KR102610450B1 - 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치 - Google Patents

교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치 Download PDF

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Abstract

간단한 구성이면서도 교대(橋臺)에 대한 거더의 교축 방향(교량의 축방향) 변위를 쉽고 빠르면서 정확하게 측정할 수 있는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치가 개시된다. 본 발명에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치는, 교대의 상면에 설치되며 전면에 교축 방향과 평행한 제1 방향으로 계측눈금이 형성되고 상면에 자석 실장면을 구비하는 고정 계측자와, 고정 계측자의 자석 실장면에 제1 방향으로 서로 연접하여 실장되는 복수의 고정자석과, 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되며, 일단은 상기 거더에 고정되고 반대편 타단에는 상기 계측눈금 상에 위치하는 계측바늘을 갖는 가동 계측바와, 가동 계측바에 설치되며 내부에 변위식별자석이 제2 방향으로 이동 가능하게 실장된 식별 박스를 포함하는 변위 상태 식별부;를 포함하며, 식별박스에 실장된 변위식별자석의 제2 방향 위치 식별을 위해 가늘고 긴 슬릿 형태의 위치 식별구멍이 상기 식별박스의 일 측벽에 형성되고, 복수의 고정자석 중 하나와 변위식별자석이 제2 방향으로 동일 선상에 배치되되, 고정자석과 변위식별자석의 서로 마주하는 면의 자극이 동일하여 상호 간 척력으로 변위식별자석이 식별박스 내에서 부양하도록 구성되는 것을 요지로 한다.

Description

교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치{Longitudinal Displacement Measurement Device for Bridge Upper Structure}
본 발명은 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치에 관한 것으로, 특히 교대(橋臺, 교량 양단에 설치되어 교량 상부구조물의 하중을 하방의 지반으로 전송하는 동시에 뒷면에 작용하는 토압을 받아내는 구조물)에 대한 거더(교량 상부구조물)의 교축 방향(교량의 축방향) 변위를 측정하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치에 관한 것이다.
교량은 구조적으로 상부에는 차량 또는 사람이 이동하는 교량 상부구조(슬래브 및 거더)와, 하부에는 이러한 교량 거더를 받치기 위한 교대 또는 교각으로 구성된다. 또한, 교대 또는 교각과 교량 거더 사이에는 받침이 구비되어 상기 교량 상부구조(슬래브 및 거더)의 고정 하중 및 이동 하중을 지지하면서, 온도의 변화나 풍력, 지진력 등의 충격에 의한 변위 및 신축으로 인한 교축 방향의 변위를 수용한다.
교량은 언급한 바와 같이 온도 변화에 따라 신축 변위가 발생한다. 또한 많은 교량 구조물은 내구연한 및 노후 상태에 따라 외형적 변형이 발생하고, 지진과 태풍 등은 노후 시설물의 변형을 더욱 악화시키고 있다. 불규칙하고 미세한 점진적 외형 변형은 교량의 성능 및 교량 구조물의 안전성을 해치게 되므로 지속적인 관리 점검이 요구된다.
교량 관리 점검 요소 중 하나가 교량 상부구조물인 거더의 온도 변화에 따른 신축 변위 계측이며, 이러한 거더 신축 변위 계측을 위해 종래에는 주로 관리자가 직접 교대 상단에 접근하여 줄자로 계측하는 방식을 이용하였다. 이 방식은 저렴한 비용으로 빠른 계측이 가능하다는 장점은 있으나, 계측 정밀도가 떨어지고, 작업 환경에 비추어 안전성 및 편리성이 떨어지는 단점이 있다.
이에 거더의 교축 방향 변위를 안전하면서도 정확하게 측정하는 기술이 '교량의 상부구조물 변위 측정장치'라는 명칭으로 한국등록특허 제10-1522193호를 통해 제안된 바 있다. 이는 거더와 이를 떠받치는 교대 및 교각에 걸쳐 설치되는 것으로, 계측 눈금을 갖는 둘 이상 복수의 변위측정유닛과 폭 조절용 프레임, 변위계설치용 프레임과 행거 등으로 구성된다.
이와 같은 구성의 종래 교량 상부구조물 변위 측정장치는 변위계 설치용 수직프레임을 따라 측정지점마다 변위 측정자를 설치하여 계측하는 방식이므로, 탄성 받침과 거더의 변위량은 물론 부가적으로 슬래브의 변위를 동시에 측정할 수 있다는 장점은 있으나, 구성이 복잡하고 복잡한 구성만큼 현장 적용에 많은 시간과 인력이 요구되는 단점이 있다.
한국등록특허 제10-1522193호(등록일 2015.05.15.)_교량 상부 구조물 변위 측정장치
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 온도 변화에 따른 교대(橋臺, 교량 양단에 설치되어 교량 상부구조물의 하중을 하방의 지반으로 전송하는 동시에 뒷면에 작용하는 토압을 받아내는 구조물)에 대한 거더(교량 상부구조물)의 교축 방향(교량의 축방향) 신축 변위를 신속 정확하게 측정할 수 있는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 특별한 구조 변경 없이 기존 교량 구조물에 쉽게 적용 가능할 정도로 구성이 단순하며, 구성이 단순한 만큼 비용발생을 최소화할 수 있는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치를 제공하고자 하는 것이다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 실시 예에 따르면,
교대(橋臺)에 대한 거더의 교축 방향(교량의 축방향) 변위를 측정하는 장치로서,
상기 교대의 상면에 설치되며, 전면에 상기 교축 방향과 평행한 제1 방향으로 계측눈금이 형성되고 상면에 자석 실장면을 구비하는 고정 계측자;
고정 계측자의 상기 자석 실장면에 제1 방향으로 서로 연접하여 실장되는 복수의 고정자석;
제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되며, 일단은 상기 거더에 고정되고 반대편 타단에는 상기 계측눈금 상에 위치하는 계측바늘을 갖는 가동 계측바; 및
상기 가동 계측바에 설치되며, 내부에 변위식별자석이 제2 방향으로 이동 가능하게 실장된 식별 박스를 포함하는 변위 상태 식별부;를 포함하며,
상기 식별박스에 실장된 변위식별자석의 제2 방향 위치 식별을 위해 가늘고 긴 슬릿 형태의 위치 식별구멍이 상기 식별박스의 일 측벽에 형성되고,
상기 복수의 고정자석 중 하나와 변위식별자석이 제2 방향으로 동일 선상에 배치되되, 상기 고정자석과 변위식별자석의 서로 마주하는 면의 자극이 동일하여 상호 간 척력으로 변위식별자석이 식별박스 내에서 부양되는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치를 제공한다.
여기서, 상기 복수의 고정자석은 고정 계측자의 제1 방향 중앙에 위치하는 중심고정자석이 세기가 가장 약하고, 상기 중심고정자석에서 멀어질수록 자석의 세기가 점점 강해지도록 구성됨으로써, 거더의 교축 방향 변위가 클수록 고정자석과 변위식별자석 사이의 척력이 강하게 작용하여 상기 식별박스 내에서 변위식별자석이 더 높게 부양될 수 있다.
그리고 상기 식별구멍 주변에는 변위식별자석의 제2 방향 위치에 따라 거더의 교축 방향 변위 상태를 직관적으로 알 수 있도록 구간 별로 구분하여 상태안내문구가 표시될 수 있다.
이때, 상기 상태안내문구는 식별구멍의 길이 방향(제2 방향)에 대해 안전, 경고, 위험 구간으로 구분되어 표시될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 변위식별자석이 위험 구간에 진입했을 때 변위식별자석에 의해 스위치 턴 온(Switch Turn on)되어 거더의 교축 방향 변위가 위험한 상황임을 외부에 알리는 경고수단;을 더 포함할 수 있다.
바람직한 일례로서 상기 경고수단은, 변위식별자석에 의해 스위치 턴 온(Switch Turn on)되면 점등되는 광원을 포함한 광원모듈일 수 있다.
바람직한 다른 예로서 상기 경고수단은, 변위식별자석에 의해 스위치 턴 온(Switch Turn on)되면 내부 제어회로가 위험 신호를 생성하고, 제어회로가 생성한 위험신호를 무선 송신 가능한 형태로 변환 후 외부의 교량 감시 시스템에 무선으로 전송하는 통신 안테나를 실장한 통신모듈일 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치에 의하면, 교대 부착 방식으로서 직접 접근 없이도 안전한 위치에서 관리자가 육안(경우에 따라서는 망원경 이용)으로 온도 변화에 따른 거더의 교축 방향 신축 변위를 안전하면서도 쉽고 정확하게 측정할 수 있으며, 구성이 단순해 특별한 구조 변경 없이 기존 교량 구조물에 쉽게 적용 가능하다는 장점이 있다.
더욱이 본 발명은, 거더에 발생한 변위의 정확한 파악을 위해 가까운 거리에서 눈금 확인 전, 비교적 먼 거리에서도 식별 가능한 변위 상태 식별부를 통해 먼저 거더에 발생한 변위가 안전을 담보할 수 있는 허용 범위 내에서 일어나 변위인지, 아니면 허용 범위를 벗어나 안전에 위험을 초래할 수 있는 수준의 변위인지를 신속하게 인지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치의 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치의 분해 결합 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치를 정면에서 바라본 도면.
도 4는 본 발명이 교량에 설치된 모습을 예시한 도면.
도 5는 고정 계측자와 변위 상태 식별부 사이의 배치관계를 보여주기 위한 본 발명의 요부 확대 사시도.
도 6은 도 5를 정면에서 바라본 도면.
도 7은 5에 도시된 고정 계측자를 평면에서 바라본 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부 구조물 교축 방향 변위 측정장치의 작동 상태도.
도 9는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 요부 확대 정면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 이하 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치의 분해 사시도이며, 도 2는 결합 사시도이다. 그리고 도 3은 도 2에 도시된 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치를 정면에서 바라본 도면이며, 도 4는 본 발명이 교량에 설치된 모습을 예시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치(1)는, 교대(2) 상단에 위치한 거더(3)의 교축 방향(교량의 축방향) 변위를 측정하는 장치로서, 교대(2)의 상면에 설치되는 고정 계측자(10)를 포함한다. 고정 계측자(10)는 상기 교축 방향과 평행한 제1 방향으로 긴 막대형 구성일 수 있다.
고정 계측자(10)의 전면에는 제1 방향을 따라 균등 간격으로 계측눈금(102)이 형성된다. 그리고 고정 계측자(10)의 상면에는 복수의 고정자석(11)이 설치된다. 이를 위해 고정 계측자(10)의 상면에는 자석 실장면(100)이 형성되며, 이러한 자석 실장면(100)에 상기 복수의 고정자석(11)이 제1 방향으로 서로 연접하여 배열되도록 실장된다.
본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치(1)는 또한 가동 계측바(14)를 포함한다. 가동 계측바(14)는 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 길게 형성되며 단면이 원형 또는 다각인 막대(Bar 또는 Stick)형 구조일 수 있으며, 일단(도면상 상단)은 상기 거더(3)에 고정되고 반대편 타단(도면상 하단)은 상기 계측눈금(102) 상에 위치하는 계측바늘(142)을 구비할 수 있다.
가동 계측바(14)의 일단(도면상 상단)이 상기 거더(3)에 고정됨에 있어서는, 앵커볼트 방식으로 거더(3)에 고정되거나 거더(3) 측에 홀을 내어 여기에 가동 계측바(14)의 일단을 억지 끼움 방식으로 고정시키는 방식 등이 고려될 수 있으나 이에 국한되는 것은 아니며, 가동 계측바(14)의 일단을 거더 하부면에 견고하게 고정만 시키면 되므로 고정방식에 특별한 제한은 없다.
가동 계측바(14)의 하단부에는 변위 상태 식별부(16)가 구비된다. 변위 상태 식별부(16)는 거더(3)에 교축 방향으로 변위가 발생했을 때, 가까운 거리에서 계측눈금을 확인하여 정확한 변위량를 파악하기 전, 현재 변위된 정도가 어느 정도 수준, 예컨대 허용 가능한 범위 내 변위인지 위험 수준의 변위인지를 관리자가 멀리서도 육안으로 빠르게 식별할 수 있도록 관련 정보를 제공하는 역할을 한다.
변위 상태 식별부(16)는 내부에 실장공간(170)을 갖고 측벽에 식별구멍(162)이 형성된 식별박스(17)와 식별박스(17) 내부의 변위식별자석(18)을 포함한다. 변위식별자석(18)은 실장공간(170)에 제2 방향으로 이동 가능하게 실장될 수 있으며, 식별구멍(162)은 식별박스(17) 내 변위식별자석(18)의 제2 방향 위치 식별을 위한 것으로 가늘고 긴 슬릿 형태로 형성될 수 있다.
도 5는 고정 계측자와 변위 상태 식별부 사이의 배치관계를 보여주기 위한 본 발명의 요부 확대 사시도이고, 도 6은 도 5를 정면에서 바라본 도면이다. 그리고 도 7은 5에 도시된 고정 계측자를 평면에서 바라본 도면이다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 고정 계측자(10)의 상면에 실장된 고정자석(11)으로부터 상부로 소정 거리 이격되어 상기 변위 상태 식별부(16)가 배치된다. 바람직하게는, 식별박스(17)의 바닥(부호 생략) 측이 상기 고정자석(11)이 실장된 고정 계측자(10)의 상면과 소정의 거리(D)를 두고 대면하는 배치를 이루도록 고정 계측자(10)의 상부에 상기 변위 상태 식별부(16)가 배치될 수 있다.
자석 관점으로 보면, 고정 계측자(10)에 실장된 복수의 고정자석(11) 중 하나와 식별박스(17)에 실장된 상기 변위식별자석(18)이 제2 방향으로 동일 선상에 위치하도록 배치될 수 있다. 이때 두 자석(11, 18)이 서로 마주하는 면, 좀 더 구체적으로는 식별박스(17)의 상기 바닥 측을 사이에 두고 이격된 상태로 마주하는 고정자석(11) 면과 변위식별자석(18)의 면의 자극은 동일한 자극일 수 있다.
예를 들어, 변위식별자석(18)을 향하는 고정자석(11)의 면(도면상 상면)이 N극이면, 고정자석(11)을 향하는 변위식별자석(18)의 면(도면상 하면)도 N극일 수 있다. 물론, 이와는 반대로 변위식별자석(18)을 향하는 고정자석(11)의 면(도면상 상면)이 S극이면, 고정자석(11)을 향하는 변위식별자석(18)의 면(도면상 하면)도 S극이 위치하도록 구성될 수도 있다.
식별박스(17)의 상기 바닥 측을 사이에 두고 이격된 상태로 마주하는 고정자석(11) 면과 변위식별자석(18)의 면의 자극이 서로 동일함에 따라 두 자석 사이에는 서로를 밀어내려는 힘인 척력(斥力)이 작용한다. 이때 고정자석(11)은 고정요소인 고정 계측자(10)에 부착되어 있다. 때문에 식별박스(17) 내에 제2 방향으로 이동 가능하게 실장된 변위식별자석(18)만 위쪽으로 부양된다.
본 발명에서 제1 방향으로 연접 배열되는 복수의 고정자석(11) 중 고정 계측자(10)의 제1 방향 중앙에 위치하는 중심고정자석(11a)이 세기가 가장 약하다. 그리고 중심고정자석(11a)에서 멀어질수록 자석의 세기가 점점 강해진다. 다시 말해 자력이 가장 약한 중심고정자석(11a)의 좌측과 우측으로 중심고정자석(11a)과의 거리가 멀어질수록 자력이 더 강한 고정자석(11)이 배치된다.
이와 같은 구성에 의하면, 계측바늘(142)이 기준 위치(계측바늘(142)이 계측눈금(102) 중 '0'을 가리키는 위치로서 전술한 중심고정자석(11a)이 배치된 위치)에서 거더(3)에 발생한 수축 또는 신장 변위에 의해 가동 계측바(14)가 앞선 도 6을 기준으로 도면상 좌측 또는 우측으로 이동되면, 가동 계측바(14)에 구성된 변위 상태 식별부(16)도 함께 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동된다.
이때 변위 상태 식별부(16) 하방에 위치한 복수의 고정자석(11) 중 계측눈금이 '0'인 위치에 실장되는 중심고정자석(11a)이 자력이 가장 약하고 중심고정자석(11a)에서 좌측과 우측으로 멀어질수록 자력이 점점 더 강한 자석이 위치함으로써, 거더(3)의 수축 또는 신장 변위 폭이 클수록 그만큼 변위식별자석(18)에 더 강한 척력이 작용하여 변위식별자석(18)이 더 높이 부양된다.
위와 같은 거더(3) 신축 변위에 따른 식별박스(17) 내 영구자석의 위치(제2 방향 위치)는 제2 방향으로 형성되는 식별구멍(172)을 통해 육안으로 쉽게 확인할 수 있다. 여기서 변위식별자석(18)의 제2 방향 위치(식별박스 내에서 부양한 높이)에 따라 거더(3)의 교축 방향 변위 상태를 관리자가 직관적으로 알 수 있도록, 식별구멍(172) 주변에 구간 별로 나뉘어 상태안내문구(174)가 표시될 수도 있다.
상태안내문구(174)는 예를 들어, 도 6과 같이 식별구멍(172)의 길이 방향(제2 방향)에 대해 안전, 경고, 위험 구간으로 구분되어 표시될 수 있으며, 이 경우 관리자는 현재 거더(3)에 발생한 수축 또는 신장 변위가 안전에 지장을 초래하지 않는 허용 범위 내에서 일어난 변위인지 위험 수준의 변위인지를 변위식별자석(18)의 위치(식별박스 내 제2 방향 위치)를 통해 신속히 파악할 수 있다.
이하 본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치의 설치 및 설치된 측정장치를 이용한 교량 상부구조물, 즉 거더의 변위 측정에 대해 간단히 살펴보기로 한다.
앞선 도 4를 다시 참조하면, 먼저 장치 설치에 있어서는 고정 계측자(10)를 교대(2)의 상면에 고정시킨다. 좀 더 구체적으로는, 계측눈금(102)을 갖는 고정 계측자(10)의 전면이 교량 구조물을 측면에서 봤을 때 외부에 노출되도록 교대(2) 상면에 고정 계측자(10)를 설치한다. 이때 앵커볼트 등을 이용하면 교대(2) 상면에 고정 계측자(10)를 견고하게 부착 고정시킬 수 있다.
다음, 가동 계측바(14)의 일단(상단)은 거더(3)의 하부면에 고정시키고, 반대편 타단(하단)의 계측바늘(142)이 상기 계측눈금(102)을 가리키도록 가동 계측바(14)를 설치한다. 바람직하게는, 가동 계측바(14) 하단의 계측바늘(142)이 가동 계측자(10)의 계측눈금(102) 중 '0'을 가리키도록 위치를 설정하여 해당 위치에 고정시키는 것으로 장치 설치는 쉽고 빠르게 완료될 수 있다.
이처럼 설치된 본 발명의 실시 예는, 온도 변화에 따라 소정의 범위에서 수축 또는 신장되는 거더(3)에 가동 계측바(14)가 설치됨으로써, 거더(3)에 교축 방향 변위 발생 시 함께 움직이는 가동 계측바(14)의 계측바늘(142)이 가리키는 고정 계측자(10)의 계측눈금(102)을 읽어 내는 것으로 거더(3)에 발생한 변위의 종류(신장/수축 변위) 및 얼마나 변위가 일어났는지 신속 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 본 발명은 고정 계측자(10)에 복수의 고정자석(11)이 실장되되, 고정자석(11)은 중심고정자석(11a)을 기준으로 좌/우측으로 갈수록 세기 증가하고, 가동 계측바(14)의 변위 상태 식별부(16)에는 고정자석(11)과 동극이 서로 마주하도록 변위식별자석(18)이 제2 방향으로 이동 가능하게 배치됨으로써, 거더(3)에 발생된 변위의 양에 따라 변위식별자석(18)의 제2 방향 위치가 달라질 수 있다.
이에 따라, 거더(3)의 변위 측정을 위한 정확한 눈금(계측바늘이 가리키는 계측눈금)을 확인하기 전 변위 상태 식별부(16)를 통해 변위식별자석(18)의 제2 방향 위치를 육안으로 먼저 확인함으로써, 현재 발생한 변위가 안전에 문제가 없는 허용 범위 내에서 일어난 변위인지, 아니면 허용 범위를 벗어나 위험을 초래할 수 있는 수준의 변위인지를 먼저 빠르게 알 수 있다.
예를 들어 도 8의 작동 상태도와 같이, 거더(3)에 발생한 수축 변위가 허용 범위 이내이면 변위식별자석(18)이 해당 위치의 고정자석(11)과의 척력으로 안전 구간에 위치하고, 허용 범위를 초과하면 더 강하게 작용하는 척력에 의해 변위식별자석(18)이 더욱 부양하여 경고나 위험 구간에 위치하게 됨으로써, 정확한 변위량 확인 전 어느 정도 수준의 변위인지를 먼저 파악할 수 있는 것이다.
관리자가 직접 교대 상단에 접근하여 줄자로 계측하는 종래 재래식 계측 방식은 비용이 저렴하면서도 빠른 계측이 가능하다는 장점은 있다. 그러나 계측 정밀도가 떨어져 교량 변위 관리가 체계적이고 효율적으로 이루어지지 못하는 단점이 있으며, 더하여 관리자가 교대 상단에 직접 접근해야 하기 때문에 위험하면서도 편리성이 떨어지는 단점이 있다.
이에 반해, 본 발명의 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치는, 교대 부착 방식으로서 직접 접근 없이도 안전한 위치에서 관리자가 육안(경우에 따라서는 망원경 이용)으로 온도 변화에 따른 거더의 교축 방향 신축 변위를 안전하면서도 쉽고 정확하게 측정할 수 있으며, 구성이 단순하여 특별한 구조 변경 없이 기존 교량 구조물에 쉽게 적용 가능하다는 장점이 있다.
더욱이 본 발명은, 거더에 발생한 변위의 정확한 파악을 위해 가까운 거리에서 눈금 확인 전, 비교적 먼 거리에서도 식별 가능한 변위 상태 식별부를 통해 먼저 거더에 발생한 변위가 안전을 담보할 수 있는 허용 범위 내에서 일어나 변위인지, 아니면 허용 범위를 벗어나 안전에 위험을 초래할 수 있는 수준의 변위인지를 신속하게 인지할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 요부 확대 정면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치(1)는 전술한 일 실시 예에 따른 측정장치의 구성에 더하여, 변위식별자석(18)이 위험 구간에 진입했을 때 변위식별자석(18)에 의해 스위치(190)가 턴 온(Turn on)되어 거더(3)의 교축 방향 변위가 위험한 상황임을 외부에 알리는 경고수단(19)을 더 포함할 수 있다.
여기서 경고수단(19)은 바람직하게, 위험 구간에 진입한 변위식별자석(18)에 의해 스위치(190)가 턴 온되면 점등되는 광원(192)을 포함하는 광원모듈(19a)일 수 있으며, 변위식별자석(18)에 의해 스위치 턴 온 되면 내부 제어회로가 위험 신호를 생성하고, 해당 위험신호를 무선 송신 가능한 형태로 변환 후 외부의 교량 감시 시스템에 무선으로 전송하는 통신 안테나를 실장한 통신모듈(19b)일 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시 예는, 온도 변화에 따라 거더에 발생한 신축 변위가 안전을 위해 설정된 허용 변위 범위를 벗어나 위험 구간에 진입하면, 변위식별자석이 상승하여 스위치를 턴 온 시키고 이에 따라 경고수단이 즉시 작동됨으로써, 거더에 허용 범위를 벗어난 수축이나 신장 변위가 발생했을 때 관리자가 신속히 인지하고 빠르게 대응을 할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 변위 측정장치 2 : 교대
3 : 거더 10 : 고정 계측자
11 : 고정자석 11a : 고정중심자석
14 : 가동 계측바 16 : 변위 상태 식별부
17 : 식별박스 18 : 변위식별자석
19 : 경고수단 19a : 광원모듈
19b : 통신모듈 100 : 자석 실장면
102 : 계측눈금 142 : 계측바늘
170 : 실장공간 172 : 식별구멍
174 : 상태안내문구 190 : 스위치
192 : 광원

Claims (7)

  1. 교대(橋臺)에 대한 거더의 교축 방향(교량의 축방향) 변위를 측정하는 장치로서,
    상기 교대의 상면에 설치되며, 전면에 상기 교축 방향과 평행한 제1 방향으로 계측눈금이 형성되고 상면에 자석 실장면을 구비하는 고정 계측자;
    고정 계측자의 상기 자석 실장면에 제1 방향으로 서로 연접하여 실장되는 복수의 고정자석;
    제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되며, 일단은 상기 거더에 고정되고 반대편 타단에는 상기 계측눈금 상에 위치하는 계측바늘을 갖는 가동 계측바; 및
    상기 가동 계측바에 설치되며, 내부에 변위식별자석이 제2 방향으로 이동 가능하게 실장된 식별 박스를 포함하는 변위 상태 식별부;를 포함하며,
    상기 식별 박스에 실장된 변위식별자석의 제2 방향 위치 식별을 위한 슬릿 형태의 위치 식별구멍이 상기 식별 박스의 일 측벽에 형성되고,
    상기 복수의 고정자석 중 하나와 변위식별자석이 제2 방향으로 동일 선상에 배치되되, 상기 고정자석과 변위식별자석의 서로 마주하는 면의 자극이 동일하여 상호 간 척력으로 변위식별자석이 식별박스 내에서 부양되며,
    상기 복수의 고정자석은 고정 계측자의 제1 방향 중앙에 위치하는 중심고정자석이 세기가 가장 약하고, 상기 중심고정자석에서 멀어질수록 자석의 세기가 점점 강해지는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별구멍 주변에는 변위식별자석의 제2 방향 위치에 따라 거더의 교축 방향 변위 상태를 직관적으로 알 수 있도록 구간 별로 구분하여 상태안내문구가 표시된 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상태안내문구는 식별구멍의 길이 방향(제2 방향)에 대해 안전, 경고, 위험 구간으로 구분되어 표시되는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 변위식별자석이 위험 구간에 진입했을 때 변위식별자석에 의해 스위치가 턴 온(Turn on) 되어 거더의 교축 방향 변위가 위험한 상황임을 외부에 알리는 경고수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 경고수단은,
    변위식별자석에 의해 스위치가 턴 온 되면 점등되는 광원을 포함한 광원모듈인 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 경고수단은,
    변위식별자석에 의해 스위치가 턴 온 되면 내부 제어회로가 위험 신호를 생성하고, 제어회로가 생성한 위험신호를 무선 송신 가능한 형태로 변환 후 외부의 교량 감시 시스템에 무선으로 전송하는 통신 안테나를 실장한 통신모듈인 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물 교축 방향 변위 측정장치.
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