는 원형 터널과 같은 구조물이 외력 또는 기타 요인에 의하여 변형(예를 들면, 내공변형 및 기울어짐)을 보일 경우에 대비하여 터널의 라이닝 변형을 계측하기 위하여 광파 측정기 및 상기 광파 측정기에서 발사된 레이저를 반사하는 광파 프리즘을 이용한 2차원 터널 변형 자동계측장치가 사용된다.

또한, 터널 내공변위 계측이란 터널의 라이닝 단면이 초기 계측된 단면에서 얼마나 변화되었는지 계측하는 것으로, 터널의 위험 여부를 판단하는 중요한 자료가 된다.

그리고 내공변위 계측은 라이닝 단면을 따라 원호에 다수의 계측센서를 일렬로 나열하여 개개의 센서들을 측정함으로써 이루어진다. 이때, 초기 계측값이란 계측 센서의 설치 종료 후에 계측 센서들이 안정되었을 때 계측되는 최초 계측 값을 말한다.

또한, 최초 계측 시, 동시에 광파기 등 측량기기를 사용하여 해당 단면을 측량하여 초기 단면의 모습을 구한다. 즉, 최초 계측 값과 초기 단면의 모습을 맵핑(mapping)한다. 이러한 매핑 과정에 의해 향후 계측 값의 변위를 터널 내공 단면의 변위로 환산할 수 있다.

이와 같이 터널의 준공 이후에도, 광파 측정기를 이용하여 터널의 내공변위를 위한 정밀 계측과 유지관리 계측을 시행하고, 뿐만 아니라 터널의 내부 사항을 실시간으로 감지할 수 있는 무인카메라가 설치된다.

그리고 종래에는 터널의 라이닝 변형을 계측하기 위해서는 터널의 일측 또는 터널의 입구측에 광파 측정기를 설치하고, 터널 단면의 원주방향을 따라서 설치된 광파 프리즘에 레이저를 발사하여 발사된 레이저를 광파 프리즘이 반사하면, 광파 측정기가 광파 프리즘에서 반사되는 신호를 수집하여 분석함으로써, 터널의 내공변위와 천단변위 값이 계산되어 터널의 변형 여부를 측정하였다.

그런데, 종래에는 광파 측정기 및 이를 지지하는 스탠드 등의 광파 측정기의 무게가 무겁고, 측정시마다 측정장비를 설치 및 해제를 반복해야 하므로 작업성이 떨어졌다.

또한, 동일 측정 작업자가 모든 측정을 실시하여도 각 포인트마다 거리 및 위치가 다르고 정량적인 측정이 불가능하였다.

한편, 후술하는 본 발명과 관련된 선행특허문헌으로, 대한민국 공개특허번호 제10-2008-0113338호(공개일: 2008년 12월 30일)에는 광파 프리즘의 보호를 위하여 광파 프리즘에 자동으로 열리고 닫히는 개폐문을 구비하고, 개폐문을 자동으로 열리고 닫힐 수 있도록 하는 제어수단이 구비된 광파 프리즘 자동개폐장치 및 그 제어방법이 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 광파 측정기를 설치하여 측정 위치까지 신속하게 이동할 수 있고, 신속한 설치가 가능하며, 정량적인 측정이 가능하게 한 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드는, 상부에 광파 측정기를 설치하여 지지하는 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드에 있어서, 광파기와 레이저 포인트로 이루어진 광파 측정기가 그 상부에 설치되는 설치부재; 퀵 스탠드의 수평을 조절하기 위해 상기 설치부재 하부에 설치되는 수평조절부; 상기 광파 측정기가 설치된 설치부재를 지지하도록 상단부가 상기 설치부재의 사방 하부 각각에 설치되는 다수 개의 지지 바; 철로의 레일을 따라 주행하도록 상기 지지 바의 하단부에 설치되는 바퀴; 상기 퀵 스탠드를 캠버 구간에 거치할 경우, 상기 지지 바의 길이가 신장될 수 있도록 상기 지지 바의 하단부에 설치되는 길이신장부를 포함하되, 상기 길이신장부는 상기 지지 바의 하단부에 수직으로 형성된 수직부에 설치되고; 및 상기 길이신장부는, 상기 지지 바에 삽입되어 승강 가능하게 설치된 승강부재; 및 상기 승강부재를 상기 지지 바의 일정 위치에 고정 체결되게 하는 체결부재를 포함하되, 상기 승강부재를 상기 지지 바에 고정하기 위한 고정슬롯이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수평조절부는, 상기 설치부재의 하부로 일정 거리 이격되어 설치된 하부판; 상기 하부판과 설치부재 사이에 수직으로 설치된 스크루 축; 및 상기 스크루 축에 승강되게 설치되어 스크루 축에 승강되면서 상기 설치부재나 지지 바의 수평이 조절되게 하는 조절부재를 포함할 수 있다.

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여기서, 상기 지지 바의 하단부에는 상기 레일에 고정되는 레일고정부가 설치되되, 상기 레일고정부는, 고정 바; 상기 퀵 스탠드를 캠버 구간에 거치시 상기 고정 바의 길이가 늘어날 수 있도록 상기 고정 바에 삽입 설치된 제2 승강부재; 상기 제2 승강부재를 일정 위치의 상기 고정 바에 고정 체결하는 제2 체결부재; 및 상기 제2승강부재의 하단부에 설치되어 상기 레일에 고정되는 마그넷부재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드를 철도 레일에 쉽게 설치할 수 있고, 그 구성이 단순하여 측정 위치까지 신속하게 이동 및 설치가 가능하다.
본 발명에 따르면, 퀵 스탠드에 길이신장부 및 수평조절부재가 구비됨에 따라, 레일의 캠버 구간에 설치시에도 그 길이가 늘어나게 하고 수평 조절이 가능할 뿐만 아니라 레이저 포인트를 이용하여 측정점을 동일화시킴으로써 정량적인 측정이 가능하다.
본 발명에 따르면, 무게가 경량이고, 측정시마다 측정장비를 설치 및 해제를 반복할 필요가 없다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 도 1의 'A'부 상세도이다.
도 5는 도 3의 작동 상태도이다.
도 6은 도 4의 작동 상태도이다.
도 7은 도 6의 길이신장부의 상세 사시도이다.
도 8은 도 7의 측단면도이다.
도 9는 도 1의 'B'부 상세도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드의 전체 구성도가 도시되어 있다.

그리고 도 2에는 도 1의 평면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 측면도가 도시되어 있다.

또한, 도 4에는 도 1의 'A'부 상세도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 3의 작동 상태도가 도시되어 있다.

그리고 도 6에는 도 4의 작동 상태도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 길이신장부의 상세 사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 7의 측단면도가 도시되어 있다.

또한, 도 9에는 도 1의 'B'부 상세도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드는, 상부에 광파 측정기(110)를 설치하여 지지하는 것으로, 설치부재(132); 및 다수 개의 지지 바(bar)(101)를 포함하여 구성된다.
설치부재(132)는 그 상부에 광파 측정기(110)가 설치된다.
다수 개의 지지 바(101)는 상단부가 상기 설치부재(132)의 사방 하부 각각에 설치되고, 하단부가 철로의 레일(R) 상을 이동 가능하게 레일용 바퀴(102)가 설치되어 상기 광파 측정기(110)를 지지한다.

상기 광파 측정기(110)는 광파기(111)와 회전 다이얼이 구비된 레이저 포인트(112)를 포함할 수 있다.

그리고 상기 지지 바(101)의 하단부에는, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드를 레일(R)의 캠버(camber) 구간에 거치시 지지 바(101)의 길이가 늘어날 수 있도록 길이신장부(100)가 설치된다.

또한, 상기 길이신장부(100)가 설치된 지지 바(101)의 하단부는 일정 위치에서 수직으로 형성된다.

즉, 상기 지지 바(101)는 상기 설치부재(132)에서부터 일정 각도로 경사지도록 설치되지만, 그 하단부 일측에서 수직하게 형성된 수직부(101a)가 구비된다.

상기 길이신장부(100)는, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 지지 바(101)의 수직부(101a)에 삽입되어 승강 가능하게 설치된 승강부재(101b); 및 상기 승강부재(101b)를 상기 지지 바(101)의 일정 위치에 고정 체결되게 하는 체결부재(103)를 포함하되, 상기 수직부(101a)의 중앙에는 체결부재(103)를 삽입 체결하여 승강부재(101b)를 지지 바(101)의 수직부(101a)에 고정하기 위한 고정슬롯(101c)이 수직하게 형성된다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 지지 바(101)는 물론이고 수직부(101a)는 파이프와 같이 그 내부가 빈 공간(101d)으로 형성됨으로써, 상기 승강부재(101b)를 용이하게 삽입 및 승강시킬 수 있다.

그리고 상기 설치부재(132)의 하부에, 도 9에 도시된 바와 같이, 설치부재(132)나 지지 바(101)의 수평을 조절하기 위한 수평조절부재(130)가 설치된다.

이러한 수평조절부재(130)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 설치부재(132)의 하부로 일정 거리 이격되어 설치된 하부판(131); 상기 하부판(131)과 설치부재(132) 사이에 수직으로 설치된 스크루 축(133); 및 상기 스크루 축(133)에 승강되게 설치되어 스크루 축(133)에 승강되면서 상기 설치부재(132)나 지지 바(101)의 수평이 조절되게 하는 조절부재(134)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지 바(101)의 하단부에는 레일(R)에 고정되는 레일고정부(140)가 설치된다.

이러한 레일고정부(140)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 고정 바(141); 퀵 스탠드를 레일(R)의 캠버 구간에 거치시 고정 바(141)의 길이가 늘어날 수 있도록 고정 바(141)에 삽입 설치된 제2 승강부재(141a); 및 상기 제2 승강부재(141a)를 일정 위치의 고정 바에 고정 체결하는 제2 체결부재(143); 및 상기 제2 승강부재(141a)의 하단부에 설치되어 레일(R)에 고정되는 마그넷부재(142)를 포함하여 구성된다.

이와 같이, 상기 고정 바(141)는 레일(R)에 고정되게 고정 바 하단부에 마그넷부재(142)를 설치하고, 상기 고정 바(141)에 전술한 길이신장부(100)가 설치된다.

따라서 상기 제2 승강부재(141a) 및 제2 체결부재(143)는 상기 길이신장부(100)와 구성 및 기능은 같고, 그 형태만 차이가 있을 뿐이다.

그리고 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 설치부재(132)의 상부에 설치된 광파기(111)의 하부에는 전술한 수평조절부재(130)와 같은 구성 및 작용을 하는 제2 수평조절부재(130a)가 구비되어 안정적으로 광파기(111)를 사용할 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 9를 다시 참조하면, 전술한 바와 같이, 종래에는 광파 측정기를 지지하는 스탠드 등의 제반 장비들의 무게가 무겁고, 측정시마다 상기 장비의 설치 및 해체를 반복해야 했고, 이에 따라 작업성이 떨어졌다.

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또한, 종래에는 동일 측정자가 모든 측정을 해도 각 포인트마다 거리 및 위치가 다르고 정량적인 측정이 불가하였다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드를 철도 레일(R) 상을 이동할 수 있도록 지지 바(101)의 하단부 각각에 레일용 바퀴(102)가 설치됨에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드는 광파 측정기(110)를, 예컨대, 철도 터널의 단면을 측정하는 위치까지 신속하게 이동시킬 수 있다.

그리고 상기 지지 바(101)의 상단부에 설치부재(132)가 구비되어 있어, 상기 설치부재(132) 위에 광파 측정기(110)를 설치할 수 있다.

또한, 상기 지지 바(101)의 하단부를 수직하게 형성한 수직부(101a)가 구비되어 있고, 상기 수직부(101a)에는 지지 바(101)의 길이가 늘어나게 하는 길이신장부(100)가 구비되어 있어, 도 4의 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드가, 도 5에 도시된 바와 같이, 캠버 구간에 거치시 상기 길이신장부(100)에 의해 지지 바(101)의 수직부(101a)의 길이를 늘어나게 할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드를 레일(R)에 고정하기 위한 레일고정부(140)가 지지 바(101)의 하단부에 설치되는데, 상기 레일고정부(140)에도 상기 길이신장부(100)와 같은 구성이 구비되어 있어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 레일고정부(140)도 캠버 구간에서는 길이신장부(100)와 같은 방식으로 그 길이가 늘어나게 할 수 있다.

또한, 상기 광파 측정기(110)가 설치되는 설치부재(132) 하부에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 수평조절부재(130)가 설치되어 있어 퀵 스탠드를 보다 정밀하게 수평을 맞출 수도 있다.

그리고 상기 지지 바(101)의 캠버 구간에 따른 경사 정도를 보정(또는 보상)할 수 있고, 안정되게 퀵 스탠드를 레일(R) 상에 평행하게 고정할 수 있다.

따라서 상기 광파 측정기(110)의 레이저 포인트(112)를 안정적으로 이용하여 측정이 이루어지면 측정점의 동일화로 정량적인 측정이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100: 길이신장부
101: 지지 바
101a: 수직부
101b: 승강부재
101c: 고정슬롯
102: 바퀴
103: 체결부재
110: 광파 측정기
130: 수평조절부재
132: 설치부재
140: 레일고정부
142: 마그넷부재

Claims (5)

1. 상부에 광파 측정기를 설치하여 지지하는 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드에 있어서,
   광파기와 레이저 포인트로 이루어진 광파 측정기가 그 상부에 설치되는 설치부재;
   퀵 스탠드의 수평을 조절하기 위해 상기 설치부재 하부에 설치되는 수평조절부;
   상기 광파 측정기가 설치된 설치부재를 지지하도록 상단부가 상기 설치부재의 사방 하부 각각에 설치되는 다수 개의 지지 바;
   철로의 레일을 따라 주행하도록 상기 지지 바의 하단부에 설치되는 바퀴;
   상기 퀵 스탠드를 캠버 구간에 거치할 경우, 상기 지지 바의 길이가 신장될 수 있도록 상기 지지 바의 하단부에 설치되는 길이신장부를 포함하되,
   상기 길이신장부는 상기 지지 바의 하단부에 수직으로 형성된 수직부에 설치되고; 및
   상기 길이신장부는, 상기 지지 바에 삽입되어 승강 가능하게 설치된 승강부재; 및 상기 승강부재를 상기 지지 바의 일정 위치에 고정 체결되게 하는 체결부재를 포함하되, 상기 승강부재를 상기 지지 바에 고정하기 위한 고정슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 수평조절부는,
   상기 설치부재의 하부로 일정 거리 이격되어 설치된 하부판;
   상기 하부판과 설치부재 사이에 수직으로 설치된 스크루 축; 및
   상기 스크루 축에 승강되게 설치되어 스크루 축에 승강되면서 상기 설치부재나 지지 바의 수평이 조절되게 하는 조절부재를 포함하는 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지 바의 하단부에는 상기 레일에 고정되는 레일고정부가 설치되되,
   상기 레일고정부는, 고정 바; 상기 퀵 스탠드를 캠버 구간에 거치시 상기 고정 바의 길이가 늘어날 수 있도록 상기 고정 바에 삽입 설치된 제2 승강부재; 상기 제2 승강부재를 일정 위치의 상기 고정 바에 고정 체결하는 제2 체결부재; 및 상기 제2승강부재의 하단부에 설치되어 상기 레일에 고정되는 마그넷부재를 포함하는 철도 터널용 광파 측정기의 퀵 스탠드.

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