KR102346261B1

KR102346261B1 - 교량 재하시험용 변위 측정장치

Info

Publication number: KR102346261B1
Application number: KR1020210073359A
Authority: KR
Inventors: 이도춘
Original assignee: 주식회사 경원엔지니어링건축사사무소
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2022-01-03

Abstract

본 발명은 교량 상부구조물에 작용시킨 소정의 하중에 대한 구조거동을 측정함으로써 교량의 구조 안전을 진단하는데 이용되는 교량 재하시험용 변위 측정장치에 관한 것으로, 센서로드(62)의 상단에 설치되는 캡볼트(70); 캡볼트(70)의 외주면에 나사 결합되는 스프링시트(71); 캡볼트(70)의 상단 중심에 설치되는 스터드볼트(81); 스터드볼트(81)의 상단에 형성되는 강구(80); 강구(80)와 스터드볼트(81)의 사이에 형성되는 다각부(82); 강구(80)의 상부에 밀착되는 하부개방형 구면홈(91)을 갖는 윤활패드(90); 강구(80)의 하부에 밀착되는 상부개방형 구면홈(92)을 갖고, 강구(80)를 사이에 두고 윤활패드(90)와 결합되는 구면링(93); 구면링(93)의 중심에 형성되어 스터드볼트(81)와 다각부(82)를 통과시키는 관통구멍(94); 스프링시트(71)와 구면링(93)의 사이에 설치되는 밸런스 스프링(72); 하판(41)에 설치되고, 윤활패드(90)의 상면에 밀착되어 수평방향으로 자유롭게 미끄러지는 슬립패드(32)를 포함한다.

Description

교량 재하시험용 변위 측정장치{Displacement Measuring Device for Bridge Load Test}

본 발명은 교량 상부구조물에 작용시킨 소정의 하중에 대한 구조거동을 측정함으로써 교량의 구조 안전을 진단하는데 이용되는 교량 재하시험용 변위 측정장치에 관한 것이다.

교량의 재하시험은 구조거동과 안전성을 평가하는 수단으로서, 시공도면이 없어 구조해석만으로는 정확하게 모델링을 할 수 없는 교량이나 시공도면과 구조계산서가 있어도 구성재료의 전반적인 내구성 저하와 균열, 박리, 철근부식 등으로 활하중에 대한 구조거동이 의심스러운 교량에 대하여 내하력에 대한 더 실제적인 평가를 할 수 있다.

이러한 교량에 대한 재하시험은 교량 구조물의 정확한 내하력을 판정하기 위해 소정의 하중을 교량 구조물에 재하하여 실제 구조거동을 측정하여야 한다. 실제 교량의 구조거동 중에서 가장 중요한 것은 하중에 의한 교량 구조물의 변위로서, 매우 정밀하게 측정하여 구조 계산에 반영함으로써 교량 구조물의 내하력을 정확히 파악할 수 있다.

이러한 교량 구조물의 변위를 측정하는 방법으로는, 변위계에 의한 방법, 연통식 변위계를 이용하는 방법, 레이저를 이용하는 방법, 사진영상에 의한 방법 등 다양한 방법이 있으며, 가장 경제적이면서도 정확하게 측정할 수 있는 방법으로는 기초지반에 고정된 틀에 변위계를 설치하여 변위를 측정하는 방법이 알려져 있다.

이때, 사용되는 고정된 틀은 비계를 설치하는 것이 가장 정확한 방법이지만, 이러한 비계를 설치하고 해체하는 것은 많은 비용과 시간이 요구되고, 비계를 설치할 수 있는 부지를 확보해야 하는 번거로움이 있었다.

이를 해소하고자 종래기술 국내 등록특허공보 제10-1794127호(공고일 2017.11.06.)에 "교량 상부구조물의 변위거동 측정장치"가 개시된 바 있다.

이와 같은 종래기술은 가이드봉의 안내를 받는 상부플레이트와 하부플레이트의 사이에 인장스프링이 설치되고, 상부플레이트는 교량의 상부구조물에 고정되며, 하부플레이트는 와이어를 통해 지반에 고정된 앵커에 연결되고, 가이드봉의 상단부는 상부플레이트에 고정되며, 가이드봉의 하단부는 하부플레이트를 관통해서 자유롭게 움직이도록 되어 있고, 변위센서의 하우징은 가이드봉에 고정되며, 변위센서의 센서로드 하단은 하부플레이트에 접촉된다.

이때 인장스프링의 수축력에 의해 와이어에 팽팽한 인장력을 가한 상태에서 시험차량에 의해 교량 상부구조물에 작용되는 소정의 하중에 의해 교량 상부구조물이 거동하면, 인장스프링의 수축에 의해 변위센서의 하우징이 움직이면서 변위거동이 측정된다.

그러나 이와 같은 종래기술은 변위센서를 구성하는 센서로드의 끝부분을 하부플레이트에 직접 접촉시키고 있기 때문에 바람의 영향 또는 기타 요인에 의해 와이어와 인장스프링이 측방향으로 흔들리면서 하부플레이트가 요동되는 경우 하부플레이트에 접촉되어 있는 센서로드의 끝부분에 편마모가 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 종래기술에는 상부플레이트와 하부플레이트를 안내해주는 가이드봉이 구비되어 있지만 실질적인 안내작용은 얇은 하부플레이에 형성된 구멍과 가이드봉의 접촉면에서 일어나기 때문에 직선 안내라기 보다는 상부플레이트와 하부플레이트에 약간의 흔들림을 허용하는 범위내에서 상부플레이트와 하부플레이트가 상하중심에서 크게 벗어나는 것을 방지하는 정도의 역할밖에 못하며, 이러한 원인에 의해 교량 상부구조물의 거동시 상부플레이트와 하부플레이트 간에는 중심을 벗어난 흔들림이 상시 발생한다.

이와 같이 하부플레이트의 변칙적인 움직임에 의해 센서로드의 끝부분에 편마모가 발생하면 센서로드의 하단이 직각을 이루지 못하고 경사지게 되는데, 이러한 센서로드의 편마모는 흔들리는 하부플레이트의 진행방향에 따라 마찰저항에 큰 편차를 가져오면서 예기치 못한 측정오류를 발생시키는 문제가 있으며, 예민한 변위센서를 파손시키는 원인으로 작용되었으나 이를 해결하지 못하고 있었다.

국내 등록특허공보 제10-1202190호(공고일 2012.11.16.) 국내 등록특허공보 제10-1170898호(공고일 2012.08.03.) 국내 등록특허공보 제10-1660524호(공고일 2016.09.29.) 국내 등록특허공보 제10-1713914호(공고일 2017.03.13.) 국내 등록특허공보 제10-2176748호(공고일 2020.11.09.) 국내 등록특허공보 제10-1794127호(공고일 2017.11.06.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 변위센서를 구성하는 센서로드의 편마모를 방지하고, 변위센서의 오작동을 방지해서 정밀한 측정값을 획득할 수 있는 교량 재하시험용 변위 측정장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 교량 재하시험용 변위 측정장치는, 교량의 상부구조물에 연결되는 와이어; 와이어의 하단에 연결되는 와이어 결속부; 와이어 결속부의 하단에 설치되는 상판; 기초지반에 설치되는 베이스판; 베이스판에 수직으로 설치되는 지주; 지주의 상단에 연결되는 지주 연결부; 지주 연결부의 상단에 설치되는 상판; 상판과 하판이 서로 가까워지는 방향으로 수축력을 가해서 와이어에 인장력을 가하는 인장스프링; 하판에 설치되는 하우징 지지봉; 하우징 지지봉에 설치되는 센서하우징을 갖고, 상판으로부터 힘을 받아 하강되는 센서로드에 의해 교량 상부구조물의 변위를 검출하는 변위센서를 포함하는 교량 재하시험용 변위 측정장치에 있어서,

상기 센서로드의 상단에 설치되는 캡볼트; 캡볼트의 외주면에 나사 결합되는 스프링시트; 캡볼트의 상단 중심에 설치되는 스터드볼트; 스터드볼트의 상단에 형성되는 강구; 강구와 스터드볼트의 사이에 형성되는 다각부; 강구의 상부에 밀착되는 하부개방형 구면홈을 갖는 윤활패드; 강구의 하부에 밀착되는 상부개방형 구면홈을 갖고, 강구를 사이에 두고 윤활패드와 결합되는 구면링; 구면링의 중심에 형성되어 스터드볼트와 다각부를 통과시키는 관통구멍; 스프링시트와 구면링의 사이에 설치되는 밸런스 스프링; 하판에 설치되고, 윤활패드의 상면에 밀착되어 수평방향으로 자유롭게 미끄러지는 슬립패드를 포함하는 특징이 있다.

본 발명은 하우징 지지봉에 설치되고, 센서하우징의 외주면에 선접촉되는 사다리꼴 단면을 갖는 하우징 홀더; 하우징 홀더의 양측 가장자리에 형성되는 고정플랜지; 센서하우징을 사이에 두고 하우징 홀더와 결합되고, 사다리꼴 단면을 갖는 하우징 커버; 하우징 커버의 양측 가장자리에 형성되는 가동플랜지; 가동플랜지와 고정플랜지를 관통하는 하우징 체결볼트; 하우징 체결볼트에 결합되는 하우징 체결너트를 포함하는 특징이 있다.

본 발명은 베이스판의 중심에 설치되는 웰드너트; 지주의 하단 외주면에 형성되어 웰드너트에 결합되는 나사결합부; 베이스판에 설치되는 무게추; 웰드너트를 노출시키고, 지주를 통과시키기 위해 무게추의 중심에 형성되는 상하관통형의 대경홀을 포함하는 특징이 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 교량 재하시험 중 교량의 상부구조물 거동과 함께 바람의 영향으로 상판(31)과 슬립패드(32)가 변위센서(60)의 측정방향과 다른 방향으로 움직이는 경우 슬립패드(32)와 윤활패드(90) 사이에서 발생하는 슬립에 의해 변위센서(60)의 측정방향과 다른 방향성 움직임은 제거하고 변위센서(60)의 측정방향으로만 작용되는 힘을 센서로드(62)에 전달하도록 구성되어 있기 때문에 센서로드(62)의 선단부 편마모를 방지할 수 있고, 변위센서(60)의 수명을 크게 연장할 수 있는 효과가 있으며, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

강구(80)를 사이에 두고 결합된 윤활패드(90)와 구면링(93)이 강구(80)를 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 상판(31)과 슬립패드(32)가 한쪽으로 기울어진 경우 윤활패드(90)가 기울어진 슬립패드(32)를 따라 움직이면서 면접촉 된 상태를 유지할 수 있어 윤활패드(90)와 슬립패드(32) 간에 간극이 발생하지 않아 편마모 등 국부에 집중되는 마찰저항을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

구면링(93)과 스프링시트(71) 사이에 설치된 밸런스 스프링(72)에 의해 슬립패드(32)와 구면링(93)이 수평방향으로 복귀하려는 힘을 갖기 때문에 설치작업에 편리함이 있다.

스프링시트(71)가 캡볼트(70)의 외주면에 나사결합되어 있기 때문에 스프링시트(71)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면 스프링시트(71)를 상하방향으로 승강시킬 수 있고, 구면링(93)과 스프링시트(71) 간의 거리를 임의로 변경함으로써 밸런스 스프링(72)의 압축력을 적절하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

스프링시트(71)가 캡볼트(70)의 외주면에 나사결합되어 있기 때문에 스프링시트(71)를 회전시켜서 스프링시트(71)와 밸런스 스프링(72)을 구면링(93)에서 멀어지도록 하강시키면, 밸런스 스프링(72)으로 인한 간섭 없이 스패너와 같은 체결도구를 다각부(82)에 물려서 스터드볼트(81)를 회전시킬 수 있는 효과가 있다.

센서하우징(61)을 사이에 두고 결합되는 하우징 홀더(51)와 하우징 커버(53)가 사다리꼴 단면으로 되어 있기 때문에 하우징 홀더(51)와 하우징 커버(53)가 센서하우징(61)의 외주면에 선접촉되면서 센서하우징(61)의 흔들림을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 센서하우징(61)을 하우징 지지봉(50)과 함께 평행하게 위치시킬 수 있는 편리함이 있다.

베이스판(21)에 설치된 웰드너트(24)에 지주(22) 하단에 형성된 나사결합부(25)를 결합하도록 되어 있기 때문에 지주(22)와 베이스판(21) 간의 분리 또는 결합이 자유롭게 되어 이동과 보관이 편리한 장점이 있다.

베이스판(21)에 설치되는 무게추(26)에 형성된 대경홀(27)을 통해 지주(22)와 웰드너트(24)의 센터를 편리하게 맞출 수 있는 효과가 있고, 지주(22)가 무게추(26)에 형성된 대경홀(27)을 통과해서 웰드너트(24)에 결합되도록 구성되어 있으므로 지주(22)에 의해 무게추(26)의 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.

더 나아가서 본 발명은 스프링시트(71)의 상단 가장자리에 이탈방지 환형턱(71w)이 형성되어 있기 때문에 밸런스 스프링(72)이 측방향으로 이탈해서 편심되게 위치되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사시도
도 2는 도 1의 부분 확대 사시도
도 3은 본 발명에 따른 슬립패드를 보인 부분 확대 분리사시도
도 4는 본 발명에 따른 센서로드의 상단에 설치되는 구성품들과 윤활패드를 보인 분리사시도
도 5는 도 4의 저면측 분리사시도
도 6은 도 4의 분리단면도
도 7은 도 4의 결합상태 단면도
도 8은 본 발명에서 변위센서를 고정하기 위한 구성품들을 보인 분리사시도
도 9는 도 8의 결합상태 평단면도
도 10은 본 발명에 따른 지주와 베이스판을 연결하기 위한 구성들과 무게추를 보인 단면사시도

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명은 교량의 상부구조물에 연결되는 와이어(20); 와이어(20)의 하단에 연결되는 와이어 결속부(30); 와이어 결속부(30)의 하단에 설치되는 상판(31); 기초지반에 설치되는 베이스판(21); 베이스판(21)에 수직으로 설치되는 지주(22); 지주(22)의 상단에 연결되는 지주 연결부(40); 지주 연결부(40)의 상단에 설치되는 상판(31)을 포함한다.

와이어 결속부(30)는 예를 들면 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상판(31)의 상면 모서리 부근에서 상측을 향해 삼각뿔 형태로 모이는 와이어 연결대(34)와, 와이어 연결대(34)의 상단에 용접되어 상기 와이어(20)의 하단에 연결되는 중공형의 와이어 커플러(33)와, 와이어 커플러(33)의 외주면에서 중심을 향해 반경방향으로 설치되어 상기 와이어(20)를 가압하는 와이어 가압볼트(33b)로 구성될 수 있다.

베이스판(21)은 도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이 일정한 두께를 갖는 강판을 정방형으로 절단해서 구성할 수 있으며, 지주(22)는 금속파이프를 이용해서 구성할 수 있다.

지주 연결부(40)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하판(41)의 저면 모서리 부근에서 하측을 향해 삼각뿔 형태로 모이는 지주연결대(42)와, 지주연결대(42)의 하단에 설치되는 삼각형의 지주연결판(43)으로 구성될 수 있다.

지주(22)의 상단에 환형플랜지(44)를 형성하고, 환형플랜지(44)의 상면 중심에 형성된 엔드볼트(45)를 상기 지주연결판(43)의 중심으로 관통시킨 다음 상부로 돌출된 엔드볼트(45)의 끝에 엔드너트(46)를 결합해서 지주(22)의 상단을 지주연결판(43)에 연결할 수 있다.

본 발명은 상판(31)과 하판(41)이 서로 가까워지는 방향으로 수축력을 가해서 와이어(20)에 인장력을 가하는 인장스프링(23); 하판(41)에 설치되는 하우징 지지봉(50); 하우징 지지봉(50)에 설치되는 센서하우징(61)을 갖고, 상판(31)으로부터 힘을 받아 하강되는 센서로드(62)에 의해 교량 상부구조물의 변위를 검출하는 변위센서(60)를 포함한다.

인장스프링(23)은 예를 들면 스프링 강선을 나선형으로 감은 다음 양단에 고리를 형성한 인장 코일 스프링으로 구성할 수 있으며, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 인장스프링(23)의 상단을 걸기 위해 상판(31)의 모서리 부근에 고리체결구멍(31a)을 형성하고, 아이볼트(28)를 고리체결구멍(31a)의 하부에서 상측을 향해 삽입한 다음 상판(31)의 상부로 돌출된 아이볼트(28) 상단에 아이너트(29)를 결합한 후 아이볼트(28)에 인장스프링(23)의 상단을 걸어서 설치한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하판(41)은 상판(31)과 동일하게 구성할 수 있으며, 상판(31)에 설치된 아이볼트(28) 및 아이너트(29)와 상하 대칭을 이루는 다른 아이볼트(28)와 아이너트(29)를 하판(41)에도 설치하면 인장스프링(23)의 하단을 아이볼트(28)를 이용해서 하판(41)에 연결할 수 있다.

하우징 지지봉(50)의 하단은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하판(41)에 설치할 수 있으며, 변위센서(60)는 예를 들면 센서하우징(61)에 설치된 메인코일(도시생략)과 서브코일(도시생략)의 중심에 위치된 마그네틱 코어(도시생략)가 센서로드(62)에 의해 센서하우징(61)의 중심을 따라 이동하면서 직선 변위값을 출력하는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer, 선형변위 차동트랜스)로 구성할 수 있다.

본 발명은 센서로드(62)의 상단에 설치되는 캡볼트(70); 캡볼트(70)의 외주면에 나사 결합되는 스프링시트(71); 캡볼트(70)의 상단 중심에 설치되는 스터드볼트(81); 스터드볼트(81)의 상단에 형성되는 강구(80); 강구(80)와 스터드볼트(81)의 사이에 형성되는 다각부(82)를 포함한다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 캡볼트(70)의 하단 중심에는 센서로드(62)의 상단을 삽입하기 위한 로드삽입구멍(70h)이 형성되고, 센서로드(62)가 로드삽입구멍(70h)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 캡볼트(70)의 외주면에서 로드삽입구멍(70h)을 향해 형성된 스크류체결용 탭구멍(70a)에 세트스크류(73)를 설치해서 센서로드(62)를 고정한다.

캡볼트(70)의 외주면에는 수나사부(70b)를 형성하고, 스프링시트(71)의 중심에는 수나사부(70b)에 결합되는 암나사부(71t)를 형성해서 스프링시트(71)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면, 스프링시트(71)가 승강되면서 밸런스 스프링(72)에 가해지는 예압이 조절된다.

캡볼트(70)의 상단 중심에는 스터드볼트(81)가 결합되는 스터드고정용 탭구멍(70t)이 형성되며, 스프링시트(71)의 상단 가장자리에는 밸런스 스프링(72)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지 환형턱(71w)을 형성할 수 있다.

강구(80)와 다각부(82)의 사이에 잘록한 목부(83)를 형성해서 구면링(93)이 움직일 때 간섭을 방지하고, 다각부(82)는 예를 들면 정육각기둥의 형태로 형성할 수 있으며, 스패너와 같은 체결도구로 다각부(82)를 물어서 돌리면 강한 체결력을 얻을 수 있다.

본 발명은 강구(80)의 상부에 밀착되는 하부개방형 구면홈(91)을 갖는 윤활패드(90); 강구(80)의 하부에 밀착되는 상부개방형 구면홈(92)을 갖고, 강구(80)를 사이에 두고 윤활패드(90)와 결합되는 구면링(93); 구면링(93)의 중심에 형성되어 스터드볼트(81)와 다각부(82)를 통과시키는 관통구멍(94)을 포함한다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 윤활패드(90)는 예를 들면 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE ; polytetra fluoroethylene)과 같이 마찰계수가 극히 작고 접착, 점착성이 없는 특성을 갖고 있는 불소수지, 엔지니어링 플라스틱, 오일이 함침된 금속소결체 등으로 구성할 수 있다.

링체결볼트(90b)에 의해 윤활패드(90)와 구면링(93)을 결합하기 위해 윤활패드(90)에 카운터 보어홀(90h)을 형성하고, 구면링(93)에는 카운터 보어홀(90h)과 중심이 일치되는 링체결용 탭구멍(93t)을 형성해서 링체결볼트(90b)를 카운터 보어홀(90h)을 통해 링체결용 탭구멍(93t)에 결합하면 윤활패드(90)와 구면링(93)이 강구(80)를 사이에 두고 결합된다.

이때 윤활패드(90)에 형성되는 카운터 보어홀(90h)은 링체결볼트(90b)의 볼트머리가 윤활패드(90)의 상면으로 돌출되는 것을 방지하는 작용을 한다.

구면링(93)에 형성된 관통구멍(94)은 강구(80)의 하부에 형성된 다각부(82)와 스터드볼트(81)를 구면링(93)의 중심으로 통과시켜서 캡볼트(70)에 결합하기 위한 것이고, 윤활패드(90)와 구면링(93)이 강구(80)를 중심으로 움직일 때 목부(83)와 관통구멍(94) 사이에 형성된 공간에 의해 윤활패드(90)와 구면링(93)이 자유로운 움직임을 갖게 된다.

본 발명은 스프링시트(71)와 구면링(93)의 사이에 설치되는 밸런스 스프링(72); 하판(41)에 설치되고, 윤활패드(90)의 상면에 밀착되어 수평방향으로 자유롭게 미끄러지는 슬립패드(32)를 포함한다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 밸런스 스프링(72)은 예를 들면 스프링 강선을 나선형으로 감아서 만든 압축코일 스프링으로 구성할 수 있으며, 밸런스 스프링(72)은 윤활패드(90)에 하중이 작용되고 있지 않을 때 윤활패드(90)와 구면링(93)이 자중에 의해 한쪽으로 기울어지는 것을 막는 작용을 한다.

슬립패드(32)는 예를 들면 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE ; polytetra fluoroethylene)과 같이 마찰계수가 극히 작고 접착, 점착성이 없는 특성을 갖고 있는 불소수지, 엔지니어링 플라스틱, 오일이 함침된 금속소결체로 구성하거나 표면이 연마된 금속판 등으로 구성할 수 있다.

도 2의 부호 A부, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 상판(31)과 슬립패드(32)에 슬라이드 체결구멍(31h)(32h)을 서로 중심이 일치되게 형성한 다음 슬라이드 체결볼트(32b)를 슬라이드 체결구멍(31h)(32h)으로 삽입한 후 하측으로 돌출된 슬라이드 체결볼트(32b)의 하단부에 슬라이드 체결너트(32n)를 결합하면 슬립패드(32)가 상판(31)의 저면에 설치된다.

이와 같은 슬립패드(32)와 윤활패드(90)는 접촉시 마찰저항이 극히 낮기 때문에 강풍에 의해 상판(31)이 변위센서(60)의 측정방향과 평행하지 않은 방향으로 움직일 때는 슬립패드(32)와 윤활패드(90) 간에 슬립이 발생되면서 변위센서(60)의 파손을 방지하고, 변위센서(60)의 측정방향인 상하방향으로 작용되는 힘만 센서로드(62)로 전달하는 작용을 한다.

본 발명은 하우징 지지봉(50)에 설치되고, 센서하우징(61)의 외주면에 선접촉되는 사다리꼴 단면을 갖는 하우징 홀더(51); 하우징 홀더(51)의 양측 가장자리에 형성되는 고정플랜지(52); 센서하우징(61)을 사이에 두고 하우징 홀더(51)와 결합되고, 사다리꼴 단면을 갖는 하우징 커버(53); 하우징 커버(53)의 양측 가장자리에 형성되는 가동플랜지(54); 가동플랜지(54)와 고정플랜지(52)를 관통하는 하우징 체결볼트(55); 하우징 체결볼트(55)에 결합되는 하우징 체결너트(56)를 포함한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 하우징 홀더(51)와 하우징 커버(53)는 일정한 두께를 갖는 금속판을 절곡가공에 의해 성형할 수 있으며, 하우징 홀더(51)의 후면 중앙을 하우징 지지봉(50)에 용접한다.

하우징 체결볼트(55)를 체결하기 위해 고정플랜지(52)와 가동플랜지(54)에 형성되는 플랜지구멍(52h)(54h)은 서로 중심이 일치되게 형성된다.

특히 본 발명에 따르면 도 9에 도시된 바와 같이 변위센서(60)를 구성하는 센서하우징(61)이 하우징 홀더(51)와 하우징 커버(53)의 내측면에 선접촉되어 있는데, 추가로 하우징 홀더(51)와 하우징 커버(53)의 내측 중앙에 간극이 형성되도록 하면, 센서하우징(61)과 하우징 홀더(51), 센서하우징(61)과 하우징 커버(53) 사이에서 발생할 수 있는 들뜸을 막고 동시에 센서하우징(61)을 하우징 지지봉(50)에 평행하게 위치시킬 수 있게 된다.

본 발명은 베이스판(21)의 중심에 설치되는 웰드너트(24); 지주(22)의 하단 외주면에 형성되어 웰드너트(24)에 결합되는 나사결합부(25); 베이스판(21)에 설치되는 무게추(26); 웰드너트(24)를 노출시키고, 지주(22)를 통과시키기 위해 무게추(26)의 중심에 형성되는 상하관통형의 대경홀(27)을 포함한다.

도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이 베이스판(21)의 상면에 복수의 무게추(26)를 적층할 수 있으며, 무게추(26)는 예를 들면 금속판, 콘크리트판, 석재판, 고무판 등으로 구성할 수 있다.

웰드너트(24)의 하단은 베이스판(21)의 상면에 용접되고, 웰드너트(24)의 내주면에는 지주(22)에 형성된 나사결합부(25)와 결합되는 암나사부가 형성된다.

지주(22)를 웰드너트(24)에 결합하기 전에 무게추(26)를 베이스판(21)에 먼저 올린 다음 지주(22)를 웰드너트(24)에 결합해야 하는데, 이때 도 10에 도시된 바와 같이 무게추(26)에 형성된 대경홀(27)의 내경이 웰드너트(24)의 외경보다 큰 내경으로 형성되어 있기 때문에 대경홀(27)을 통해 지주(22)와 웰드너트(24)의 센터를 맞추면서 조립할 수 있게 된다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 교량의 상부구조물에 소정의 하중을 재하해서 교량의 상부구조물이 거동하면, 교량 상부구조물에 연결된 와이어(20)가 이완되고, 이완된 와이어(20)에 의해 인장스프링(23)이 수축되면서 상판(31)이 교량 상부구조물을 추종하는 형태로 거동하게 된다.

이때 상판(31)의 저면에 설치된 슬립패드(32)로부터 윤활패드(90)와 구면링(93), 강구(80)로 힘이 전달되고, 강구(80)에 연결된 스터드볼트(81)에 의해 캡볼트(70)로 힘이 전달되면서 센서로드(62)를 하강시키게 되어 변위센서(60)에 의해 교량 상부구조물의 변위값이 출력된다.

하판(41)은 베이스판(21)과 지주(22)에 의해 기초지반에 지지되어 고정된 상태를 유지하게 되며, 변위센서(60)를 구성하는 센서하우징(61)은 하우징 홀더(51)와 하우징 커버(53)에 의해 하판(41)에 지지된 하우징 지지봉(50)에 지지되어 고정된 상태를 유지하게 된다.

한편, 교량 재하시험 중 바람이나 기타 요인에 의해 와이어(20)와 상판(31)이 변위센서(60)의 측정방향과 평행하지 않은 방향으로 흔들리는 경우 상판(31)에 설치된 슬립패드(32)와 윤활패드(90) 간에 슬립이 발생하면서 측정에 불필요한 움직임이 제거되고, 특히 마찰계수가 극히 낮은 슬립패드(32)와 윤활패드(90)에 의해 센서로드(62)에는 측정에 불필요한 힘이 전달되지 않기 때문에 변위센서(60)의 손상을 방지하는 동시에 측정 정밀도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

20 : 와이어 21 : 베이스판
22 : 지주 23 : 인장스프링
24 : 웰드너트 25 : 나사결합부
26 : 무게추 27 : 대경홀
30 : 와이어 결속부 32 : 슬립패드
40 : 지주 연결부 50 : 하우징 지지봉
51 : 하우징 홀더 52 : 고정플랜지
53 : 하우징 커버 54 : 가동플랜지
55 : 하우징 체결볼트 56 : 하우징 체결너트
60 : 변위센서 61 : 센서하우징
62 : 센서로드 70 : 캡볼트
71 : 스프링시트 72 : 밸런스 스프링
80 : 강구 81 : 스터드볼트
82 : 다각부 90 : 윤활패드
91 : 하부개방형 구면홈 92 : 상부개방형 구면홈
93 : 구면링 94 : 관통구멍

Claims

교량의 상부구조물에 연결되는 와이어(20);
상기 와이어(20)의 하단에 연결되는 와이어 결속부(30);
상기 와이어 결속부(30)의 하단에 설치되는 상판(31);
기초지반에 설치되는 베이스판(21);
상기 베이스판(21)에 수직으로 설치되는 지주(22);
상기 지주(22)의 상단에 연결되는 지주 연결부(40);
상기 지주 연결부(40)의 상단에 설치되는 하판(41);
상기 상판(31)과 상기 하판(41)이 서로 가까워지는 방향으로 수축력을 가해서 상기 와이어(20)에 인장력을 가하는 인장스프링(23);
상기 하판(41)에 설치되는 하우징 지지봉(50);
상기 하우징 지지봉(50)에 설치되는 센서하우징(61)을 갖고, 상기 상판(31)으로부터 힘을 받아 하강되는 센서로드(62)에 의해 상기 교량 상부구조물의 변위를 검출하는 변위센서(60);
를 포함하는 교량 재하시험용 변위 측정장치에 있어서,

상기 센서로드(62)의 상단에 설치되는 캡볼트(70);
상기 캡볼트(70)의 외주면에 나사 결합되는 스프링시트(71);
상기 캡볼트(70)의 상단 중심에 설치되는 스터드볼트(81);
상기 스터드볼트(81)의 상단에 형성되는 강구(80);
상기 강구(80)와 상기 스터드볼트(81)의 사이에 형성되는 다각부(82);
상기 강구(80)의 상부에 밀착되는 하부개방형 구면홈(91)을 갖는 윤활패드(90);
상기 강구(80)의 하부에 밀착되는 상부개방형 구면홈(92)을 갖고, 상기 강구(80)를 사이에 두고 상기 윤활패드(90)와 결합되는 구면링(93);
상기 구면링(93)의 중심에 형성되어 상기 스터드볼트(81)와 상기 다각부(82)를 통과시키는 관통구멍(94);
상기 스프링시트(71)와 상기 구면링(93)의 사이에 설치되는 밸런스 스프링(72);
상기 하판(41)에 설치되고, 상기 윤활패드(90)의 상면에 밀착되어 수평방향으로 자유롭게 미끄러지는 슬립패드(32);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 재하시험용 변위 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징 지지봉(50)에 설치되고, 상기 센서하우징(61)의 외주면에 선접촉되는 사다리꼴 단면을 갖는 하우징 홀더(51);
상기 하우징 홀더(51)의 양측 가장자리에 형성되는 고정플랜지(52);
상기 센서하우징(61)을 사이에 두고 상기 하우징 홀더(51)와 결합되고, 사다리꼴 단면을 갖는 하우징 커버(53);
상기 하우징 커버(53)의 양측 가장자리에 형성되는 가동플랜지(54);
상기 가동플랜지(54)와 상기 고정플랜지(52)를 관통하는 하우징 체결볼트(55);
상기 하우징 체결볼트(55)에 결합되는 하우징 체결너트(56);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 재하시험용 변위 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스판(21)의 중심에 설치되는 웰드너트(24);
상기 지주(22)의 하단 외주면에 형성되어 상기 웰드너트(24)에 결합되는 나사결합부(25);
상기 베이스판(21)에 설치되는 무게추(26);
상기 웰드너트(24)를 노출시키고, 상기 지주(22)를 통과시키기 위해 상기 무게추(26)의 중심에 형성되는 상하관통형의 대경홀(27);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 재하시험용 변위 측정장치.