KR102506511B1 - Rail Support, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Rail Displacements Using the Same - Google Patents
Rail Support, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Rail Displacements Using the Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102506511B1 KR102506511B1 KR1020180140854A KR20180140854A KR102506511B1 KR 102506511 B1 KR102506511 B1 KR 102506511B1 KR 1020180140854 A KR1020180140854 A KR 1020180140854A KR 20180140854 A KR20180140854 A KR 20180140854A KR 102506511 B1 KR102506511 B1 KR 102506511B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- rail
- support
- sensor
- displacement
- coupling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
- E01B35/12—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring movement of the track or of the components thereof under rolling loads, e.g. depression of sleepers, increase of gauge
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B26/00—Tracks or track components not covered by any one of the preceding groups
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
- E01B2203/16—Guiding or measuring means, e.g. for alignment, canting, stepwise propagation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Abstract
본 발명은 한쌍의 레일 지지대로 레일의 내외부에서 레일을 수용하여 지지할 때 상호 결합면적을 극대화하여 진동과 충격에 강한 결합이 이루어질 수 있는 레일 지지대, 이를 이용한 레일 변위 측정장치 및 레일 변위량 계측 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 레일 지지대는 레일의 하측 플랜지에 설치되며 레일의 변위를 측정하기 위한 하나의 측정 센서가 장착되는 레일 지지대로서, 일측에 상기 하측 플랜지의 일측을 수용하는 제1요홈을 구비하는 내부 지지대; 일측에 상기 하측 플랜지의 타측을 수용하는 제2요홈을 구비하는 외부 지지대; 및 상기 내부 지지대와 외부 지지대가 상호 조합되어 상기 제1 및 제2 요홈 내부에 레일의 하측 플랜지를 수용할 때 내부 지지대와 외부 지지대를 결속하여 고정하는 지지대 결합장치;를 포함하며, 상기 지지대 결합장치는, 상기 외부 지지대와 내부 지지대 중 하나의 몸체로부터 돌출된 결합돌기; 및 상기 내부 지지대와 외부 지지대 중 하나의 몸체 내측에 상기 결합돌기와 대향하여 상기 결합돌기가 결합되는 결합홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a pair of rail supports that maximize the mutual coupling area when receiving and supporting the rails from the inside and outside of the rail to achieve strong coupling against vibration and shock, a rail displacement measuring device using the same, and a rail displacement measuring system it's about
The rail support of the present invention is installed on the lower flange of the rail and is equipped with one measurement sensor for measuring the displacement of the rail, and includes an inner support having a first groove on one side for accommodating one side of the lower flange; An external support having a second groove on one side for accommodating the other side of the lower flange; and a support coupling device for binding and fixing the internal support and the external support when the inner support and the external support are mutually combined to accommodate the lower flange of the rail in the first and second grooves, wherein the support coupling device includes the support coupling device. Is, a coupling protrusion protruding from the body of one of the outer support and the inner support; and a coupling groove in which the coupling protrusion is coupled to face the coupling protrusion inside the body of one of the inner supporter and the outer supporter.
Description
본 발명은 레일 지지대 및 이를 이용한 레일 변위 측정장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 한쌍의 레일 지지대로 레일의 내외부에서 레일을 수용하여 지지할 때 상호 결합면적을 극대화하여 진동과 충격에 강한 결합이 이루어질 수 있는 레일 지지대, 이를 이용한 레일 변위 측정장치 및 레일 변위량 계측 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a rail support and a rail displacement measuring device using the same, and more specifically, to a pair of rail supports, when receiving and supporting rails from the inside and outside of the rail, the mutual coupling area is maximized to achieve strong coupling against vibration and shock. It relates to a rail support that can be used, a rail displacement measurement device using the same, and a rail displacement measurement system.
일반적인 철도 선로는 거동변형이 없는 원지반 위에 흙을 성토하여 성토 지반을 만들고 성토 지반 위에 다수의 침목을 일정 간격으로 배치하고 그 위에 한쌍의 레일을 1480mm 간격(표준궤간)으로 평행하게 설치하여 구성하고 있다.A general railway track is constructed by embankment of soil on a raw ground without deformation of motion to create an embankment ground, arranging a number of sleepers at regular intervals on the embankment ground, and installing a pair of rails in parallel at 1480mm intervals (standard gauge) on top of it. .
철도 선로는 필요에 따라 매립지와 같은 연약 지반 위에 또는 인접하거나 산의 하부에 위치한 절개지 옆 또는 산의 계곡에 직면하여 설치될 수 있고, 철도 선로 주변에는 하천 정비 또는 터널공사나 건물 신축을 위한 토목 공사가 발생될 수 있다.Railroad tracks can be installed on or adjacent to soft ground such as landfills as needed, next to incisions located at the bottom of mountains or facing valleys of mountains, and around railroad tracks, river maintenance or tunnel construction or civil engineering work for building new buildings may occur.
그런데, 여름철에 장마 또는 폭우로 인하여 산사태가 또는 홍수가 발생하면서 절개지나 산의 계곡에 직면해 있는 철도 선로의 성토 지반은 지반 침하가 급격하게 발생할 수 있으며, 또한, 연약 지반에 인접해 있는 경우에도 서서히 지반침하가 발생할 수 있고, 철도 선로의 성토 지반에 인접하여 토목 공사가 발생한 경우에도 설계 미숙 또는 오차 등에 의해 지반침하가 발생할 수 있다. However, landslides or floods due to the rainy season or heavy rain in summer may cause rapid ground subsidence in the embankment ground of railway tracks facing cuts or valleys of mountains, and also, even if they are adjacent to soft ground Ground subsidence may occur gradually, and ground subsidence may occur due to poor design or errors even when civil works occur adjacent to the embankment ground of a railroad track.
또한, 터널이나 교량 위를 지나는 철도 레일의 경우에도 침목이 설치되는 구조물이 장기간의 사용으로 인하여 노후화되면서 서서히 지반침하가 발생할 수 있다.In addition, even in the case of a railroad rail passing over a tunnel or bridge, ground subsidence may gradually occur as a structure in which sleepers are installed deteriorates due to long-term use.
따라서, 철로 지반 침하와 변형이 우려되는 연약 지반, 절개지, 계곡과 직면한 부분, 또는 구조물의 변형이 이루어질 수 있는 터널, 교량 위를 지나는 철도 레일은 그의 변위량을 측정하여 지반 침하와 변형으로 인하여 발생할 수 있는 대형 철도 사고를 미연에 방지하고, 열차의 안전 운행을 위하여 철도 레일의 안전 상태를 상시 계측하는 것이 필요하다. Therefore, for railway rails passing over soft ground, incisions, valleys, tunnels and bridges where structural deformation is likely to occur, the amount of displacement is measured, and the deformation caused by ground subsidence and deformation is measured. It is necessary to measure the safety condition of railroad rails at all times in order to prevent possible large-scale railroad accidents in advance and to ensure the safe operation of trains.
예를 들어, 레일의 변위량이 표준 궤간 이탈범위(-4mm 또는 +7mm)를 초과하는 경우, 혹은 곡선선로 부분에서 내궤측 레일과 외궤측 레일의 고저차를 캔트(CANT)라고 하는데 최대 캔트(160mm)를 초과하는 경우에도 기차의 속도가 고속인 경우 탈선의 우려가 발생된다.For example, if the displacement of the rail exceeds the standard gauge deviation range (-4mm or +7mm), or the height difference between the inner and outer rails in the curved line section is called CANT, the maximum cant (160mm) Even if the train speed exceeds , there is a risk of derailment when the speed of the train is high.
종래의 토목 현장에서 사용되는 철도 지반 침하량 측정장치에는 공사적용 현장에 따라서 눈금 줄자, 경사계, 레이저 광파기, 광섬유 측정기 등이 사용되고 있다. 대부분의 계측기는 수동으로 한 지점만을 측정하거나, 연구 목적의 고가 장비(예를 들어, 레이저 광파기, 광섬유 측정기)를 사용한 일시적인 계측이므로, 현장 계측 예산 측면을 고려할 때 다수의 지점을 다수의 장비를 채용하여 상시적으로 측정하는 데 많은 제한 사항이 있었다. A scale ruler, an inclinometer, a laser light digger, an optical fiber measuring device, etc. are used in the railroad ground settlement measuring device used in conventional civil engineering sites depending on the construction application site. Since most measuring instruments manually measure only one point or are temporary measurements using expensive equipment for research purposes (e.g., laser light digger, fiber optic measuring instrument), multiple instruments are employed for multiple points when considering the aspect of field measurement budget. Therefore, there were many limitations in measuring continuously.
종래의 대표적인 철도 레일 변위 측정장치에 대한 구조와 설치 예를 설명하면 다음과 같다.The structure and installation example of a typical railway rail displacement measuring device in the related art will be described as follows.
종래에 토목현장에서 원지반에 흙을 성토하여 조성된 성토 지반 위에 철도를 개설할 경우에는 철로 지반 침하가 우려되므로 간단하게 눈금자로 침하 눈금을 수동 목측하여 침하량을 측정하는 기술이다.Conventionally, when a railroad is built on the embankment ground formed by embankment of soil in the original ground at a civil engineering site, ground subsidence from the railroad is concerned. Therefore, it is a technology to measure the amount of settlement by simply manually observing the settlement scale with a ruler.
상기 눈금 목측 방법은, 항상 측정자가 현장에 있어야 하거나 수시로 점검하여야 하므로, 비효율적이고 상시 계측 및 원격 자동 계측이 불가능한 구조이다. 불시에 갑작스런 철로 침하로 인해 발생하는 사고에 대하여서는 대응력이 현저히 떨어진다. The scale sighting method is inefficient and has a structure in which regular measurement and remote automatic measurement are impossible because a measurer must always be on-site or inspected from time to time. Responsiveness to accidents caused by sudden railroad subsidence is significantly reduced.
일반적으로 철도 레일을 관리하는 기관에서는 레일 변위량을 측정하기 위한 감지 센서와 부착장치 등을 레일에 직접 설치하는 경우 철도 레일에 손상을 주거나 열차 통신을 위한 궤도 회로망에 지장을 초래한다는 이유로 허용하지 않는 것이 일반적이다. In general, organizations that manage railroad rails do not allow the direct installation of sensors and attachments for measuring the amount of rail displacement on rails because they cause damage to railroad rails or interfere with the track network for train communication. Common.
본 출원인은 지반을 천공하거나 측정관을 매설하거나 측정 말뚝을 지반에 박는 대형 공사를 하지 않으며, 또한 철도 레일에 손상을 주거나 열차 통신을 위한 궤도 회로망에 지장을 초래하지 않도록 피측정물인 레일 양단에 영구자석을 이용하여 간편하게 감지 센서를 설치함으로써 철도 레일의 안전 상태를 계측할 수 있는 레일 변위 측정장치를 한국 공개특허공보 제10-2010-0088945호(특허문헌 1)에 제안하였다. 상기 특허문헌 1은 감지 센서가 레일에 직접 설치된 타입이 아니다.The present applicant does not perform large-scale construction such as drilling the ground, burying a measuring pipe, or driving a measuring pile into the ground, and also does not damage the railroad rail or interfere with the track network for train communication. Korean Patent Publication No. 10-2010-0088945 (Patent Document 1) proposed a rail displacement measuring device capable of measuring the safety state of a railroad rail by simply installing a detection sensor using a magnet. Patent Document 1 is not a type in which the detection sensor is directly installed on the rail.
또한, 한국 등록특허공보 제10-1348147호(특허문헌 2)에는 콘크리트 재질의 침목 구조에 대하여도 적용이 가능하고, 레일의 변위를 직접적으로 측정하므로 데이터의 신뢰도가 높으며, 양측 레일의 높이 차이 발생 여부를 측정할 수 있는 철도레일의 폭방향 변위측정장치를 제안하고 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1348147 (Patent Document 2) can be applied to a sleeper structure made of concrete, and since the displacement of the rail is directly measured, the reliability of the data is high, and the height difference between the rails on both sides occurs. A device for measuring the displacement in the width direction of a railway rail is proposed.
상기 특허문헌 2는 각 레일의 하부를 둘러싸면서 고정되는 한 쌍의 레일 고정부재에 각각 한쌍의 중간부재가 연결되고 중간부재의 양단에 각도 센서가 내장된 센서 케이싱의 양단을 연결함에 의해 레일의 변위를 각도 센서에 전달하고 있다.In Patent Document 2, a pair of intermediate members are connected to a pair of rail fixing members fixed while surrounding the lower part of each rail, and both ends of a sensor casing in which angle sensors are embedded are connected to both ends of the intermediate member, thereby displaced rails. to the angle sensor.
그러나, 특허문헌 2는 레일 고정부재가 단일체로 구성됨에 따라 레일의 하부를 둘러싸면서 고정되는 레일 고정부재의 부착 설치방법이 복잡하고 견고하지 않아서 계측 오차가 크게 발생할 수 있다. However, in Patent Document 2, since the rail fixing member is composed of a single body, the attachment and installation method of the rail fixing member fixed while surrounding the lower part of the rail is complicated and not robust, so a large measurement error may occur.
또한, 특허문헌 2는 단순 볼트로 이루어지는 내측 간격부재, 레일 결합부재 및 상측 간격부재를 이용하여 레일 고정부재를 레일에 직접 닿아서 고정하므로, 결합력이 약하고, 불안전한 고정방식이며 운행되는 열차의 진동에 의해서 레일 고정부재가 변동될 가능성이 존재하며, 레일에 손상을 주어 철도 안전에 영향을 줄 수 있다. In addition, Patent Document 2 uses an inner spacer member made of simple bolts, a rail coupling member, and an upper spacer member to directly contact and fix the rail fixing member to the rail, so the coupling force is weak, it is an unstable fixing method, and the vibration of the train running There is a possibility that the rail fixing member may be changed by the rail, and it may damage the rail and affect railroad safety.
더욱이 특허문헌 2는 불안정한 레일 고정부재에 길게 연장된 중간부재를 통하여 레일 변위가 전달되므로 계측 오차가 발생할 수 있다.Furthermore, in Patent Document 2, since the rail displacement is transmitted through the intermediate member extending long to the unstable rail fixing member, a measurement error may occur.
한국 등록특허공보 제10-1328516호(특허문헌 3)에는 일측 레일의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 상호 간격을 두고 설치되는 한 쌍의 레일 고정부재, 한 쌍의 레일 고정부재 사이에 설치되는 센서 케이싱, 및 한 쌍의 레일 고정부재의 각도변화를 측정하도록, 센서 케이싱에 설치되는 각도센서를 포함하는 철도레일의 진행방향 변위측정장치가 개시되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-1328516 (Patent Document 3) discloses a pair of rail fixing members installed at a distance from each other while being fixed around the lower part of one rail, and a sensor casing installed between the pair of rail fixing members. , and a displacement measuring device in the traveling direction of a railway rail including an angle sensor installed in a sensor casing to measure an angular change of a pair of rail fixing members.
특허문헌 3은 특허문헌 2와 같이 레일 고정부재가 각각 단일체로 구성됨에 따라 레일의 하부를 둘러싸면서 고정되는 레일 고정부재의 부착 설치방법이 복잡하고 견고하지 않아서 계측 오차가 크게 발생할 수 있다. In Patent Document 3, as the rail fixing members are composed of a single body, as in Patent Document 2, the attachment and installation method of the rail fixing member fixed while surrounding the lower part of the rail is complicated and not robust, so a large measurement error may occur.
한국 등록특허공보 제10-1437604호(특허문헌 4)에는 양측 레일의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 힌지결합부가 형성된 한 쌍의 레일 고정부재, 양측 레일의 상대 침하에 대응하여 힌지구동하도록, 양단이 각각 한 쌍의 레일 고정부재의 힌지결합부에 힌지결합하는 센서 케이싱 및 한 쌍의 레일 고정부재의 각도변화를 측정하도록, 센서 케이싱에 설치되는 각도센서를 포함하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치가 개시되어 있다.Korean Patent Registration Publication No. 10-1437604 (Patent Document 4) discloses a pair of rail fixing members that are fixed around the lower portions of both rails and have hinge coupling parts, both ends of which are hinged to operate in response to the relative sinking of both rails A sensor casing hinged to the hinge coupling part of each pair of rail fixing members and an angle sensor installed in the sensor casing to measure the angle change of the pair of rail fixing members. has been initiated.
특허문헌 4는 레일 고정부재의 힌지결합부에 힌지결합하는 센서 케이싱과 센서 케이싱에 설치되는 각도센서에 의해 한 쌍의 레일 고정부재의 각도변화만을 측정하는 것이므로, 양측 레일의 높이 차이와 같이 레일의 다양한 변위를 측정하기 어려운 문제가 있다. Patent Document 4 measures only the angular change of a pair of rail fixing members by a sensor casing hinged to the hinge coupling part of the rail fixing member and an angle sensor installed on the sensor casing, so that the height difference between the rails on both sides of the rail There is a problem in measuring various displacements.
특허문헌 4는 레일 고정부재의 힌지결합부에 센서 케이싱이 힌지결합하는 것이므로, 지반침하 등이 발생할 때 센서 케이싱과 레일이 각자 변위가 발생할 수 있게 되어 센서 케이싱에 내장된 측정 센서는 정밀한 레일 변위 계측이 이루어지지 못하고 오차가 발생할 수 잇다.Patent Document 4 is that the sensor casing is hinged to the hinge coupling part of the rail fixing member, so that when ground subsidence occurs, the sensor casing and the rail can each be displaced, so the measurement sensor built into the sensor casing accurately measures the rail displacement If this is not done, errors may occur.
또한, 레일 고정부재는 외측 지지부재와 내측 지지부재가 서로 다른 구조를 가지는 것이므로 상호 호환성이 없다.In addition, since the rail fixing member has a different structure between the outer support member and the inner support member, there is no mutual interchangeability.
한국 등록특허공보 제10-1468994호(특허문헌 5)에는 철도레일의 진행방향 변위측정장치가 개시되어 있으나, 특허문헌 4와 유사한 문제를 가지고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1468994 (Patent Document 5) discloses a displacement measuring device in the traveling direction of a railroad rail, but has a problem similar to that of Patent Document 4.
상기 특허문헌 2 내지 특허문헌 5는 모두 측정 센서가 레일에 직접 부착되지 못하고, 레일을 지지하는 한쌍의 레일 고정부재 사이에 대략 1미터 이상의 길이를 가지며 변화가 이루어질 수 있는 센서 케이스를 설치하고 센서 케이스의 변위를 케이스에 내장된 측정 센서를 이용하여 측정하는 것이므로, 계측이 부정확한 문제를 가지고 있다.In all of Patent Documents 2 to 5, the measurement sensor is not directly attached to the rail, and a sensor case having a length of about 1 meter or more and capable of being changed is installed between a pair of rail fixing members supporting the rail, and the sensor case Since the displacement of is measured using a measurement sensor built into the case, the measurement has an inaccurate problem.
측정 센서는 레일에 반영구적으로 부착되어 사용되는 것인데 상기 특허문헌 2 내지 특허문헌 5는 모두 레일을 지지하는 내외부의 레일 고정부재가 레일과 결합하는 레일 고정부재의 구조와 면적이 서로 상이하여 레일에 가해지는 결합력이 상하/좌우가 불균일하여 결합편차가 발생하여, 레일 균형 유지가 어렵다.The measurement sensor is used by being semi-permanently attached to the rail. In Patent Document 2 to Patent Document 5, the internal and external rail fixing members supporting the rail are different from each other in the structure and area of the rail fixing member coupled to the rail. It is difficult to maintain the balance of the rails due to uneven coupling force up/down/left/right, resulting in coupling deviations.
따라서, 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 내부 지지대와 외부 지지대 사이에 암수 결합구조를 채용하여 상호 결합면적을 극대화하여 진동과 충격에 강한 결합이 이루어질 수 있는 레일 지지대 및 이를 이용한 레일 변위 측정장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and the object thereof is to maximize the mutual coupling area by employing a male and female coupling structure between the internal support and the external support, so that strong coupling against vibration and shock can be achieved. It is to provide a rail support and a rail displacement measuring device using the same.
본 발명의 다른 목적은 레일에 설치되는 내부 및 외부 지지대가 대칭적인 외부 형상과 레일 수용홈을 가짐에 따라 레일에 가해지는 결합력이 상하/좌우가 균일하여 결합편차가 발생하지 않아 레일에 영향을 주지 않는 레일 지지대 및 이를 이용한 레일 변위 측정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is that as the internal and external supports installed on the rail have a symmetrical external shape and a rail receiving groove, the coupling force applied to the rail is uniform up and down / left and right, so that coupling deviation does not occur and does not affect the rail It is to provide a rail support and a rail displacement measuring device using the same.
본 발명의 또 다른 목적은 내부 지지대와 외부 지지대 사이에 별도의 고정볼트를 사용하지 않고 암수 체결홈 구조를 이용하여 결합 가능한 레일 지지대 및 이를 이용한 레일 변위 측정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a rail support that can be coupled using a male and female fastening groove structure without using a separate fixing bolt between an internal support and an external support, and a rail displacement measuring device using the same.
본 발명의 다른 목적은 내부 및 외부 지지대로 구성되는 하나의 레일 지지대에 하나의 소형 측정 센서를 직접 설치하여 레일의 변위를 측정함에 의해 종래와 같이 센서 케이스의 변화/변위로 인하여 발생할 수 있는 측정 오차를 제거할 수 있는 레일 지지대 및 이를 이용한 레일 변위 측정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to measure the displacement of the rail by directly installing one small measuring sensor on one rail support composed of internal and external supports, thereby preventing measurement errors that may occur due to change/displacement of the sensor case as in the prior art. It is to provide a rail support that can remove and a rail displacement measuring device using the same.
본 발명의 또 다른 목적은 레일의 길이를 따라 일정한 간격으로 복수의 측정 센서를 설치함에 의해 다수 구간별로 레일의 길이방향 변위와 레일의 기울기, 뒤틀림, 침하를 측정할 수 있는 레일 변위 측정장치 및 이를 이용한 레일 변위량 계측 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is a rail displacement measuring device capable of measuring the longitudinal displacement of the rail and the inclination, twisting, and subsidence of the rail for each section by installing a plurality of measurement sensors at regular intervals along the length of the rail, and the same. It is to provide a rail displacement measurement system using
본 발명의 다른 목적은 대향한 레일의 양측에 경사 센서를 설치하여 레일 폭간 침하와 거리를 측정할 수 있는 레일 변위 측정장치 및 이를 이용한 레일 변위량 계측 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a rail displacement measuring device capable of measuring the distance and settlement between rail widths by installing inclination sensors on both sides of opposing rails, and a rail displacement measuring system using the same.
본 발명의 다른 목적은 하나의 레일 지지대에 레일의 기울기, 뒤틀림, 침하를 측정할 수 있는 3축 경사 센서 이외에 길이 센서, GPS(Global Positioning System) 센서, MEMS 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 온도 센서, 광 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나를 더 설치하여 다양한 측정 센서 조합이 가능한 레일 변위 측정장치 및 이를 이용한 레일 변위량 계측 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is a length sensor, a Global Positioning System (GPS) sensor, a MEMS sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, and a temperature sensor in addition to a three-axis inclination sensor capable of measuring the inclination, twist, and subsidence of a rail on one rail support. It is to provide a rail displacement measurement device capable of various measurement sensor combinations by further installing at least one of , an optical sensor, and a laser sensor, and a rail displacement measurement system using the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 레일 지지대는 레일의 하측 플랜지를 둘러싸도록 설치되며 레일의 변위를 측정하기 위한 하나의 측정 센서가 장착되는 레일 지지대로서, 일측에 상기 하측 플랜지의 일측을 수용하는 제1요홈을 구비하는 내부 지지대; 일측에 상기 하측 플랜지의 타측을 수용하는 제2요홈을 구비하는 외부 지지대; 및 상기 내부 지지대와 외부 지지대가 상호 조합되어 상기 제1 및 제2 요홈 내부에 레일의 하측 플랜지를 수용할 때 내부 지지대와 외부 지지대를 결속하여 고정하는 지지대 결합장치;를 포함하며, 상기 지지대 결합장치는, 상기 외부 지지대와 내부 지지대 중 하나의 몸체로부터 돌출된 결합돌기; 및 상기 내부 지지대와 외부 지지대 중 하나의 몸체 내측에 상기 결합돌기와 대향하여 상기 결합돌기가 결합되는 결합홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A rail support according to an embodiment of the present invention is installed to surround the lower flange of the rail and is equipped with one measurement sensor for measuring the displacement of the rail, and includes a first portion for accommodating one side of the lower flange at one side. an inner support having a groove; An external support having a second groove on one side for accommodating the other side of the lower flange; and a support coupling device for binding and fixing the internal support and the external support when the inner support and the external support are mutually combined to accommodate the lower flange of the rail in the first and second grooves, wherein the support coupling device includes the support coupling device. Is, a coupling protrusion protruding from the body of one of the outer support and the inner support; and a coupling groove in which the coupling protrusion is coupled to face the coupling protrusion inside the body of one of the inner supporter and the outer supporter.
상기 지지대 결합장치는 내부 지지대와 외부 지지대 사이에 결합돌기와 결합홈이 암수 결합구조를 채용하여 스냅결합될 수 있다.The support coupling device may be snap-coupled by adopting a male-female coupling structure between the coupling protrusion and the coupling groove between the internal support and the external support.
상기 내부 지지대와 외부 지지대는 외관상 좌우 동형으로 대칭 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 내부 지지대와 외부 지지대는 각각의 상부면, 외측면, 하부면 사이의 모서리는 모두 직각으로 이루어지고, 상기 상부면과 하부면은 평행한 관계를 가질 수 있다. The inner supporter and the outer supporter may have a symmetrical structure in the same shape on the left and right in appearance. In addition, corners between the upper surface, the outer surface, and the lower surface of the inner supporter and the outer supporter may all be formed at right angles, and the upper surface and the lower surface may have a parallel relationship.
상기 측정 센서는 내부 지지대 또는 외부 지지대의 상부면 또는 측면에 설치될 수 있으며, 상기 레일의 하측 플랜지는 내부 지지대와 외부 지지대의 제1 및 제2 요홈의 내주면과 면 접촉이 이루어지는 것이 바람직하다. The measurement sensor may be installed on an upper surface or side surface of the inner support or the outer support, and the lower flange of the rail preferably makes surface contact with inner circumferential surfaces of the first and second grooves of the inner support and the outer support.
상기 측정 센서는 길이 센서, 경사 센서 또는 길이 센서와 경사 센서의 조합일 수 있으며, 상기 경사 센서는 1축 경사 센서, 2축 경사 센서, 3축 경사 센서 중 하나일 수 있다.The measurement sensor may be a length sensor, an inclination sensor, or a combination of a length sensor and an inclination sensor, and the inclination sensor may be one of a 1-axis inclination sensor, a 2-axis inclination sensor, and a 3-axis inclination sensor.
또한, 본 발명의 레일 지지대는 가속도 센서, GPS 센서, 자이로 센서, 온도 센서, 광 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. In addition, the rail support of the present invention may further include at least one of an acceleration sensor, a GPS sensor, a gyro sensor, a temperature sensor, an optical sensor, and a laser sensor.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 레일 변위 측정장치는 평행한 한쌍의 레일에 각각 설치되어 레일의 하측 플랜지를 내부에 수용하여 지지하는 제1 및 제2 레일 지지대; 및 양단부가 각각 상기 제1 및 제2 레일 지지대에 고정 설치되어 레일의 변위를 측정하기 위한 측정 센서;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 레일 지지대는 각각 상기 레일 지지대인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the rail displacement measuring device of the present invention is installed on a pair of parallel rails, respectively, first and second rail supports for receiving and supporting the lower flanges of the rails therein; and a measurement sensor having both ends fixed to the first and second rail supports to measure the displacement of the rail, wherein the first and second rail supports are the rail supports, respectively.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 레일 변위 측정장치는 하나의 레일을 따라 간격을 두고 각각 설치되어 레일의 하측 플랜지를 내부에 수용하여 지지하는 적어도 하나의 레일 지지대; 및 각각 상기 적어도 하나의 레일 지지대에 고정 설치되어 레일의 변위를 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 센서;를 포함하며, 상기 레일 지지대는 레일 지지대인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the rail displacement measuring device of the present invention is installed at intervals along one rail at least one rail support for receiving and supporting the lower flange of the rail therein; and at least one measurement sensor fixed to the at least one rail support and measuring displacement of the rail, wherein the rail support is a rail support.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 레일 변위량 계측 시스템은 하나의 레일을 따라 간격을 두고 설치되어 레일 변위를 검출하는 다수의 레일 변위 측정장치; 상기 다수의 레일 변위 측정장치로부터 계측된 레일 변위 데이터를 수신한 후, 공중망으로 전송하는 데이터 로거; 및 상기 공중망을 통하여 데이터 로거로부터 전송된 레일 변위 데이터를 수신한 후 미리 설정된 표준 기준값과 비교하여 레일의 안정도를 판단하는 시스템 서버를 포함하며, 상기 다수의 레일 변위 측정장치는 각각 상기 레일 변위 측정장치인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the rail displacement measurement system of the present invention includes a plurality of rail displacement measuring devices installed at intervals along one rail to detect rail displacement; a data logger for receiving rail displacement data measured from the plurality of rail displacement measurement devices and transmitting the data to a public network; And a system server for receiving the rail displacement data transmitted from the data logger through the public network and comparing it with a preset standard reference value to determine the stability of the rail, wherein the plurality of rail displacement measuring devices are each of the rail displacement measuring devices It is characterized by being
상기한 바와 같이 본 발명에서는 내부 지지대와 외부 지지대 사이에 암수 결합구조를 채용하여 상호 결합면적을 극대화하여 진동과 충격에 강한 결합이 이루어질 수 있다.As described above, in the present invention, by employing a male and female coupling structure between the internal support and the external support to maximize the mutual coupling area, strong coupling against vibration and shock can be achieved.
또한, 본 발명에서는 레일에 설치되는 내부 및 외부 지지대가 대칭적인 외부 형상과 레일 수용홈을 가짐에 따라 레일에 가해지는 결합력이 상하/좌우가 균일하여 결합편차가 발생하지 않아 레일에 영향을 주지 않는다.In addition, in the present invention, as the internal and external supports installed on the rail have a symmetrical external shape and a rail receiving groove, the coupling force applied to the rail is uniform up and down / left and right, so that coupling deviation does not occur and does not affect the rail .
더욱이, 본 발명에서는 내부 지지대와 외부 지지대 사이에 별도의 고정볼트를 사용하지 않고 암수 체결홈 구조를 이용하여 결합 가능하다.Furthermore, in the present invention, it is possible to couple using a male and female fastening groove structure without using a separate fixing bolt between the inner support and the outer support.
일반적으로 레일은 H-빔 형상으로 구성되어 강도가 높은 구조물이나 종래의 레일 변위 측정장치에 채용된 1m 이상의 긴 센서 케이스(로드)는 속이 빈 원형 관이므로 레일이 변위(변화)되기 전에 센서 케이스(로드)가 먼저 변위(변화)되는 구조적인 문제가 있다.In general, the rail is composed of an H-beam shape and is a structure with high strength, but the long sensor case (rod) of 1m or more used in the conventional rail displacement measuring device is a hollow circular tube, so the sensor case ( There is a structural problem in which the rod) is displaced (changed) first.
본 발명에서는 내부 및 외부 지지대로 구성되는 하나의 레일 지지대에 하나의 예를 들어, 10cm 미만의 소형 측정 센서를 직접 설치하여 레일의 변위를 직접 측정함에 의해, 종래와 같이 양단부가 두지점에 설치된 레일 지지대에 의해 레일에 장착된 1m 이상의 긴 센서 케이스(로드)의 휨이나 뒤틀림과 같은 변화/변위로 인하여 발생할 수 있는 측정 오차를 제거할 수 있다. In the present invention, by directly installing a small measuring sensor, for example, less than 10 cm, on one rail support composed of internal and external supports to directly measure the displacement of the rail, both ends of the rail are installed at two points as in the prior art. Measurement errors that may occur due to changes/displacements such as bending or twisting of a sensor case (rod) longer than 1m long mounted on a rail can be eliminated by the support.
본 발명에서는 한쌍의 레일 지지대에 레일 변위 측정장치의 양단부를 고정하지 않고 또한 레일 지지대에 힌지 등의 불필요한 추가장치를 사용하지 않고 하나의 레일 지지대에 직접 설치하여 레일 변화를 직접 감지하는 측정방식이므로 계측 정확도가 높다. In the present invention, without fixing both ends of the rail displacement measuring device to a pair of rail supports and without using unnecessary additional devices such as hinges on the rail supports, it is directly installed on one rail support to directly detect the change in the rail. Accuracy is high.
본 발명은 레일의 길이를 따라 일정한 간격으로 복수의 측정 센서를 설치함에 의해 다수 구간별로 레일의 길이방향 변위와 레일의 기울기, 뒤틀림, 침하를 측정할 수 있다.In the present invention, by installing a plurality of measurement sensors at regular intervals along the length of the rail, it is possible to measure the displacement in the longitudinal direction of the rail and the inclination, twist, and settlement of the rail for each section.
본 발명은 대향한 레일의 양측에 경사 센서를 설치하여 레일 폭간 침하와 거리를 측정할 수 있다.In the present invention, by installing inclination sensors on both sides of the opposing rails, it is possible to measure the distance and the settlement between the rail widths.
본 발명은 하나의 레일 지지대에 레일의 기울기, 뒤틀림, 침하를 측정할 수 있는 3축 경사 센서 이외에 길이 센서, GPS(Global Positioning System) 센서, MEMS 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 온도 센서, 광 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나를 더 설치하여 다양한 측정 센서 조합이 가능하다.The present invention provides a length sensor, a Global Positioning System (GPS) sensor, a MEMS sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a temperature sensor, and an optical sensor in addition to a three-axis inclination sensor capable of measuring the inclination, twist, and subsidence of a rail on a single rail support. , various measurement sensor combinations are possible by further installing at least one of the laser sensors.
본 발명은 레일 양단에 간편하게 감지 센서를 설치함으로써, 철도 지반 침하 및 구조물 변형에 따른 레일 변위량을 신뢰성 높게 측정할 수가 있어 철도 레일 안전 상태를 상시 계측할 수 있고, 설치가 간단한 저가격의 레일 변위 측정장치를 제공할 수 있다.In the present invention, by simply installing detection sensors at both ends of the rail, it is possible to measure the amount of rail displacement due to railroad ground subsidence and structural deformation with high reliability, so that the railroad rail safety condition can be measured at all times, and a low-cost rail displacement measuring device that is easy to install can provide.
또한, 본 발명에서는 측정 센서가 설치되는 레일 지지대를 레일에 설치할 때, 레일의 하측 플랜지를 1/2씩 수용하는 내부 지지대와 외부 지지대를 레일에 설치한 후 레일 지지대에 지지대 결합부재를 체결하여 고정함에 따라 레일에 대한 손상을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, when the rail support on which the measurement sensor is installed is installed on the rail, the inner support and the outer support for accommodating 1/2 of the lower flange of the rail are installed on the rail, and then the support coupling member is fastened to the rail support to fix it. As a result, damage to the rail can be prevented.
더욱이, 본 발명에서는 레일 지지대가 레일의 형상에 따른 내주면을 갖고 레일과 면 접촉 결합이 이루어짐에 따라 접촉면적이 넓어 안정적인 결합이 이루어지고 레일 변위에 대한 안정적인 검출이 이루어질 수 있다.Furthermore, in the present invention, as the rail support has an inner circumferential surface according to the shape of the rail and is coupled with the rail in surface contact, a stable coupling is achieved with a large contact area, and stable detection of the rail displacement can be achieved.
본 발명에서는 레일 지지대와 측정 센서 사이에 어떤 중간부재도 사용하지 않고 레일 지지대에 측정 센서를 바로 설치할 수 있어 계측 오차를 발생시키지 않고 신뢰도 높은 레일 변위를 직접 측정할 수 있다.In the present invention, since the measurement sensor can be directly installed on the rail support without using any intermediate member between the rail support and the measurement sensor, it is possible to directly measure the rail displacement with high reliability without generating a measurement error.
또한, 본 발명에서는 부도체의 레일 지지대를 사용함에 따라 레일에 과전압 유기를 막을 수 있어 열차 운행의 안정성을 확보하고 열차 통신을 위한 궤도 회로망에도 영향을 미치지 않는다.In addition, in the present invention, by using a non-conductive rail support, it is possible to prevent overvoltage induction on the rail, thereby securing the stability of train operation and not affecting the track network for train communication.
본 발명에서는 열차 운행에 따른 열차 진동이 측정 센서에 미치는 영향을 방지하도록 센서 결합부와 레일 지지대 사이에 진동 완충제를 넣을 때 센서 결합부와 레일 지지대 사이의 접촉면적이 넓어서 센서 계측이 안정적으로 이루어질 수 있다.In the present invention, when a vibration buffer is inserted between the sensor coupling portion and the rail support to prevent train vibration caused by train operation from affecting the measurement sensor, the contact area between the sensor coupling portion and the rail support is wide so that sensor measurement can be made stably. there is.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 레일에 대한 직접적인 손상없이 간단히 측정 센서를 체결할 수 있어 레일 피해도 없고 철도 안전 운행이 가능하면서 레일 변위 계측이 가능하다. 그 결과 철로 주변에서의 천재지변과 토목 공사로 인한 철로 지반 침하와 변형으로 인하여 발생할 수 있는 대형 철도 사고를 미연에 방지하고, 열차의 안전 운행을 위하여 철도 레일의 안전 상태를 상시 계측할 수 있다.As described above, in the present invention, since the measurement sensor can be simply attached without direct damage to the rail, it is possible to measure the rail displacement while safe operation of the railroad without damage to the rail. As a result, it is possible to prevent large-scale railroad accidents that may occur due to natural disasters around railroad tracks and railroad ground subsidence and deformation due to civil engineering works, and to always measure the safety state of railroad rails for the safe operation of trains.
도 1은 본 발명의 바림직한 제1실시예에 따른 레일 지지대를 이용하여 레일 변위 측정장치를 레일에 설치한 상태를 나타내는 개략 단면도,
도 2는 본 발명이 제1실시예에 따른 레일 지지대의 분해도,
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 레일 지지대의 단면도,
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 레일 지지대의 단면도,
도 5a 및 도 5b는 각각 하나의 레일 변위 측정장치를 하나의 레일에 길이방향을 따라 설치한 것을 나타내는 개략도 및 사시도,
도 6은 2개의 레일 변위 측정장치를 하나의 레일에 길이방향을 따라 설치한 것을 나타내는 개략도,
도 7은 복수개의 레일 변위 측정장치를 조합하여 구성된 본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템을 나타내는 개략 구성도,
도 8은 각각 무선 통신이 가능한 복수개의 레일 변위 측정장치를 조합하여 구성된 본 발명에 따른 무선 레일 변위량 계측 시스템을 나타내는 개략 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 레일 변위 측정장치의 개략 블록도,
도 10은 3축 경사 센서의 역할을 설명하기 위한 설명도,
도 11은 본 발명에 따른 대향하는 레일의 변위(레일폭 간격)를 측정하기 레일 변위 측정장치를 나타내는 단면도,
도 12는 레일의 변위(레일폭 간격)를 측정하기 위한 길이센서를 나타내는 사시도,
도 13a 내지 도 13c는 각각 소형 레일 변위 측정장치, 밑판 및 함체를 나타내는 사시도,
도 14 및 도 15는 다른 종류의 소형 레일 변위 측정장치를 나타내는 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a rail displacement measuring device is installed on a rail using a rail support according to a first preferred embodiment of the present invention;
2 is an exploded view of a rail support according to a first embodiment of the present invention;
3a and 3b are cross-sectional views of rail supports according to second and third embodiments of the present invention, respectively;
4a to 4c are cross-sectional views of rail supports according to fourth to sixth embodiments of the present invention, respectively;
5a and 5b are schematic and perspective views showing that one rail displacement measuring device is installed along the longitudinal direction on one rail, respectively;
Figure 6 is a schematic view showing that two rail displacement measuring devices are installed along the longitudinal direction on one rail;
7 is a schematic configuration diagram showing a rail displacement measuring system according to the present invention constructed by combining a plurality of rail displacement measuring devices;
8 is a schematic configuration diagram showing a wireless rail displacement measurement system according to the present invention configured by combining a plurality of rail displacement measurement devices capable of wireless communication, respectively;
9 is a schematic block diagram of a rail displacement measuring device according to the present invention;
10 is an explanatory diagram for explaining the role of a 3-axis inclination sensor;
11 is a cross-sectional view showing a rail displacement measuring device for measuring displacement (rail width interval) of opposing rails according to the present invention;
12 is a perspective view showing a length sensor for measuring the displacement of the rail (rail width interval);
13a to 13c are perspective views showing a small rail displacement measuring device, a bottom plate, and a housing, respectively;
14 and 15 are perspective views illustrating another type of small rail displacement measuring device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
일반적으로, 철로는 원지반 위에 흙을 성토하여 성토 지반을 만들고 성토 지반 위에 설치된 다수의 침목 위에 한 쌍의 레일(60,60a)을 고정시켜 구성된다. In general, the railway is constructed by filling soil on the original ground to create the embankment ground and fixing a pair of
그런데, 성토 지반이 연약 지반이든지, 선로에 인접하여 토목 공사를 하는 현장이 있거나, 성토 지반의 하부로 또 하나의 철도 혹은 도로가 교차하여 지나가거나, 또는 인접된 산의 계곡으로부터 성토 지반을 관통 또는 인접한 배수로가 설치되어 있다면, 토목공사 중 또는 여름철 폭우 시에 지반 침하 예상지역으로부터 지반 침하가 발생하여 침목의 일측이 침하되어 레일이 기울고 레일의 변형이 발생하게 되고, 그 결과 변형이 가지 않은 레일과의 궤간이 멀어져서 기차 탈선사고가 발생하게 된다. However, whether the embankment ground is soft ground, there is a site for civil engineering works adjacent to the track, another railroad or road crosses under the embankment ground, or through or through the embankment ground from the valley of an adjacent mountain If an adjacent drainage channel is installed, ground subsidence occurs from the area where ground subsidence is expected during civil engineering work or during heavy rain in summer, and one side of the sleeper subsides, causing the rail to tilt and deformation of the rail. As a result, the undeformed rail and The rail of the train is far away, and a train derailment accident occurs.
첨부된 도 1은 본 발명의 바림직한 제1실시예에 따른 레일 지지대를 이용하여 레일 변위 측정장치를 레일에 설치한 상태를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명이 제1실시예에 따른 레일 지지대의 분해도이다.Attached Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a rail displacement measuring device is installed on a rail using a rail support according to a first preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a rail according to the first embodiment of the present invention This is an exploded view of the support.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바림직한 일 실시예에 따른 레일 변위 측정장치(100)는 밑판지지대(54)에 함체(50a)가 조립되고 내부에 경사센서(42)(도 9 참조) 등이 설치된 측정 센서(50)(도 13a 참조) 및 레일(60)의 형상에 따른 내주면을 갖고 레일(60)과 면 접촉 결합이 이루어짐에 따라 접촉면적이 넓어 안정적인 결합이 이루어지고 상부면 또는 측면에 측정 센서(50)가 설치되어 레일 변위에 대한 안정적인 검출이 이루어질 수 있도록 지지하는 레일 지지대(10)를 포함하고 있다.First, referring to FIGS. 1 and 2, in the rail
우선, 다수의 침목 위에 고정 설치되는 한 쌍의 레일(60,60a)은 각각 차량의 무게를 지지하여 침목과 도상에 고르게 분포시킬 뿐 아니라 차륜이 탈선하지 않도록 안내하고 신호 전류의 궤도회로, 동력 전류의 통로를 형성하는 선로의 매우 중요한 부분이다. First of all, a pair of rails (60, 60a) fixedly installed on a plurality of sleepers supports the weight of the vehicle, distributing it evenly on the sleepers and the roadway, and guides the wheels so that they do not derail, and the track circuit of the signal current, the power current It is a very important part of the line that forms the passage of
레일(60)은 큰 힘으로 레일을 위에서부터 누르게 되면 레일의 제일 윗면과 제일 밑 바닥면이 제일 큰 힘을 받고 중간 부분(63)으로 갈수록 힘을 덜 받게 되므로 불필요한 중간 부분(63)을 파냄에 따라 형성된 I자형 레일(60)이 사용되고 있다. When the
이러한 I자형 레일(60)은 차륜과 접촉하는 상측 플랜지(61)보다 하측 플랜지(62)가 더 넓게 형성되어 안정된 지지 구조를 갖는다. The I-shaped
레일 지지대(10)는 레일(60)의 내외부 하측 플랜지(62a,62b)를 1/2씩 수용하도록 제1 및 제2 요홈(14,15)이 상호 마주보는 내측에 레일의 길이방향을 따라 형성되는 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12), 및 상기 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)를 레일(60)의 하측 플랜지(62)를 둘러싸도록 설치할 때 스냅결합되어 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)를 결속하는 지지대 결합장치(13)를 포함한다. The
이 경우, 지지대 결합장치(13)는 외부 지지대(12)의 몸체(12a)로부터 돌출된 결합돌기(120)와, 내부 지지대(11)의 몸체(11a) 내측에 상기 결합돌기(120)와 대향하여 상기 결합돌기(120)가 스냅결합되는 결합홈(130)을 포함한다. In this case, the
지지대 결합장치(13)는 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12) 사이에 암수 결합구조를 채용하여 결합면적이 증가되어 진동과 충격에 강한 결합이 이루어질 수 있다.The
상기 결합돌기(120)는 선단부가 탄성 변형이 이루어지도록 슬릿(123)이 형성되어 상부 및 하부 헤드(121,122)로 분리되어 있고, 몸체(12a)와의 사이에는 상부면과 하부면에 단차 요홈(124)이 형성되어 있다. 또한, 결합홈(130)에는 상부면과 하부면에 단차 요홈(124)에 대응하는 돌기가 형성되고 내측에 상부 및 하부 헤드(121,122)가 수용되는 요홈(131)이 형성되어 있다.The
상기 결합돌기(120)는 결합홈(130)에 결합되기 전에는 상부 및 하부 헤드(121,122)가 벌어진 상태로 있다가 외부 지지대(12)와 상기 내부 지지대(11)가 조립될 때 상부 및 하부 헤드(121,122)가 탄성변형되면서 요홈(131)에 결합되며, 스냅결합이 이루어진 경우 상기 결합돌기(120)는 상부 및 하부 헤드(121,122)가 요홈(131)에 형성된 단차부에 걸려서 쉽게 이탈되지 않고 결합된 상태를 유지하게 된다.The
내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)는 지지대 결합장치(13)를 제외하고 외관상 좌우 동형으로 대칭 구조를 가지고 있다. 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12) 각각의 상부면(10a), 측면(10b) 및 하부면(10c)은 바람직하게는 모두 평면이고 모서리는 직각으로 절곡되고, 상부면(10a)과 하부면(10c)은 평행한 관계를 갖는다. 이 경우, 상부면(10a)과 하부면(10c)은 대략 평행한 관계를 가질 수 있고, 평행한 관계를 갖지 않을 수도 있다.The
내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)는 지지대 결합장치(13)를 제외하고 외관상 좌우 동형으로 대칭 구조를 가지므로 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)의 설치위치를 반대로 설치하여도 레일을 지지하는 동작상으로는 어떤 문제도 없다. 후술하는 바와 같이, 측정 센서(50)를 고정시키는 데 필요한 나사체결홀(16,17)이 상부면(10a)과 측면(10b)에 형성되어 있는 것을 제외하면 동일한 형상을 갖는다.Since the
내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)는 각각 레일의 하측 플랜지(62)를 둘러싸도록 하측 플랜지(62)의 형상에 대응하는 제1 및 제2 요홈(14,15)이 상호 마주보는 내측에 레일의 길이방향을 따라 형성되어 있다.The
레일(60)의 하측 플랜지(62)는 바닥면이 평편하고 양단부에서 수직으로 절곡되어 일정 높이로 연장된 후 중간 부분(63)으로 갈수록 점증적으로 두께가 증가하는 단면 구조를 가지고 있다.The
제1 및 제2 요홈(14,15)은 좌우 대칭 구조로서, 상호 조합하여 하측 플랜지(62)에 대응하는 내주면을 갖도록 내측벽(14a)의 하단면(14b)은 평탄하고, 내측벽(14a)의 상단면(14c)은 점차적으로 홈폭이 증가하도록 경사면을 형성하며, 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)가 조합될 때 내측벽(14a)의 하단면(14b)은 상호 접촉이 이루어져서 평탄면이 형성되고, 내측벽(14a)의 상단은 일정 길이로 연장된 후 일정한 간격을 갖는다.The first and
내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)는 상호 조합된 경우 제1 및 제2 요홈(14,15)에 레일(60)의 하측 플랜지(62)가 면 접촉 결합이 이루어지며, 그 결과 접촉면적이 넓어 안정적인 결합이 이루어지게 된다.When the
또한, 본 발명에서는 레일 지지대(10)를 부도체로 사용함에 따라 레일(60,60a) 사이에 레일 변위 측정장치(100)가 설치되는 경우, 레일(60,60a)에 과전압 유기를 막을 수 있어 열차 운행의 안정성을 확보하고 열차 통신을 위한 궤도 회로망에도 영향을 미치지 않는다.In addition, in the present invention, since the
내부 지지대(11)는 상부면(10a)과 측면(10b)에 측정 센서(50)를 고정시키는 데 필요한 2개의 나사체결홀(16,17)이 간격을 두고 형성되어 있다.In the
본 발명이 제1실시예에 따른 레일 지지대(10)는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 결합돌기(120)가 결합홈(130)에 스냅결합되어 결합된 상태를 유지하므로 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)를 결합 고정시키기 위한 별도의 고정장치를 필요로 하지 않는다.In the
본 발명에 따른 레일 지지대(10)는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 결합돌기(120)가 결합홈(130)에 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합장치로서 다른 구조를 채택할 수 있다. The
상기한 제1실시예 이외에 다른 지지대 결합장치에 대하여 이하에 설명한다.Other support coupling devices other than the above-described first embodiment will be described below.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 레일 지지대의 단면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 변형 실시예에 따른 레일 지지대의 단면도이다.3A and 3B are cross-sectional views of rail supports according to second and third embodiments of the present invention, and FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views of rail supports according to modified embodiments of the present invention, respectively.
도 3a를 참고하면, 제2실시예에 따른 레일 지지대(10a)를 구성하는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)는 제1실시예와 동일하게 외부 형상을 가지고 있고, 상호 마주보는 내측에는 각각 레일의 하측 플랜지(62)를 둘러싸도록 하측 플랜지(62)의 형상에 대응하는 제1 및 제2 요홈(14,15)이 레일의 길이방향을 따라 형성되어 있다. Referring to FIG. 3A, the
제2실시예에 따른 레일 지지대(10a)는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합장치(13b)로서 결합돌기(120a), 결합홈(130a), 및 상기 결합돌기(120a)가 결합홈(130a)에 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합부재(19)를 포함한다.The
지지대 결합부재(19)는 외부 지지대(12)의 체결홀이 비관통인 경우 외주에 나사산이 형성되어 있어, 예를 들어, 결합볼트로 이루어지며 체결홀에 체결된다. 외부 지지대(12)의 체결홀이 관통형인 경우 상기 지지대 결합부재(19)는, 예를 들어, 결합볼트와 풀림방지 고정너트로 구성될 수 있다. 지지대 결합부재(19)는 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)를 결속하여 고정하는 것이라면 다른 고정방법을 적용할 수 있다.When the fastening hole of the
도 3b를 참고하면, 제3실시예에 따른 레일 지지대(10b)를 구성하는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)는 제1실시예와 동일하게 외부 형상을 가지고 있고, 상호 마주보는 내측에는 각각 레일의 하측 플랜지(62)를 둘러싸도록 하측 플랜지(62)의 형상에 대응하는 제1 및 제2 요홈(14,15)이 레일의 길이방향을 따라 형성되어 있다. Referring to FIG. 3B, the
제3실시예에 따른 레일 지지대(10b)는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합장치(13c)로서 결합돌기(120b), 결합홈(130b), 및 상기 결합돌기(120b)가 결합홈(130b)에 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합부재(20)를 포함한다.The
상기 지지대 결합부재(20)는 상기 결합돌기(120b)가 결합홈(130b)에 결합된 상태에서 내부 지지대(11)의 하부를 관통하여 결합돌기(120b)까지 연장된 구멍에 결합되는 고정핀(쐐기)으로 구성될 수 있다.The
제2 및 제3 실시예는 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12) 사이에 암수 결합구조를 채용하는 점에서 제1실시예와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.The second and third embodiments may exhibit the same effect as the first embodiment in that a male and female coupling structure is employed between the
도 4a를 참고하면, 제2 및 제3 실시예는 지지대 결합부재(19,20)를 채용하고 있으나, 본 발명의 제4실시예에 따른 레일 지지대는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합장치(13d)로서 결합돌기(120c)가 결합홈(130c)에 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합부재를 사용하지 않는다.Referring to FIG. 4A, the second and third embodiments employ
본 발명의 제4실시예에 따른 레일 지지대는 외부 지지대(12)로부터 원봉형의 결합돌기(120c)가 돌출되어 있고, 내부 지지대(11)에는 원봉형 결합돌기(120c)가 압착결합되는 원통형 결합홈(130c)이 형성되어 있다.In the rail support according to the fourth embodiment of the present invention, the
본 발명의 제4실시예에 따른 레일 지지대는 상기 결합돌기(120c)가 결합홈(130c)에 결합된 상태를 유지하기 위한 별도의 지지대 결합부재를 필요로 하지 않는다.The rail support according to the fourth embodiment of the present invention does not require a separate support coupling member for maintaining a state in which the
도 4b를 참고하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 레일 지지대는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합장치(13e)로서 제4실시예와 유사하게 결합돌기(120d)가 결합홈(130d)에 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합부재를 사용하지 않는다.Referring to FIG. 4B, the rail support according to the fifth embodiment of the present invention is a
본 발명의 제5실시예에 따른 레일 지지대는 외부 지지대(12)로부터 4각바 형상의 결합돌기(120d)가 돌출되어 있고, 내부 지지대(11)에는 4각바 형상의 결합돌기(120d)가 압착결합되는 4각형의 결합홈(130d)이 형성되어 있다.In the rail support according to the fifth embodiment of the present invention, a rectangular bar-shaped
본 발명의 제5실시예에 따른 레일 지지대도 별도의 지지대 결합부재를 필요로 하지 않는다.The rail support according to the fifth embodiment of the present invention also does not require a separate support coupling member.
도 4c를 참고하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 레일 지지대는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 결합된 상태를 유지하기 위한 지지대 결합장치(13f)로서 제5실시예와 유사하게 별도의 지지대 결합부재를 사용하지 않는다.Referring to FIG. 4C, the rail support according to the sixth embodiment of the present invention is a
본 발명의 제6실시예에 따른 레일 지지대는 외부 지지대(12)의 선단부에 레일의 진행방향으로 제1결합돌기(120f)가 형성되고, 상기 제1결합돌기(120f)와 외부 지지대(12)의 몸체 사이에 레일의 진행방향으로 제1결합홈(120e)이 형성되어 있다.In the rail support according to the sixth embodiment of the present invention, a
또한, 내부 지지대(11)의 선단부에 레일의 진행방향으로 제2결합돌기(130f)가 형성되고, 상기 제2결합돌기(120f)와 내부 지지대(11)의 몸체 사이에 레일의 진행방향으로 제2결합홈(130e)이 형성되어 있다.In addition, a
상기 제1결합돌기(120f)와 제2결합돌기(130f)는 서로 반대방향으로 뻗어 있고, 상기 제1결합홈(120e)과 제2결합홈(130e)도 서로 반대방향으로 형성되어 있다.The
본 발명의 제6실시예에 따른 레일 지지대는 지지대 결합장치로서 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 레일 방향으로 조립될 때 상기 제1결합돌기(120f)는 제2결합홈(130e)에 압착결합되고, 제2결합돌기(130f)는 제1결합홈(120e)에 압착결합이 이루어진다.The rail support according to the sixth embodiment of the present invention is a support coupling device, and when the
상기와 같이 본 발명의 제6실시예에 따른 레일 지지대는 외부 지지대(12)와 내부 지지대(11)가 조립될 때 제1결합돌기(120f)와 제2결합돌기(130f)가 제2결합홈(130e) 및 제1결합홈(120e)에 압착결합되므로 별도의 지지대 결합부재를 필요로 하지 않는다.As described above, in the rail support according to the sixth embodiment of the present invention, when the
제4 내지 제6 실시예는 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12) 사이에 지지대 결합장치로서 암수 결합구조를 채용하는 점에서 제1실시예와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.The fourth to sixth embodiments can exhibit the same effect as the first embodiment in that a male and female coupling structure is employed between the
도 5a 및 도 5b는 각각 하나의 레일 변위 측정장치를 하나의 레일에 길이방향을 따라 설치한 것을 나타내는 개략도 및 사시도이다.5A and 5B are schematic and perspective views respectively showing that one rail displacement measuring device is installed on one rail along the longitudinal direction.
본 발명에 따른 레일 변위 측정장치(101)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 하나의 레일(60)을 따라 설치된 레일 지지대(10)에 하나의 측정 센서(50)를 설치하여 구현할 수 있다. The rail
레일 지지대(10)의 길이는 적어도 10cm 이하의 크기로 제작될 수 있으며, 측정 센서(50)도 적어도 10cm 이하, 바람직하게는 4×4cm의 크기로 제작될 수 있다.The length of the
이 경우, 도 1 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 하나의 레일 지지대(10)를 레일(60)에 설치한 상태에서 측정 센서(50)를 레일 지지대(10)의 내측 또는 외측에 고정한다. 도 1 및 도 5b에서는 측정 센서(50)를 레일 지지대(10)의 내측 상부면(10a)에 고정사나(18)를 사용하여 설치한 것이며, 레일 지지대(10)의 내측 측면(10a)에 한쌍의 나사체결홀(16,17)을 이용하여 측정 센서(50)의 양단부를 고정하는 것도 가능하다.In this case, as shown in FIGS. 1 and 5B , the
측정 센서(50)를 내부 지지대(11)의 상부면(10a)에 고정할 때, 밑판지지대(54)와 내부 지지대(11)의 상부면(10a) 사이에는 진동 흡수 능력이 있는 절연재로 이루어진 진동 완충부재(40)를 삽입한 상태로 나사체결홀에 고정볼트 또는 고정나사(18)를 체결하는 것이 바람직하다. 밑판지지대(54)와 내부 지지대(11)의 상부면(10a) 사이에는 절연재로 이루어진 진동 완충부재(40)가 삽입되어 있는 경우, 열차 진동에 의한 측정 센서가 영향을 받는 것을 차단할 수 있다.When the
또한, 상기 진동 완충부재(40)를 밑판지지대(54)와 내부 지지대(11)의 상부면(10a) 사이에 삽입하여 결합하는 경우, 진동 완충부재(40), 밑판지지대(54) 및 내부 지지대(11)의 상부면(10a)이 모두 평탄한 면을 가지고 있고 접촉면적이 넓어서 열차 운행에 따른 열차 진동이 측정 센서에 미치는 영향을 방지하면서 센서 계측이 안정적으로 이루어질 수 있다.In addition, when the vibration-absorbing
더욱이, 본 발명에서는 레일 지지대(10)와 측정 센서(50) 사이에 연결브라켓과 같은 어떤 중간부재도 사용하지 않고 레일 지지대(10)에 측정 센서(50)를 바로 설치할 수 있어 간접측정에 따른 계측 오차를 발생시키지 않고 신뢰도 높은 레일 변위를 직접 측정할 수 있다.Moreover, in the present invention, the
이하에 레일의 길이방향을 따라 설치되는 소형 레일 변위 측정장치에 적용 가능한 소형 측정 센서를 설명한다.Below, a small measuring sensor applicable to a small rail displacement measuring device installed along the longitudinal direction of a rail will be described.
도 13a 내지 도 13c를 참고하면, 소형 레일 변위 측정장치에 적용 가능한 소형 측정 센서(50)는 사각 박스형으로 이루어지며, 밑판지지대(54)에 함체(50a)가 조립된 구조를 가지고 있다.Referring to FIGS. 13A to 13C , the
밑판지지대(54)는 도 13b와 같이 하나의 레일(60)에 1개의 내부 지지대(11)의 상부면 또는 측면에 설치되도록 직사각형의 평판 플레이트로 구성되고, 양측에 각각 내부 지지대(11)에 볼트 또는 나사 결합시에 사용되는 관통구멍(53)이 형성되어 있다. 또한, 밑판지지대(54)는 관통구멍(53)의 내측에 상기 함체(50a)의 나사체결홀(54b)과 일치하는 관통구멍(54a)이 2개 형성되어 있다.As shown in FIG. 13B, the
함체(50a)는 사각 박스형으로 이루어지며 밑판지지대(54)의 관통구멍(54a)에 볼트 또는 나사 결합시에 체결되는 나사체결홀(54b)이 함체의 대각선 방향 모서리에 구비되어 있다. 따라서, 밑판지지대(54)의 하부로부터 관통구멍(54a)에 볼트 또는 나사 결합하면 그의 상면에 함체(50a)를 고정할 수 있다.The
상기 함체(50a)의 내부에는 측정 센서(50)를 구성하는 데 필요한 각종 전자 부품과 인쇄회로기판을 수납하는 수용홈이 형성되고, 도시되지 않은 출입구를 통하여 측정 케이블(31)이 연결된다.An accommodation groove for accommodating various electronic components and a printed circuit board required to configure the
또한, 함체(50a)의 상부에는 유지보수의 편의를 위하여 볼트 또는 나사 결합에 의해 고정되는 커버(50b)가 설치될 수 있다.In addition, a
도 14를 참고하면, 소형 레일 변위 측정장치에 적용 가능한 다른 종류의 소형 측정 센서(50)는 원통형으로 이루어지며, 밑판지지대(54)에 원통형 함체(50a)가 조립된 구조를 가지고 있다.Referring to FIG. 14 , another type of
이 경우, 원통형 함체(50a)는 밑판지지대(54)에 볼트 또는 나사 결합에 의해 고정되거나, 접착제를 사용하여 고정될 수 있다. 밑판지지대(54)에는 내부 지지대(11,11a)에 볼트 또는 나사 결합시에 사용되는 원형 및 장공 형태의 관통구멍(53)이 양측에 형성되어 있다.In this case, the
도 15를 참고하면, 다른 종류의 소형 측정 센서(50)는 함체(50a)가 4각통 형상으로 이루어지며, 입구의 양측으로 제1 및 제2 플랜지가 절곡되어 일체로 연장 형성되고, 입구에는 커버(50b)가 고정볼트 또는 고정나사(50c) 결합에 의해 분리 가능하게 고정되는 구조를 가지고 있다.Referring to FIG. 15, in another type of
입구의 양측으로 제1 및 제2 플랜지가 절곡 형성된 함체(50a)는 NC 머신을 이용하여 일체로 제작될 수 있다.The
상기 제1 및 제2 플랜지에는 내부 지지대(11,11a)에 볼트 또는 나사 결합시에 사용되는 원형 및 장공 형태의 관통구멍(53)이 양측에 형성되어 있다.The first and second flanges are formed with circular and elongated through-
본 발명에 따른 소형 측정 센서(50)는 일정한 길이를 갖는 사각 박스형으로 이루어질 수 있다.The
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 하나의 레일(60)을 따라 설치된 레일 지지대(10)에 측정 센서(50)를 설치한 본 발명에 따른 레일 변위 측정장치(101)는 도 9에 도시된 바와 같이 측정 센서(50)의 내부에 경사 센서(기울기 센서 또는 틸트 센서)(42), 진동 센서(43), 가속도 센서, 광 센서, 레이저 센서, 온도센서가 단독 또는 함께 조합하여 설치될 수 있다. As shown in FIGS. 5A and 5B, the rail
측정 센서(50)는 내부에 신호처리장치로서 제어부(41)를 구비하며, A/D 컨버터와 무선 및 유선 모뎀(34,34a)을 제어하여 디지털 데이터를 시리얼 통신방법으로 전송하는 것을 제어하는 역할을 하며, 메모리장치를 내장한 마이콤(micom)이나 별도의 메모리장치를 구비하는 마이크로프로세서(microprocessor), 프로그래밍 가능한 논리 소자나 어레이(programmable logic array), 마이크로컨트롤러, 신호 처리기, 또는 이들의 일부 또는 전부를 포함하는 조합일 수 있다.The measuring
무선 및 유선 모뎀(34,34a)은 제어부(41)의 제어에 따라 측정 센서(50)로부터 무선 또는 유선방식으로 후술하는 데이터 로거(33)로 디지털 데이터를 전송하기 위한 통신칩이다. 무선 모뎀(34)은 예를 들어, CDMA 무선 모뎀을 내장하고 데이터 로거(33)에 연결되어 계측 데이터를 무선 통신용 안테나(34b)를 통하여 무선 통신으로 인터넷망(35)에 연결된 시스템 서버(38)로 전송한다.The wireless and
측정 센서(50)는 필요에 따라 GPS 모듈(44)과 GPS 안테나를 구비하고, GPS(Global Positioning System) 위성에서 보내는 신호를 수신하여 현재의 위치(좌표)를 계산하여 위치정보를 제공할 수 있다.The
측정 센서(50)는 기본적으로 경사 센서(42)를 구비하고 레일(60)의 변위가 발생하는 경우 기울기를 측정하여 전기적 신호로 출력한다.The
상기 경사 센서(42)는 진동현 방식(VIBRATING WIRE TYPE) 센서, 전기 저항식 센서, EL(ELECTRO LEVEL) 센서, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 센서, 및 가속도계 센서 중 어느 하나의 센서를 사용할 수 있다.The
이 경우, 상기 경사 센서는 아날로그/디지털(A/D) 변환기가 내장된 1축 경사 센서를 사용하여 레일의 좌우 또는 상하 비틀림을 측정하거나, 3축 제작되어 레일 사이의 간격 변위, 레일의 좌우와 상하 비틀림을 검출할 수 있는 3축 경사 센서를 사용할 수 있다.In this case, the inclination sensor uses a 1-axis inclination sensor with a built-in analog/digital (A/D) converter to measure the left and right or up-and-down twist of the rail, or is manufactured in 3 axes and measures the distance between the rails, the left and right and left and right sides of the rail. A 3-axis inclination sensor capable of detecting vertical twisting can be used.
본 발명에 따른 레일 변위 측정장치(101)는 측정 센서(50) 내부에 3축 경사 센서(42)를 사용하는 경우, 도 10과 같이, 피측정점의 (X,Y,Z) 변위를 각각 측정함에 의해 X축 변위에 기초한 레일의 길이방향 침하, Y축 변위에 기초한 레일의 좌우 줄 비틀림, Z축 변위에 기초한 레일의 상하 면 비틀림을 판단할 수 있다.The rail
또한, 온도 센서를 보조적으로 사용하면 사계절 노출된 선로의 측정 오차를 보정할 수도 있다. In addition, if a temperature sensor is used as an auxiliary, it is possible to correct the measurement error of the line exposed in all seasons.
도 6은 2개의 레일 변위 측정장치를 하나의 레일에 길이방향을 따라 설치한 것을 나타내는 개략도이다.Figure 6 is a schematic diagram showing that two rail displacement measuring devices are installed along the longitudinal direction on one rail.
본 발명에 따른 레일 변위 측정장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 레일(60)을 따라 2개의 레일 지지대(10)를 미리 설정된 간격(L)으로 설치하고, 각각의 레일 지지대(10)에 2개의 측정 센서(50)를 설치하여 2개의 레일 변위 측정장치(101,102)가 미리 설정한 일정한 간격으로 설치할 수 있다. As shown in FIG. 6, in the rail displacement measuring device according to the present invention, two rail supports 10 are installed along one
이 경우, 2개의 측정 센서(50) 사이에는 케이블(31)로 연결되고, 케이블(31)은 안전을 위해 케이블 케이스로 보호하는 것이 바람직하다.In this case, a
2개의 측정 센서(50)가 각각 좌표(x1,y1,z1)의 경사센서(42)와 좌표(x2,y2,z2)의 경사센서(42)를 구비하는 경우, 2개의 측정 센서(50)가 피측정점의 (X,Y,Z) 변위를 각각 측정하면 2개의 측정 센서(50) 사이의 변위를 측정할 수 있다.When each of the two
즉, x1-x2=x12, y1-y2=y12, z1-z2=z12에 의해 구간변위를 간단히 측정할 수 있다.That is, the section displacement can be simply measured by x1-x2 = x12, y1-y2 = y12, and z1-z2 = z12.
도 7은 복수개의 레일 변위 측정장치를 조합하여 구성된 본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.7 is a schematic configuration diagram showing a rail displacement measurement system according to the present invention constructed by combining a plurality of rail displacement measurement devices.
본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템은 도 7과 같이 복수개의 레일 변위 측정장치를 조합하여 구성될 수 있다.The rail displacement measuring system according to the present invention may be configured by combining a plurality of rail displacement measuring devices as shown in FIG. 7 .
도 7을 참고하면, 복수개의 레일 변위 측정장치의 일부는 한쌍의 레일(60,60a)을 상호 연결하도록 설치되고, 일부는 하나의 레일(60)을 따라 설치되는 혼합 설치 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7 , some of the plurality of rail displacement measurement devices may have a mixed installation structure in which a pair of
우선 레일(60)과 레일(60a)간의 간격 거리 변위와 레일 좌우 기울기 값 변화로 지반 침하량을 측정하는 레일 변위 측정장치(100)인 경우, 도 11과 같이 측정 센서(50)가 한쌍의 레일(60,60a)을 상호 연결하도록 설치한다.First, in the case of the rail
이 경우, 측정 센서(50)의 양단부에 구비된 한쌍의 연결 브라켓(51,52)에 형성된 관통구멍(53)과 한쌍의 레일(60)을 지지하는 내부 지지대(11)의 상부면(10a)에 형성된 나사체결홀 또는 측면(10b)에 형성된 나사체결홀(17) 중 어느 하나에 풀림방지 기능을 갖는 고정볼트 또는 고정나사(18)를 체결하여 고정된다.In this case, the through
측정 센서(50)는 도 12와 같은 원통형 또는 사각형으로 이루어지는 케이스를 구비하고 있으며, 그 내부에 길이 센서 또는 경사 센서(기울기 센서 또는 틸트 센서), 가속도 센서, 광 센서, 레이저 센서가 단독 또는 함께 조합하여 설치될 수 있다.The
측정 센서(50)의 케이스 양단부에 결합되는 한쌍의 연결 브라켓(51,52)은 측정 센서(50)가 내부 지지대(11)에 설치될 때 가능한 낮은 위치에 설치되도록 선단부가 직각으로 절곡되고, 평탄면에 관통구멍(53)이 형성되는 것이 바람직하다.The pair of
측정 센서(50)는 도 9에 도시된 바와 같은 블록도로 구성되며, 그 내부에 우선적으로 레일(60)과 레일(60a)간의 간격 거리 변위를 측정하는 데 필요한 길이 센서를 구비한다.The
상기 길이 센서를 이용하는 경우, 케이스 내부에 길이센서 모듈이 내장되어 있으며 케이스의 양단으로 고정로드와 이동로드가 돌출되고, 레일의 침하 또는 측면으로의 이동에 기인하여 레일(60)의 변위가 발생하는 경우 이동로드의 길이가 가변/이동하는 것을 측정하여 전기적 신호로 검출한다. 한쌍의 연결 브라켓(51,52) 중 하나는 레일(60)의 변위가 발생하는 경우 케이스로부터 길이가 가변/이동하는 이동로드의 구조를 가질 수 있다.When using the length sensor, the length sensor module is built into the case, and the fixed rod and the moving rod protrude from both ends of the case, and the displacement of the
또한, 한쌍의 연결 브라켓(51,52)은 측정 센서(50)의 케이스 양단부에 결합되어 양단부를 실링하는 실링캡 역할을 가질 수 있다.In addition, the pair of
상기 길이 센서는 현장 여건에 따라 진동현 방식(VIBRATING WIRE TYPE) 센서, 전기 저항식 센서, 비접촉 방식 센서(LVDT), 스트레인 게이지 센서, 광 센서, 및 레이저 센서 중 어느 하나의 센서를 사용할 수 있고, 상기 경사 센서는 진동현 방식(VIBRATING WIRE TYPE) 센서, 전기 저항식 센서, EL(ELECTRO LEVEL) 센서, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 센서, 및 가속도계 센서 중 어느 하나의 센서를 사용할 수 있다.The length sensor may use any one of a VIBRATING WIRE TYPE sensor, an electrical resistance sensor, a non-contact sensor (LVDT), a strain gauge sensor, an optical sensor, and a laser sensor according to field conditions, and the The inclination sensor may use any one of a VIBRATING WIRE TYPE sensor, an electrical resistance sensor, an ELECTRO LEVEL (EL) sensor, a Micro Electro Mechanical System (MEMS) sensor, and an accelerometer sensor.
이 경우, 상기 길이 센서는 전기 저항식 센서가 구조가 간단하고 비용이 저렴하여 바람직하다.In this case, the length sensor is preferably an electrical resistive sensor because of its simple structure and low cost.
또한, 본 발명에서는 부도체의 레일 지지대(10) 사용과 동시에 레일 지지대(10)와 측정 센서(50) 사이에 절연재로 이루어진 진동 완충부재(40)가 삽입되어 있으므로, 2 레일(60,60a) 사이에 레일 변위 측정장치(100)가 설치될지라도 2 레일(60,60a) 사이는 절연이 보장된다. 따라서, 2 레일(60,60a) 사이에 레일 변위 측정장치(100)가 설치될지라도 레일(60,60a)을 열차 통신을 위한 궤도 회로망으로 사용하는 데 영향을 미치지 않는다. 더욱이, 레일(60,60a) 사이에 절연상태를 확보함에 따라 과전압 유기를 막을 수 있어 열차 운행의 안정성을 확보할 수 있다. In addition, in the present invention, since the vibration-absorbing
본 발명에서는 측정 센서(50)가 설치되는 레일 지지대(10)를 레일(60)에 설치할 때, 레일(60)의 하측 플랜지(62)를 1/2씩 수용하는 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)를 레일(60)에 설치한 후, 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)를 결속시키는 지지대 결합장치(13)에 의해 결합된 상태를 유지하며 레일(60)에 대한 손상을 방지할 수 있다.In the present invention, when the
또한, 본 발명에서는 내부 지지대(11)와 외부 지지대(12)에 형성된 제1 및 제2 요홈(14,15)은 레일(60)의 하측 플랜지(62)와 면 접촉 결합이 이루어지는 내주면을 갖고 있어, 그 결과 상호 결합되는 접촉면적이 넓어 안정적인 결합이 이루어지게 된다. 그 결과, 이와 같이 레일(60)에 안정되게 설치된 레일 지지대(10)에 측정 센서(50)가 설치된 것이므로, 측정 센서(50)에 의해 얻어지는 측정값은 레일 변위에 대한 안정적인 검출이 이루어질 수 있다.In addition, in the present invention, the first and
이 경우, 본 발명에서는 레일 지지대(10)와 측정 센서(50) 사이에 어떤 중간부재도 사용하지 않고 레일 지지대(10)에 측정 센서(50)를 바로 설치할 수 있어 계측 오차를 발생시키지 않고 신뢰도 높은 레일 변위를 직접 측정할 수 있다.In this case, in the present invention, since the
레일 지지대(10)는 금속재로 제작 가능하며, 또한 절연성, 지지강도, 탄성력 등이 우수한 합성수지를 사용하여 제작할 수 있으며, 이와 같이 부도체의 레일 지지대(10)를 사용하면 레일(60)에 과전압 유기를 막을 수 있어 열차 운행의 안정성을 확보하고 열차 통신을 위한 궤도 회로망에도 영향을 미치지 않는다.The
레일(60,60a)의 좌우 변위에 따른 레일 줄 비틀림 또는 레일의 상하 변위에 따른 레일 면 비틀림이 발생하는 것을 측정하는 경우, 도 7과 같이 복수의 측정 센서(50)가 레일 지지대(10)를 사용하여 하나의 레일(60,60a)을 따라 일정한 간격을 두고 설치될 수 있다.In the case of measuring the twisting of the rail line due to the left and right displacement of the
도 7에는 레일 지지대(10)를 이용하여 하나의 레일(60)에 간격을 두고 측정 센서(50)를 설치한 것이나, 레일 지지대(10)를 도시를 생략한 것이다.In FIG. 7 , the
측정 센서(50)가 하나의 레일(60)에 간격을 두고 설치될 때, 측정 센서(50)가 소형이므로 하나의 내부 지지대(11) 또는 외부 지지대 마다 설치될 수 있다.When the measuring
더욱이, 측정 센서(50)는 레일지지대(10)의 상부면(10a)과 측면(10b) 뿐 아니라 필요에 따라 하부면(10c)에도 설치될 수 있다.Moreover, the
측정 센서(50)는 레일 내측의 내부 지지대(11) 또는 레일 외측의 외부 지지대(12) 중 어느 곳에 설치되는 것도 물론 가능하다.The measuring
상기한 측정 센서(50)는 길이 센서를 내장한 경우, 표준궤간의 레일(60,60a) 사이에 설치되는 것이므로, 적어도 1400mm의 길이를 가지는 것이나, 하나의 레일(60,60a)을 따라 설치되는 경우는 레일지지대(10)보다 작은 사이즈로 소형화되는 것이 바람직하다.Since the
이하에 도 7을 참고하여, 본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템을 설명한다.Referring to FIG. 7 , a rail displacement measurement system according to the present invention will be described.
도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템은 각각 지반 침하가 예상되는 지역의 레일(60,60a) 사이에 복수개의 레일 변위 측정장치(100)가 설치되고, 하나의 레일(60)을 따라 복수개의 레일 변위 측정장치(101~103)가 설치되어 있다.Referring to FIG. 7, in the rail displacement measuring system according to the present invention, a plurality of rail
레일 변위 측정장치(100~3)는 레일 지지대(10)가 레일(60,60a)의 하부를 둘러싸는 방식으로 레일에 설치되므로 침목과 침목 사이에 배치된다.The rail
레일(60,60a) 사이에 설치된 레일 변위 측정장치(100)는 내장된 길이센서에 의해 레일(60,60a) 사이의 간격 변위를 측정할 수 있다.The rail
또한, 레일(60,60a) 사이에 설치된 레일 변위 측정장치(100)는 길이센서 대신에 기울기 센서를 구비함에 의해 레일(60,60a) 한쪽 침하를 측정할 수 있다.In addition, the rail
또한, 대향한 레일(60,60a)의 양측에 설치된 레일 변위 측정장치(101)와 레일 변위 측정장치(104)에 각각 내장된 경사센서의 좌표값을 신호처리하면 레일 좌우 기울기 값을 검출하여 레일(지반) 침하를 측정할 수 있다.In addition, when the coordinate values of the rail
더욱이, 미리 설정된 일정한 거리(L)의 간격으로 하나의 레일(60)을 따라 설치된 복수의 레일 변위 측정장치(101~104)는 각각 기본적으로 경사센서를 내장하고, 레일(60)의 기울기 값을 검출하여 X축 변위에 기초한 레일의 길이방향 침하, Y축 변위에 기초한 레일의 좌우 줄 비틀림, Z축 변위에 기초한 레일의 상하 면 비틀림을 판단할 수 있다.Moreover, each of the plurality of rail
본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템은 상기 레일 변위 측정장치(100~104)의 각 측정 센서(50)에 의해 측정된 아날로그 측정값을 인터넷망(35)을 통하여 시스템 서버(38)에 전송할 때 측정 센서(50)가 내장된 레일 변위 측정장치(100~104)와 데이터 로거(33) 사이의 통신방식에 따라 전송된다.The rail displacement measurement system according to the present invention measures the analog measurement value measured by each
우선, 저가형 모델에서는 각각 측정 센서(50)가 내장된 레일 변위 측정장치(100~104)가 다채널 측정모듈(도시되지 않음)에 각각 연결된 계측 시스템을 사용하고, 고가형 모델에서는 도 7에 도시된 바와 같이 A/D(아날로그/디지털) 컨버팅과 통신 기능이 측정 센서(50)와 함께 레일 변위 측정장치(100~104)에 내장되고 다수의 레일 변위 측정장치(100~104)가 1라인 버스 방식으로 접속되어 데이터 로거(33)에 연결되어 시리얼 통신방법을 이용하여 측정 데이터를 전송한다.First, in the low-end model, the rail
레일 변위량 계측 시스템이 다채널 측정모듈을 사용하지 않는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 레일 변위 측정장치(100~N)는 각각 측정 센서(50)와 함께 A/D 컨버터와 통신모듈로서 유선통신용 유선모뎀(34a)을 구비한다.When the rail displacement measurement system does not use a multi-channel measurement module, as shown in FIG. 9, the rail
상기 A/D 컨버터와 통신모듈은 다수의 레일 변위 측정장치에 각각 내장되어 상기 레일 변위 신호를 디지털 데이터로 변환하여 전송하는 통신수단을 구성한다.The A/D converter and the communication module are built into a plurality of rail displacement measurement devices and constitute communication means for converting and transmitting the rail displacement signal into digital data.
A/D 컨버터는 측정 센서(50)가 측정한 아날로그 레일 변위 신호를 디지털 데이터 통신에 적합한 디지털 데이터로 변환하기 위한 아날로그/디지털(A/D) 변환기이고, 통신모듈은 측정 센서(50)로부터 데이터 로거(33)로 디지털 데이터를 전송하기 위한 통신칩이다.The A/D converter is an analog/digital (A/D) converter for converting the analog rail displacement signal measured by the
이 경우, 다수의 레일 변위 측정장치(100~104)와 데이터 로거(33) 사이에는 1채널 케이블(31)을 사용한 1라인 버스 방식으로 연결되어, 통신 거리에 따라 RS-232, RS-422, RS-485 중 하나의 시리얼 통신방법으로 전송이 이루어질 수 있다. In this case, a 1-line bus method using a 1-
데이터 로거(33)는 수신된 디지털 계측 데이터를 메모리에 저장하고 무선 모뎀(34)을 통하여 계측 데이터를 무선 통신으로 인터넷망(35)에 연결된 시스템 서버(38)로 전송한다.The
*시스템 서버(38)는 수신된 계측 데이터를 저장하고 길이 변위 및/또는 기울기 변위의 계측 데이터로부터 변화된 레일(60,60a) 사이의 간격 변위와 레일 좌우 기울기 변화로 인한 지반 침하량과, 레일(60)의 길이방향을 따른 레일 줄 비틀림 또는 레일의 상하 변위에 따른 레일 면 비틀림 등을 구하며, 이를 미리 설정된 표준 기준값과 비교함에 의해 계측 데이터를 분석하여, 다수의 계측 관련자(즉, 현장 담당자) 및 관리책임자가 인터넷망(35)에 접속된 관리자 컴퓨터(36) 및 감독관 휴대용 단말기(37)를 통하여 분석된 데이터를 확인할 수 있도록 계측 데이터를 제공한다.* The
레일 변위 측정장치(100~104)는 각각 레일 지지대(10)에 설치된 측정 센서(50)로 구성되며, 측정 센서(50)는 예를 들어, 길이센서 및/또는 경사센서 등을 구비한다. Each of the rail
본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템에서는 지진, 홍수와 같은 천재지변, 철로에 인접한 토목 공사 또는 장시간에 걸친 구조물(교각 또는 터널)의 피로현상으로 인하여 철도 지반 침하 및 구조물 변형(지하터널 혹은 교량 위에 설치된 철로의 침목인 경우)으로 인하여 레일(60,60a)의 변위가 발생하는 경우, 일정한 거리를 두고 궤간 사이에 설치되거나, 하나의 레일을 따라 설치된 레일 변위 측정장치(100~104)로부터 레일(60,60a)의 궤간 거리와 레일(60,60a)의 침하나 비틀림을 길이센서와 경사센서에 의해 감지한 길이 변위와 기울기 변위에 대한 아날로그 레일 변위 신호를 A/D 변환한 후, 데이터 통신에 의해 데이터 로거(33)에 전송한다. In the rail displacement measuring system according to the present invention, railroad ground subsidence and structure deformation (installed on an underground tunnel or bridge) due to natural disasters such as earthquakes and floods, civil engineering works adjacent to railroad tracks, or fatigue of structures (piers or tunnels) over a long period of time When the displacement of the rails (60, 60a) occurs due to the railroad sleeper), the
상기 데이터 로거(33)는 데이터 통신에 의해 디지털 계측 데이터를 수신하여 저장한 후, 무선 모뎀(34)을 통하여 무선 통신으로 인터넷망(35)에 연결된 시스템 서버(38)로 보낸다. The
이 경우, 상기 데이터 로거(33)는 무선 모뎀(34) 대신에 유선 모뎀을 사용하여 인터넷망(35)에 연결된 시스템 서버(38)로 계측 데이터를 전송하는 것도 가능하다.In this case, the
본 발명에서는 데이터 로거(33)로부터 주지된 공중망, 예를 들어, 무선 통신 또는 유선 통신과 연결된 인터넷망(35)에 계측 데이터를 전송함에 인터넷망(35)에 연결된 시스템 서버(38)는 현장의 계측 데이터를 실시간으로 받아볼 수 있다.In the present invention, the
그 후, 시스템 서버(38)는 수신된 레일(60,60a) 사이의 궤간 거리와 길이 변위와 레일(60,60a)의 기울기 변위에 대한 계측 데이터를 저장하고 저장된 계측 데이터로부터 변화된 측정거리 변위량과 침하량으로 환산하며, 이를 미리 설정된 표준 기준값(예를 들어, 표준궤간 거리, 최대 켄트값 등)과 비교함에 의해 레일 안정성 등의 분석이 이루어진다. 시스템 서버(38)는 분석된 데이터에 기초하여 측정값이 표준 기준값을 벗어나서 레일 안정성이 떨어지는 경우 자동으로 감독관 휴대용 단말기(37) 등에 경보 메시지로서 문자, 예를 들어, SMS(Short Message Service) 통신방식으로 전송이 이루어진다.Thereafter, the
또한, 다수의 계측 관련자, 즉 현장 담당자, 관리책임자는 인터넷망(35)에 접속된 관리자 컴퓨터(36)를 통하여 레일 안정성에 대한 분석된 데이터를 확인할 수 있다.In addition, a number of people involved in measurement, that is, a site manager and a manager, can check the analyzed data for rail stability through the
본 발명에서는 레일 변위 측정장치(100~104)를 이용한 레일 변위량 측정을 레일이 통과하는 침하예상지역의 자연 기후 상태에 따라 일일, 주간 또는 월간 단위로 계측하여 단순 누적 변위를 종합한다.In the present invention, the rail displacement measurement using the rail
이와 같이 일일, 주간 또는 월간 단위로 계측하여 누적된 누적 변위에 대하여 현장별 기준치와 비교하여 레일의 안정도를 판단한다. In this way, the stability of the rail is determined by comparing the cumulative displacement measured on a daily, weekly or monthly basis with a reference value for each site.
즉, 침하예상지역의 반대에 있는 레일을 기준으로 침하예상지역에 있는 레일은 서서히 변위가 발생하기 시작하여, 침하예상지역에 가장 인접하여 설치된 측정장치는 장기간 상시 반복된 계측으로 레일 변위를 감지하여 측정신호를 전송하면 시스템 서버(38)에는 계측 데이터의 저장이 이루어지게 된다. In other words, based on the rail on the opposite side of the expected settlement area, displacement of the rails in the expected settlement area begins to occur gradually, and the measuring device installed closest to the expected settlement area detects the rail displacement through repeated measurements over a long period of time. When the measurement signal is transmitted, the measurement data is stored in the
이에 따라 시스템 서버(38)는 분석 프로그램에 의해 레일의 길이 변위량이 미리 설정된 표준 기준값, 예를 들어, 표준 궤간 이탈범위(-4mm 또는 +7mm)의 하한값 또는 상한값을 벗어나는 지를 판단하고, 판단결과 표준 기준 범위를 벗어나는 경우 자동으로 감독관 휴대용 단말기(37) 등에 경보 메시지로서 문자(SMS 통신 방식)로 전송이 이루어지게 된다. 그 결과 레일 변위가 발생된 지점의 레일과 철로 지반을 보수하거나, 진행 중에 있는 관련 공사를 중지 처리한다.Accordingly, the
따라서, 본 발명에서는 원격지로부터 철도 지반 침하 및 구조물 변형에 따라 레일(60,60a)에 변위가 발생하는 경우 레일 변위량을 측정하여 철도 레일의 안전 상태를 상시 자동 계측할 수 있다.Therefore, in the present invention, when displacement occurs in the
도 8에 도시된 본 발명에 따른 레일 변위량 계측 시스템은 레일(60,60a)에 설치된 복수개의 레일 변위 측정장치(100a~104a)가 각각 무선 통신 기능을 가지고 있다는 점에서 도 7에 도시된 레일 변위량 계측 시스템과 차이가 있다. The rail displacement measuring system according to the present invention shown in FIG. 8 is the rail displacement amount shown in FIG. There is a difference between the measurement system.
무선 통신 기능을 갖는 레일 변위 측정장치(100a~104a)는 각각 각각 레일 지지대(10)에 설치된 측정 센서(50)로 구성되며, 측정 센서(50)는 예를 들어, 길이센서 및/또는 경사센서 등을 구비한다. The rail
이 경우, 측정 센서(50)는 도 9와 같이 무선 모뎀(34)과 무선 통신용 안테나(34b)를 구비하고, 측정 센서(50) 사이에 무선통신을 실시할 수 있다.In this case, the
데이터 로거(33)는 레일 변위 측정장치(100a~104a)와의 무선통신에 필요한 무선 모뎀(34)을 구비하고, 측정 센서(50)마다 고유인식 주소(ID)를 생성하여 센서별로 무선 통신제어를 수행한다.The
무선 모뎀(34)의 무선통신방식은 예를 들면, 근거리 무선 통신 방식인 지그비(Zigbee)를 채용할 수 있으며, 저속, 저가, 저전력 방식으로 반경 수십 미터 내에서 낮은 전송 속도(250 kbps)로 수백개(255ea)의 다수의 센서를 배터리만으로도 통신이 가능하다. 따라서, 본 발명의 레일 변위 측정장치(100a~104a)는 센서에 고유 인식 번호를 입력하여 실시간 관리하는 유비쿼터스 센서 네트워크(USN; Ubiquitous Sensor Network)로 구성하는 것도 가능하다.The wireless communication method of the
이 경우, 상기 제어부(41)는 내장된 무선 모뎀(34)을 통하여 길이센서 및/또는 경사센서에 의해 계측된 디지털 계측 데이터를 원격지에 위치한 데이터 로거(33)의 무선 모뎀(34)에 전달한다.In this case, the
또한, 데이터 로거(33)는 내장된 무선 모뎀(34)을 사용하여 인터넷망(35)에 연결된 시스템 서버(38)로 계측 데이터를 전송한다.In addition, the
상기한 바와 같이 본 발명의 레일 변위량 계측 시스템은 철도 선로의 안정성을 종합적으로 입체적 분석하고 경보할 수 있는 자동 계측 시스템을 구성한다.As described above, the rail displacement measurement system of the present invention constitutes an automatic measurement system capable of comprehensively analyzing and alerting the stability of railroad tracks in three dimensions.
상기한 본 발명에서는 한 지점의 하나의 레일 변위 측정장치에 길이 센서와 경사 센서가 동시에 설치하거나, 길이 센서와 경사센서 중 어느 하나의 센서만을 설치할 수 있다.In the present invention described above, a length sensor and an inclination sensor may be simultaneously installed in one rail displacement measuring device at one point, or only one of the length sensor and the inclination sensor may be installed.
또한, 도 7에 도시한 실시예 설명에서는 미리 설정된 일정한 거리(L)의 간격으로 하나의 레일을 따라 설치된 복수의 레일 변위 측정장치(101~104)가 각각 기본적으로 경사센서를 내장하고, 레일(60)의 좌우 변위에 따른 기울기 값을 검출하여 레일 길이방향을 따른 레일 줄 비틀림 또는 레일의 상하 변위에 따른 레일 면 비틀림을 측정하고 있으나, 복수의 레일 변위 측정장치(101~103) 사이에 길이센서를 구비하고 해당 구간의 간격변위를 측정하는 것도 가능하다.In addition, in the description of the embodiment shown in FIG. 7, a plurality of rail
상기한 바와 같이 본 발명에서는 내부 지지대와 외부 지지대 사이에 암수 결합구조를 채용하여 상호 결합면적을 극대화하여 진동과 충격에 강한 결합이 이루어질 수 있다.As described above, in the present invention, by employing a male and female coupling structure between the internal support and the external support to maximize the mutual coupling area, strong coupling against vibration and shock can be achieved.
또한, 본 발명에서는 레일에 설치되는 내부 및 외부 지지대가 대칭적인 외부 형상과 레일 수용홈을 가짐에 따라 레일에 가해지는 결합력이 상하/좌우가 균일하여 결합편차가 발생하지 않아 레일에 영향을 주지 않는다.In addition, in the present invention, as the internal and external supports installed on the rail have a symmetrical external shape and a rail receiving groove, the coupling force applied to the rail is uniform up and down / left and right, so that coupling deviation does not occur and does not affect the rail .
더욱이, 본 발명에서는 내부 지지대와 외부 지지대 사이에 별도의 고정볼트를 사용하지 않고 암수 체결홈 구조를 이용하여 결합 가능하다.Furthermore, in the present invention, it is possible to couple using a male and female fastening groove structure without using a separate fixing bolt between the inner support and the outer support.
본 발명에서는 내부 및 외부 지지대로 구성되는 하나의 레일 지지대에 하나의 예를 들어, 10cm 미만의 소형 측정 센서를 직접 설치하여 레일의 변위를 직접 측정함에 의해, 종래와 같이 양단부가 두지점에 설치된 레일 지지대에 의해 레일에 장착된 1m 이상의 긴 센서 케이스(로드)의 휨이나 뒤틀림과 같은 변화/변위로 인하여 발생할 수 있는 측정 오차를 제거할 수 있다. In the present invention, by directly installing a small measuring sensor, for example, less than 10 cm, on one rail support composed of internal and external supports to directly measure the displacement of the rail, both ends of the rail are installed at two points as in the prior art. Measurement errors that may occur due to changes/displacements such as bending or twisting of a sensor case (rod) longer than 1m long mounted on a rail can be eliminated by the support.
본 발명에서는 한쌍의 레일 지지대에 레일 변위 측정장치의 양단부를 고정하지 않고 또한 레일 지지대에 힌지 등의 불필요한 추가장치를 사용하지 않고 하나의 레일 지지대에 직접 설치하여 레일 변화를 직접 감지하는 측정방식이므로 계측 정확도가 높다. In the present invention, without fixing both ends of the rail displacement measuring device to a pair of rail supports and without using unnecessary additional devices such as hinges on the rail supports, it is directly installed on one rail support to directly detect the change in the rail. Accuracy is high.
본 발명은 레일의 길이를 따라 일정한 간격으로 복수의 측정 센서를 설치함에 의해 다수 구간별로 레일의 길이방향 변위와 레일의 기울기, 뒤틀림, 침하를 측정할 수 있다.In the present invention, by installing a plurality of measurement sensors at regular intervals along the length of the rail, it is possible to measure the displacement in the longitudinal direction of the rail and the inclination, twist, and settlement of the rail for each section.
레일 지지대를 레일에 설치할 때, 레일의 하측 플랜지를 1/2씩 수용하는 내부 지지대와 외부 지지대를 레일에 설치한 후 레일 지지대에 지지대 결합부재를 체결하여 고정함에 따라 레일에 대한 손상을 방지할 수 있다. When installing the rail support on the rail, after installing the inner support and the outer support that accommodate 1/2 of the lower flange of the rail on the rail, fasten the support coupling member to the rail support to prevent damage to the rail. there is.
또한, 레일 지지대가 레일의 형상에 따른 내주면을 갖고 레일과 면 접촉 결합이 이루어짐에 따라 접촉면적이 넓어 안정적인 결합이 이루어지고 레일 변위에 대한 안정적인 검출이 이루어질 수 있다.In addition, as the rail support has an inner circumferential surface according to the shape of the rail and is coupled with the rail in surface contact, a stable coupling is achieved with a large contact area, and stable detection of the rail displacement can be achieved.
더욱이, 레일 지지대와 측정 센서 사이에 어떤 중간부재도 사용하지 않고 레일 지지대에 측정 센서를 바로 설치할 수 있어 계측 오차를 발생시키지 않고 신뢰도 높은 레일 변위를 직접 측정할 수 있다.Moreover, since the measurement sensor can be directly installed on the rail support without using any intermediate member between the rail support and the measurement sensor, the rail displacement can be directly measured with high reliability without causing measurement errors.
본 발명에서는 부도체의 레일 지지대를 사용함에 따라 레일에 과전압 유기를 막을 수 있어 열차 운행의 안정성을 확보하고 열차 통신을 위한 궤도 회로망에도 영향을 미치지 않는다.In the present invention, by using a non-conductive rail support, it is possible to prevent overvoltage induction on the rail, thereby securing the stability of train operation and not affecting the track network for train communication.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다. In the above, the present invention has been shown and described as specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and is common knowledge in the art to which the present invention belongs within the scope of not departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible by those who have
본 발명은 레일 지지대와 이를 이용한 레일 변위 측정장치 및 이를 이용한 레일 변위량 계측 시스템에 관한 것으로, 철도 레일뿐 아니라, 측정 센서를 도로 및 사면 공사 매립지, 연약 지반 및 댐의 성토 공사에서 설치할 경우 토목 구조물에 대한 침하 및 거동 상태를 감시하는 각 구조물 변형량 측정장치에도 적용 가능하다. The present invention relates to a rail support, a rail displacement measuring device using the same, and a rail displacement measuring system using the same, and relates not only to railway rails, but also to civil structures when a measuring sensor is installed in road and slope construction landfills, soft ground and dam embankment construction. It can also be applied to the deformation measurement device for each structure that monitors the settlement and behavior of the structure.
10: 레일 지지대 10a: 상부면
10b: 측면 10c: 하부면
11: 내부 지지대 12: 외부 지지대
13~13f: 지지대 결합장치 19: 지지대 결합부재
14,15: 요홈 14a: 내측벽
14b: 하부면 14c: 상부면
16,17: 나사체결홀 18,50c: 고정나사
20: 고정핀 31: 측정케이블
33: 데이터 로거 34: 무선 모뎀
34a: 유선 모뎀 35: 인터넷망
36: 관리자 컴퓨터 37: 이동 단말기
38: 시스템 서버 40: 진동 완충부재
50: 측정 센서 50a: 함체
50b: 커버 51,52: 연결 브라켓
53,54a: 관통구멍 54: 밑판지지대
54b: 나사체결홀 60,60a ; 레일
61: 상측 플랜지 63: 중간부분
62: 하측 플랜지 100~104: 레일 변위 측정장치
120~120f,130f: 결합돌기 120e,130~130e: 결합홈10:
10b:
11: inner support 12: outer support
13 ~ 13f: support coupling device 19: support coupling member
14,15:
14b:
16,17: screw
20: fixing pin 31: measuring cable
33: data logger 34: wireless modem
34a: wired modem 35: Internet network
36: manager computer 37: mobile terminal
38: system server 40: vibration damping member
50:
50b:
53,54a: through hole 54: bottom plate support
54b: screw fastening holes 60,60a; rail
61: upper flange 63: middle part
62:
120~120f, 130f: Coupling
Claims (8)
일측에 상기 하측 플랜지의 일측을 수용하는 제1요홈을 구비하는 내부 지지대;
일측에 상기 하측 플랜지의 타측을 수용하는 제2요홈을 구비하는 외부 지지대; 및
상기 내부 지지대와 외부 지지대가 상호 조합되어 상기 제1 및 제2 요홈 내부에 레일의 하측 플랜지를 수용할 때 내부 지지대와 외부 지지대를 결속하여 고정하는 지지대 결합장치;를 포함하며,
상기 지지대 결합장치는,
상기 외부 지지대와 내부 지지대 중 하나의 몸체로부터 돌출된 결합돌기; 및
상기 내부 지지대와 외부 지지대 중 하나의 몸체 내측에 상기 결합돌기와 대향하여 상기 결합돌기가 결합되는 결합홈;을 포함하고,
상기 내부 지지대와 외부 지지대는 결합돌기와 결합홈이 암수 결합구조를 채용하여 스냅결합되며, 상기 레일의 하측 플랜지는 대칭 구조를 가지는 제1 및 제2 요홈의 내주면과 면 접촉이 이루어지는 레일 변위 측정장치용 레일 지지대.It is installed to surround the lower flange of the rail and a rail support for a rail displacement measuring device in which one measurement sensor for measuring the displacement of the rail is mounted in a surface contact structure on one of the upper surface and the side surface,
an inner support having a first groove on one side for accommodating one side of the lower flange;
An external support having a second groove on one side for accommodating the other side of the lower flange; and
A support coupling device for binding and fixing the inner support and the outer support when the inner support and the outer support are mutually combined to accommodate the lower flange of the rail in the first and second grooves,
The support coupling device,
a coupling protrusion protruding from a body of one of the outer support and the inner support; and
Including; a coupling groove in which the coupling protrusion is coupled to face the coupling protrusion inside the body of one of the inner support and the external support,
The inner support and the outer support are snap-coupled by employing a male and female coupling structure in coupling protrusions and coupling grooves, and the lower flange of the rail is for a rail displacement measuring device in which surface contact is made with the inner circumferential surfaces of the first and second grooves having a symmetrical structure. rail support.
상기 측정 센서는 길이 센서, 경사 센서, 가속도 센서, GPS 센서, 자이로 센서, 광 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나인 레일 변위 측정장치용 레일 지지대. According to claim 1,
The measurement sensor is at least one of a length sensor, an inclination sensor, an acceleration sensor, a GPS sensor, a gyro sensor, an optical sensor, and a laser sensor.
상기 내부 지지대와 외부 지지대는 각각의 상부면, 외측면, 하부면이 상호 직각 관계로 이루어지고, 상기 상부면과 하부면은 평행한 관계를 갖는 레일 변위 측정장치용 레일 지지대.According to claim 1,
The inner support and the outer support are each made of an upper surface, an outer surface, and a lower surface in a mutually orthogonal relationship, and the upper surface and the lower surface are rail supports for a rail displacement measuring device having a parallel relationship.
각각 상기 적어도 하나의 레일 지지대에 고정 설치되어 레일의 변위를 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 센서;를 포함하며,
상기 레일 지지대는 제1항의 레일 지지대인 레일 변위 측정장치.at least one rail support that is installed at intervals along one rail and receives and supports the lower flange of the rail therein; and
At least one measurement sensor fixed to each of the at least one rail support and measuring the displacement of the rail; includes,
The rail support is a rail displacement measuring device of claim 1.
상기 다수의 레일 변위 측정장치로부터 계측된 레일 변위 데이터를 수신한 후, 공중망으로 전송하는 데이터 로거; 및
상기 공중망을 통하여 데이터 로거로부터 전송된 레일 변위 데이터를 수신한 후 미리 설정된 표준 기준값과 비교하여 레일의 안정도를 판단하는 시스템 서버를 포함하며,
상기 다수의 레일 변위 측정장치는 각각 제7항의 레일 변위 측정장치인 레일 변위량 계측 시스템. A plurality of rail displacement measuring devices installed at intervals along one rail to detect rail displacement;
a data logger for receiving rail displacement data measured from the plurality of rail displacement measurement devices and transmitting the data to a public network; and
A system server for determining the stability of the rail by comparing it with a preset standard reference value after receiving the rail displacement data transmitted from the data logger through the public network,
The plurality of rail displacement measurement devices are each rail displacement measurement device of claim 7, the rail displacement measurement system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180140854A KR102506511B1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Rail Support, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Rail Displacements Using the Same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180140854A KR102506511B1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Rail Support, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Rail Displacements Using the Same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200056772A KR20200056772A (en) | 2020-05-25 |
KR102506511B1 true KR102506511B1 (en) | 2023-03-03 |
Family
ID=70914576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180140854A KR102506511B1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Rail Support, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Rail Displacements Using the Same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102506511B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102510175B1 (en) * | 2020-12-08 | 2023-03-20 | 주식회사베스트엔지니어링 | Spacing control system for guardrail of railroad |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101226280B1 (en) * | 2009-02-02 | 2013-01-31 | 주식회사 로텍인스트루먼트 | Apparatus for Measuring Rail Displacements according to Settlements of Rail Ground and Deformation of Structure, and Apparatus for Measuring Rail Displacements Automatically Using the Same |
KR101328516B1 (en) * | 2013-04-15 | 2013-11-13 | 이근호 | Measuring apparatus for rail and measuring method using the same |
KR101437604B1 (en) * | 2013-09-13 | 2014-09-05 | 이근호 | Measuring apparatus for rail and measuring method using the same |
WO2015178868A1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Gokmen Sabri Haluk | System which senses rail fractures and cracks through the method of reflection |
JP6314004B2 (en) * | 2013-03-27 | 2018-04-18 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Sensor support device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1230586A (en) * | 1982-05-05 | 1987-12-22 | William F. Langman | Rail insulating pad assembly |
US5485955A (en) * | 1994-07-11 | 1996-01-23 | Kerr-Mcgee Chemical Corporation | Rail-tie fastening assembly for concrete tie |
KR101468994B1 (en) | 2013-09-13 | 2014-12-04 | 이근호 | Measuring apparatus for rail and measuring method using the same |
KR101348147B1 (en) | 2013-04-15 | 2014-01-07 | 이근호 | Measuring apparatus for rail and measuring method using the same |
-
2018
- 2018-11-15 KR KR1020180140854A patent/KR102506511B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101226280B1 (en) * | 2009-02-02 | 2013-01-31 | 주식회사 로텍인스트루먼트 | Apparatus for Measuring Rail Displacements according to Settlements of Rail Ground and Deformation of Structure, and Apparatus for Measuring Rail Displacements Automatically Using the Same |
JP6314004B2 (en) * | 2013-03-27 | 2018-04-18 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Sensor support device |
KR101328516B1 (en) * | 2013-04-15 | 2013-11-13 | 이근호 | Measuring apparatus for rail and measuring method using the same |
KR101437604B1 (en) * | 2013-09-13 | 2014-09-05 | 이근호 | Measuring apparatus for rail and measuring method using the same |
WO2015178868A1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Gokmen Sabri Haluk | System which senses rail fractures and cracks through the method of reflection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200056772A (en) | 2020-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102082238B1 (en) | Displacement Measuring Apparatus Having Transformable Sensor Case, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Displacements Using the Same | |
KR101226280B1 (en) | Apparatus for Measuring Rail Displacements according to Settlements of Rail Ground and Deformation of Structure, and Apparatus for Measuring Rail Displacements Automatically Using the Same | |
KR20120139891A (en) | The digital inclinometer sensor built in structure and the remote incline measurement system of the structure | |
CN107747936B (en) | Method for monitoring surface settlement deformation of underground independent space on line | |
CN104976983B (en) | A kind of method to be come down using distributed monitoring device monitoring | |
CN108195346B (en) | Method for monitoring underground multi-level space surface settlement deformation in real time | |
CN104655101A (en) | High-precision lead type whole-section slope stability monitoring pre-alarming system and monitoring method thereof | |
Langbein et al. | Improved stability of a deeply anchored geodetic monument for deformation monitoring | |
KR101504123B1 (en) | Measuring displacement sensor module of rail and using the same | |
CN108225265A (en) | A kind of soft soil roadbed deformation remote comprehensive monitoring system and installation method | |
CN105318859B (en) | Directly measurement monitoring underground utilities and building structure sedimentation and deformation method and device thereof | |
CN108050988B (en) | Underground intelligent real-time whole-process monitoring method for underground multi-level space surface | |
CN103017827A (en) | Multi-sensor real-time monitoring system for construction protection of bridges and culverts of business lines of railways | |
CN109556524A (en) | Crack width monitoring system and method based on fiber grating technology | |
KR102506511B1 (en) | Rail Support, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Rail Displacements Using the Same | |
KR20180123370A (en) | Rail Mounting, Apparatus for Measuring Rail Displacements and System for Measuring Rail Displacements Using the Same | |
KR20180126428A (en) | Rail Mounting and Apparatus for Measuring Rail Displacements Using the Same | |
Kane et al. | Instrumentation practice for slope monitoring | |
KR102081291B1 (en) | Railway sleeper sunken detection system | |
CN112187843A (en) | BIM-based system and method for automatically monitoring capital construction risks of deep foundation pit | |
CN116446473A (en) | Automatic construction monitoring and alarm system for oversized foundation pit | |
KR101353466B1 (en) | Apparatus for controlling height sleeper and instrumentation system using the same | |
Griffith et al. | Calibration enhancement of ShapeAccelArray technology for long term deformation monitoring applications | |
CN216719119U (en) | Health detection system for operation highway structure group | |
Bragallini et al. | Geotechnical monitoring at Forrestfield Airport Link Project in Perth (WA) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |