KR102597099B1 - 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 관한 것이다.
구체적으로는, 토목 구조물 교량 점검 중 거더의 탄성받침 이동량에 대한 측정시 정확한 이동량 측정이 불가능함에 따라, 눈대중으로 수직을 가상화하여 일반 측정자로 측정함에 따라 정확한 측정이 어려웠던 종래의 문제점을 극복하기 위하여 제공되는, 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 관한 것이다.

Description

거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물{Girder's elastic foot travel and rangefinder}

본 발명은 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 관한 것이다.

구체적으로는, 토목 구조물 교량 점검 중 거더의 탄성받침 이동량에 대한 측정시 정확한 이동량 측정이 불가능함에 따라, 눈대중으로 수직을 가상화하여 일반 측정자로 측정함에 따라 정확한 측정이 어려웠던 종래의 문제점을 극복하기 위하여 제공되는, 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 교량은 교각이나 교대로 이루어지는 하부 구조와, 하부 구조에 거치되는 받침장치에 지지되는 상부 구조로 이루어진다.

대체로, 교량의 상부 구조는 받침장치에 거치되는 교량용 거더의 상측에 차량 등이 통행하는 바닥판이 합성되어 형성된다. 여기서, 교량용 거더는 강재로만 형성된 강재 거더일 수도 있고, 철근 콘크리트 구조로 형성된 콘크리트 거더일 수도 있고, 강재와 콘크리트가 합성된 합성 거더일 수도 있다.

교량용 거더에는 교량 상부구조의 고정 하중과, 바닥판을 통행하는 차량 등에 의한 활하중이 작용하게 되는데, 고정 하중과 활하중에 대하여 효과적인 하중 저항 구조를 구현하기 위해서는, 교축 방향의 받침장치와 교대나 교각(이하, 편의상 '교대'와 '교각'을 통칭하여 '교대'라고 부르기로 한다)의 연단 사이의 거리는 정해진 값보다 크도록 요구된다. 여기서, 연단거리는 받침장치를 고정시키기 위하여 앵커 볼트의 중심으로부터 교대의 연단까지의 거리를 지칭한다. 연단 거리는, 지진 시 받침 장치의 앙카 볼트의 플라이아웃 파괴를 방지하는 최소 거리와 관련된 것으로 안전성을 진단하는 데 사용되고 있다.

교량의 받침장치는 상부 플레이트와 하부 플레이트의 사이에 탄성 변형이 가능한 고무 재질의 탄성재를 포함하는 탄성 받침 장치와, 탄성 변형이 허용되지 않는 포트 받침 장치로 나뉜다. 교량의 안전성을 진단하기 위하여, 받침장치의 정상적인 하중 저항 능력이 유지되는지를 주기적으로 점검하며, 탄성 받침장치의 경우에는 탄성재의 허용 압축 변위를 점검한다.

이를 위하여, 탄성 받침 장치의 경우에는, [표 1]에 도시된 바와 같이, 탄성재의 하부를 기준으로 연단 거리를 측정하며, 볼트 중앙을 기준으로 연단 거리를 측정한다. 이와 함께, 탄성 받침 장치의 경우에 받침 장치의 탄성재에 인가되는 하중에 의해 상하 방향으로의 기울어짐 편차에 관한 이동량을 측정한다.

그러나 종래의 방식으로 연단 거리를 측정하는 것은 한사람의 작업자가 2개의 자(scale)를 이용하므로, 자의 자세를 잡는 방식에 따라 측정 오차를 감수해야 하는 문제가 있었다.

이와 유사하게, 등록특허공보 제10-1112180호에 개시된 종래 기술은 편의성과 정밀한 측정에 한계가 있었다.

한편, 등록특허공보 제10-1695324호에 따르면, 고정 플레이트를 받침장치의 하부 플레이트에 고정시키고 수직 부재를 교대의 측벽에 밀착시킨 상태에서 수평 방향의 측정자를 이용하여 연단 거리를 측정하는 구성을 개시하고 있다. 그러나, 교대의 상측에는 거더로 인하여 충분한 공간이 마련되지 않아, 교대 상면에 위치한 측정자를 읽기 위하여 작업자는 머리를 거더와 교대 상면 사이로 들이밀어야 하므로, 연단 거리를 측정하기 위한 눈금을 읽는 것이 매우 까다롭고, 이 과정에서 눈금을 대충 읽어 측정 정확성이 저하되는 문제가 있다.

이 뿐 아니라, 교각이나 교대의 상면으로부터 거더 까지의 상하 방향으로의 높이 분포를 측정할 수 없어, 받침장치의 탄성재의 상태를 감지하는 데에도 한계가 있었다.

따라서, 교량 받침장치의 연단거리를 거더의 간섭에도 불구하고 보다 측정값을 얻도록 하여 작업의 편의성과 연단 거리의 측정 정밀도를 향상시키고, 교대의 상면에서의 연단거리만 구하는 것이 아니라, 교대와 거더의 사잇공간에서 높이에 따른 연단 거리를 얻어 탄성재의 상태와 받침장치의 이동량 및 비틀림 상태까지도 하나의 장치로 한번에 측정할 수 있는 방안의 필요성이 절실히 모색되고 있다.

이에 따라, 등록특허공보 제10-2333601호에는 안전 진단을 위한 교량의 받침장치의 이동량 및 연단거리 측정장치 및 방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 교량 받침장치의 연단거리 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 상면에 평탄면이 구비되어 교량의 거더의 하면에 밀착되는 기준 부재와; 상기 기준 부재로부터 하방으로 연장된 지지 부재와; 상하 방향으로 다수가 적층 배열되어 일부 이상이 상호 독립적으로 교량의 받침장치를 향하여 슬라이딩 이동 가능한 다수의 측정 플레이트를 포함하여 구성되어, 작업자가 교량 받침장치의 연단 거리를 측정하는 공정의 신뢰성과 작업 안전성을 보장할 수 있으면서, 이에 따른 교량의 안전 진단의 정확성을 높이는 교량 받침장치의 연단거리 측정장치 및 방법을 제공한다.

등록특허공보 제10-1112180호 등록특허공보 제10-1695324호 등록특허공보 제10-2333601호 등록특허공보 제10-1989135호

본 발명의 목적은, 토목 구조물 교량 점검 중 거더의 탄성받침 이동량에 대한 측정시 정확한 이동량 측정이 불가능함에 따라, 눈대중으로 수직을 가상화하여 일반 측정자로 측정함에 따라 정확한 측정이 어려웠던 종래의 문제점을 극복하기 위하여 제공되는, 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물을 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물은, 교량의 거더와 교각 사이에 구비된 탄성받침의 측정을 수행하는 측정기로서, 상기 측정기는, 상기 교각에 설치되기 위한 지지대(61);를 포함하고, 일측에 레일홈을 형성하여 상기 레일홈을 따라 이동되면서 탄성받침까지의 거리를 측정하는 레이저출력부(62);를 다수 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 측정기는, 상기 레이저출력부(62)를 통해 측정된 거리정보를 수집하는 수집모듈과; 수집된 거리정보에 기반하여 탄성받침의 탄성연결부의 이동량을 산출하는 이동량 산출모듈과; 수집된 거리정보에 기반하여 탄성받침의 연단거리를 산출하는 연단거리 산출모듈과; 탄성받침에 사용된 볼트의 직경을 정보로서 저장하는 데이터베이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이저출력부(62)는,

상기 레일홈을 따라 이동하면서,

탄성연결부(5)의 최상단 높이에서 제1 거리정보(L1)를 측정하고,

탄성연결부(5)의 최하단 높이에서 제2 거리정보(L2)를 측정하며,

하단단턱(2)의 최상단 높이에서 제3 거리정보(L3)를 측정하되,

상기 이동량 산출모듈은 '제1 거리정보-제2 거리정보'로 산출되고,

상기 연단거리 산출모듈은 '제3 거리정보+볼트직경/2'로 산출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 의하면, 종래의 토목 구조물 교량 점검 중 거더의 탄성받침 이동량에 대한 측정시 정확한 이동량 측정이 불가능함에 따라, 눈대중으로 수직을 가상화하여 일반 측정자로 측정함에 따라 정확한 측정이 어려웠던 문제점을 극복할 수 있는 장점을 가진다.

즉, 정확한 측정값의 확보가 가능하여, 나아가서는 보다 안전한 교량의 점검이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물의 일 실시예에 따른 탄성받침의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 사용되는 타겟구조물을 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 관한 것이다.

구체적으로는, 토목 구조물 교량 점검 중 거더의 탄성받침 이동량에 대한 측정시 정확한 이동량 측정이 불가능함에 따라, 눈대중으로 수직을 가상화하여 일반 측정자로 측정함에 따라 정확한 측정이 어려웠던 종래의 문제점을 극복하기 위하여 제공되는, 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물은, 교량의 거더와 교각 사이에 설치되는 탄성받침과; 상기 탄성받침의 측정을 수행하는 측정기;를 포함하여 구성된다.

이를 첨부된 도면의 도 1 및 도 2를 통해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물의 일 실시예에 따른 탄성받침의 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도면에 따르면, 상기 탄성받침은, 교각의 상측에 구성되고 하단단턱(2)을 포함하는 하단베이스(1)와; 서더의 하측에 구성되고 상단단턱(4)을 포함하는 상단베이스(3)와; 상기 하단베이스(1)와 상단베이스(3)를 연결하는 탄성연결부(5);를 포함한다.

또한, 측정기(6)를 더 포함하는데, 상기 측정기(6)는 교각의 일측에 결합되어 일측에 구비된 레이저출력기(62)를 포함하여, 레이저 측정값을 기반으로 탄성받침에 대한 수평방향의 이동값과 연단거리를 측정하도록 한다.

이러한 측정기(6)에 대하여 부연하면, 일측에 힌지와 핀을 이용하여 결합됨으로써 핀을 축으로 회동하는 지지대(61)를 포함한다.

이러한 지지대(61)는 볼트를 이용하여 교각 일측에 결합될 수 있다.

또한, 상기 측정기(6)의 일측으로는 레일홈이 구성되고, 상기 레일홈을 통해 레이저출력기(62)가 결합된다. 이때 레일홈을 통해 결합되는 것은 통상의 다양한 구조를 채용할 수 있으며, 다만, 결합을 억지결합 등을 통해 뻑뻑하게 결합함으로써, 레이저출력기(62)가 일측에 정지하여 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

혹은, 레이저출력기(62)의 고정을 위하여 별도의 고정볼트를 체결하여 고정할 수도 있다.

또한, 상기 레이저출력기(62)는 출력된 레이저가 반사되어 수신되는 경우, 레이저를 수신할 수 있는 수신부를 각각 포함하도록 할 수 있다.

또한, 상술된 측정기(6)는 측정을 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상술된 레이저출력기(62)는 상술된 바와 같이 레일홈을 따라 이동하면서, 탄성연결부(5)의 최상단 높이에서는 거리를 측정하고, 탄성연결부(5)의 최하단 높이에서는 거리를 측정하며, 하단단턱(2)의 최상단 높이에서는 거리를 측정한다.

이하에서는, 탄성연결부(5)의 최상단 높이에서 거리를 'L1'으로 지칭하고, 탄성연결부(5)의 최하단 높이에서 거리를 'L2'로 지칭하며, 하단단턱(2)의 최상단 높이에서 거리를 'L3'으로 지칭한다. 부연하면 'L3'은 하단단턱(2)의 최상단에 결합된 볼트 중심까지의 거리를 의미한다.

상기 제어부는, 각 레이저출력기(62)를 통해 측정된 'L1' 'L2' 'L3'에 대한 제1 거리정보, 제2 거리정보 및 제3 거리정보를 수집하는 수집모듈을 포함한다.

또한, 상기 제어부는 수집된 각 거리정보를 기반으로, 제1 거리정보에서 제2 거리정보를 뺄셈(제1 거리정보-제2 거리정보)하여 탄성받침의 이동량을 산출하는 이동량 산출모듈을 포함한다.

또한, 상기 제어부는 수집된 각 거리정보를 기반으로, '제3 거리정보+볼트직경/2'의 수식으로 연단거리를 산출하는 연단거리 산출모듈을 포함한다.

이를 위하여, 제어부는 데이터베이스를 포함하여 하단베이스(1) 및 하단단턱(2)을 교각과 연결하는 볼트의 직경을 미리 저장하거나, 사용자에 의해 측정되어 저장되도록 할 수도 있다.

한편, 상기 탄성연결부(5)는 첨부된 도면의 도 2와 같이 구성될 수 있다.

먼저, 하단베이스(1)와 하단단턱(2) 및 상단베이스(3)와 상단단턱(4)은 첨부된 도면의 도 2와 같이 탄성연결부(5)가 삽입되는 영역의 홀을 제외하고는 일체로 구성되며 폐쇄된 상태로 내부에 중공을 포함한다.

상기 탄성연결부(5)는 상술된 홀을 이용하여 내삽되되, 내삽되는 양단부가 베이스(1, 3) 및 단턱(2, 4)의 내부 형상에 맞춰 다단의 형상을 가지도록 구성되되, 양단부 사이를 원통형상의 구조로 일체로 연결되도록 구성한다.

이때, 내삽된 양단부에서부터 절곡된 영역에서는 끼움홈(53, 54)을 포함하고, 각 끼움홈(53, 54)에는 오링(531, 541)이 결합되어, 상기 탄성연결부(5)의 내구문제로 파손되어 지지력이 절감되는 것을 방지한다.

특히, 내측 끼움홈(54)에 내삽된 내측 오링(541)의 경우, 단턱(도 2의 '4'(하단단턱 '2'를 포함하는 의미))에 짓눌려 탄성연결부(5)가 훼손되는 것을 방지할 수도 있다.

한편, 제3 거리정보(L3)를 측정하기 위하여, 도 3의 타겟구조물을 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물에 사용되는 타겟구조물을 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 3에 따른 타겟구조물은 소정의 형상을 가지는 몸체와; 상기 몸체의 하면에 형성되어 볼트의 헤드가 끼워지는 볼트끼움홈과; 상기 몸체의 상면에 소정의 축(도면에 미도시)을 이용하여 회전되는 회전체와; 상기 회전체에 안착되어 레이저출력부(62)로부터 출력된 레이저가 반사될 수 있도록 하는 타겟;을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 몸체는 볼트끼움홈을 통해 볼트에 결합되어 레이저출력부(62)로부터 출력된 레이저가 반사되기 쉽도록 타겟구조물을 설치할 수 있는 것이다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

1 : 하단베이스
2 : 하단단턱
3 : 상단베이스
4 : 상단단턱
5 : 탄성연결부
6 : 측정기
61 : 지지대
62 : 레이저출력부

Claims (3)

1. 교량의 거더와 교각 사이에 구비된 탄성받침의 측정을 수행하되, 타겟구조물을 포함하는 측정기로서,
   상기 탄성받침은,
   교각의 상측에 구성되고 하단단턱(2)을 포함하는 하단베이스(1)와; 거더의 하측에 구성되고 상단단턱(4)을 포함하는 상단베이스(3)와; 상기 하단베이스(1)와 상단베이스(3)를 연결하는 탄성연결부(5);를 포함하되,
   상기 탄성연결부(5)는,
   하단베이스(1)와 하단단턱(2) 및 상단베이스(3)와 상단단턱(4)은 탄성연결부(5)가 삽입되는 영역의 홀을 제외하고는 일체로 구성되며 폐쇄된 상태로 내부에 중공을 포함하며,
   상기 탄성연결부(5)는 상기 홀을 이용하여 내삽되되, 내삽되는 양단부가 베이스(1, 3) 및 단턱(2, 4)의 내부 형상에 맞춰 다단의 형상을 가지도록 구성되고, 양단부 사이를 원통형상의 구조로 일체로 연결되도록 구성하며,
   내삽된 양단부에서부터 절곡된 영역에는 끼움홈(53, 54)을 포함하고, 각 끼움홈(53, 54)에는 오링(531, 541)이 결합되되,
   상기 끼움홈(53, 54)은 ''의 형상으로서 오링(531, 541)이 빠지지 않는 구조를 가짐으로써, 오링(531, 541)이 끼움홈(53, 54)으로부터 이탈되는 것을 방지하고,
   상기 탄성연결부(5)의 내구문제로 파손되어 지지력이 절감되는 것을 방지하며,
   상기 측정기는,
   상기 교각에 설치되기 위한 지지대(61)와;
   측정기의 일측에 레일홈을 형성하여 상기 레일홈을 따라 이동되면서 탄성받침까지의 거리를 측정하는 레이저출력부(62)와;
   상기 레이저출력부(62)를 통해 측정된 거리정보를 수집하는 수집모듈과;
   수집된 거리정보에 기반하여 탄성받침의 탄성연결부의 이동량을 산출하는 이동량 산출모듈과;
   수집된 거리정보에 기반하여 탄성받침의 연단거리를 산출하는 연단거리 산출모듈과;
   탄성받침에 사용된 볼트의 직경을 정보로서 저장하는 데이터베이스;를 포함하되,
   상기 레이저출력부(62)는,
   상기 레일홈을 따라 이동하면서,
   탄성연결부(5)의 최상단 높이에서 제1 거리정보(L1)를 측정하고,
   탄성연결부(5)의 최하단 높이에서 제2 거리정보(L2)를 측정하며,
   하단단턱(2)의 최상단 높이에서 제3 거리정보(L3)를 측정하되,
   상기 이동량 산출모듈은 '제1 거리정보-제2 거리정보'로 산출되고,
   상기 연단거리 산출모듈은 '제3 거리정보+볼트직경/2'로 산출되고,
   상기 타겟구조물은,
   소정의 형상을 가지는 몸체와; 상기 몸체의 하면에 형성되어 볼트의 헤드가 끼워지는 볼트끼움홈과;
   상기 몸체의 상면에 소정의 축을 이용하여 회전되는 회전체와;
   상기 회전체에 안착되어 레이저출력부(62)로부터 출력된 레이저가 반사될 수 있도록 하는 구형상의 타겟;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 거더의 탄성받침 이동량과 연단거리 측정구조물.
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