KR20030029252A - 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동계측방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법 및 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 외부긴장재를 이용하여 교량의 내하력을 증강시키는 경우에 현장에서 교량의 긴장력 도입량 및 주형 중앙부의 처짐과 응력을 정량적으로 계측하여 이를 확인 평가할 수 있는 교량거동 계측방법 및 장치에 관한 것이다.

따라서, 주형의 측면 양단에 브라켓을 통해 정착장치를 장착하고, 상기 양단 정착장치의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선을 장착하여 주형을 긴장시키는 외부긴장재 보강공법을 수행함에 있어서, 상기 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치와 그 주위에 주형의 긴장력을 직접 계측할 수 있도록 긴장력 계측장치를 장착하는 단계와, 상기 주형 중앙부에 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로 계측할 수 있도록 정량적 계측장치를 장착하는 단계와, 상기 긴장력 계측장치와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 변환부로 송신하여 이를 수치신호로 변환하는 단계와, 상기 변환부로부터 송신되는 수치신호를 주 제어부에서 송신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 단계로 이루어진 방법을 특징으로 한다.

또한, 측면 양단에 브라켓을 통해 정착장치가 장착되고, 상기 양단 정착장치의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선을 장착되어 있는 교량의 주형에 있어서, 상기 측명 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치와 그 주위에 장착된 긴장력 계측장치와, 상기 주형 중앙부에 장착되어 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로계측하는 정량적 계측장치와, 상기 긴장력 계측장치와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 수치신호로 변환하는 변환부, 및 상기 변환부로부터 송신되는 수치신호를 송신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 주 제어부로 구성된 장치를 특징으로 한다.

Description

교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법 및 장치{For the use of external prestressing method, a method of measurement for movement of bridge and the apparatus}

본 발명은 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법 및 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 외부긴장재를 이용하여 교량의 내하력을 증강시키는 경우에 현장에서 교량의 긴장력 도입량 및 주형 중앙부의 처짐과 응력을 정량적으로 계측하여 이를 확인 평가할 수 있는 교량거동 계측방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량이라 함은, 하천, 계곡, 움푹 꺼진 땅 등을 넘기 위하여 만들어지는 각종 구조물을 총칭하는 것이다.

이에 현재 시공되어 사용중인 교량은, 많은 차량의 통행과 과적차량의 이동으로 인하여 급격히 손상됨으로서, 교량의 유지관리 측면에서 심각한 문제로 대두되고 있다. 따라서 상기와 같이 내하력이 저하된 교량에 대한 보강의 필요성이 증대되고 있으며, 대표적인 보강방법으로는 외부긴장재 도입공법(External prestressing method)이 널리 사용되고 있다.

상기 외부긴장재 도입공법은, 교량의 교축방향을 따라 설치한 인장재(강연선)를 인장함으로서 교량의 압축력을 도입하여 효과적으로 교량의 내하력을 증진시킬 수 있는 공법이다.

특히 상기 공법은 여러 가지가 있는데, 측면에서 강연선을 곡률 배치시켜 정착시키는 공법으로는, 지압지지 정착장치를 이용한 공법과 마찰지지 정착장치를 이용한 공법 등이 있다.

또한 하단에서 정착시키는 공법으로는, 직선배치로 지압지지 정착장치를 이용한 공법과, 가설공 및 앵커볼트를 이용한 전단지지 정착장치를 이용한 공법 등이 있다.

그러나, 기존의 공법들을 현장에 적용하는 경우에는, 단지 정착장치를 구성하는 유압잭에 의해 긴장력을 도입하고 있으나, 이때 긴장력의 도입량을 정량적으로 평가할 수 없음에 따라서, 정밀한 교량보강을 할 수 없는 문제점을 가지고 있었다.

또한 긴장력의 도입 후 발생하는 압축응력 손실량을 고려하지 않음에 따라 충분한 보강이 이루어지지 않게 되는 문제점도 가지고 있었다.

또 긴장력의 도입방법은 개별적인 각 주형별로 인장을 실시하기 때문에 전체교량의 구조거동을 종합적으로 파악할 수 없어 교량 전체의 보강에 많은 문제점을 가지고 있었다.

이에, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 외부긴장재 도입공법을 적용하여 교량을 내하력을 향상시키는 공정을 수행함에 있어서, 현장에서 교량의 긴장력 도입량 및 주형 중앙부의 처짐과 응력을 정량적으로 계측하여 이를 확인 평가할 수 있는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법 및 장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 긴장력의 도입후 발생되는 압축응력의 손실량을 계측하여 이를 확인할 수 있는 목적도 가지는 것이다.

또 긴장력의 도입방법을 주형들에 전체적으로 적용시켜 이를 종합 분석함으로서, 전체교량의 구조거동을 종합적으로 파악할 수 있는 목적도 가지는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주형의 측면 양단에 브라켓을 통해 정착장치를 장착하고, 상기 양단 정착장치의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선을 장착하여 주형을 긴장시키는 외부긴장재 보강공법을 수행함에 있어서, 상기 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치와 그 주위에 주형의 긴장력을 직접 계측할 수 있도록 긴장력 계측장치를 장착하는 단계와, 상기 주형 중앙부에 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로 계측할 수 있도록 정량적 계측장치를 장착하는 단계와, 상기 긴장력 계측장치와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 변환부로 송신하여 이를 수치신호로 변환하는 단계와, 상기 변환부로부터 송신되는 수치신호를 주 제어부에서 송신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 단계로 이루어진 방법을 특징으로 한다.

또한, 측면 양단에 브라켓을 통해 정착장치가 장착되고, 상기 양단 정착장치의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선을 장착되어 있는 교량의 주형에 있어서, 상기 측명 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치와 그 주위에 장착된 긴장력 계측장치와, 상기 주형 중앙부에 장착되어 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로 계측하는 정량적 계측장치와, 상기 긴장력 계측장치와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 수치신호로 변환하는 변환부, 및 상기 변환부로부터 송신되는 수치신호를 송신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 주 제어부로 구성된 장치를 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 계측장치를 나타낸 전체 구성도.

도 2는 도 1의 A부 확대도.

도 3은 도 1의 B부 확대도.

도 4는 본 발명의 계측장치가 복수로 장착된 상태를 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명의 계측방법을 나나낸 블록도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정착장치

2 : 브라켓

3 : 강연선

4 : 긴장력 계측장치

41 : 하중계

42 : 강재 변형률계

43 : 콘크리트 변형률계

5 : 정량적 계측장치

51 : 콘크리트 변형률계

52 : 변위부

6 : 변환부

7 : 주 제어부

8 : 교량거동 판독부

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 계측장치의 구성을 나타낸 것으로서, 먼저 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

측면 양단에 브라켓(2)을 통해 정착장치(1)가 장착되고, 상기 양단 정착장치(1)의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선(3)을 장착되어 있는 교량의 주형에 있어서;

상기 측면 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치(1) 및 그 주위에 장착되어 있는 긴장력 계측장치(4)와, 상기 주형 중앙부에 장착되어 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로 계측하는 정량적 계측장치(5)와, 상기 긴장력 계측장치와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 수신받아 이를 수치신호로 변환하는 변환부(6), 및 상기 변환부(6)로부터 송신되는 수치신호를 수신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 주 제어부(7)로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

특히, 상기 주 제어부(7)에는 디스플레이 장치(71)와 경보장치(72)가 장착되는 것이다.

도 2는 도 1의 A부 확대도로서 상기 긴장력 계측장치(4)는, 정착장치(1)에 장착되며 강연선(3)과 연결되어 있는 하중계(41)와, 상기 정착장치(1)가 고정되는 브라켓(2)에 장착된 강재변형률계(42)와, 주형측면 양단의 콘크리트상에 설치되는 콘크리트 변형률계(43)로 구성된다.

따라서, 상기 하중계(41)는, 주형에 영향을 주는 도입 긴장력을 측정함은 물론, 시간의 경과에 따른 손실량을 측정하는 계측수단이다.

상기 강재 변형률계(42)는, 강재 브라켓(2)에서 발생하는 응력과 용접부의 응력을 측정하는 계측수단이다.

상기 콘크리트 변형률계(43)는, 상기 브라켓(2) 주변인 단부의 콘크리트 응력을 측정하는 계측수단이다.

도 3은 도 1의 B부 확대도로서, 상기 정량적 계측장치(5)는 주형 중앙부의 하부에 각각 장착되는 것으로서, 콘크리트 변형률계(51)와 변위계(52)로 구성된다.

따라서, 상기 콘크리트 변형률계(51)는, 긴장력 도입으로 인하여 영향을 받는 주형 중앙부의 콘크리트 응력을 측정하는 계측 수단이다.

그리고 상기 변위계(52)는, 긴장력 도입으로 인하여 영향을 받는 주형 중앙부의 상향 솟음량(이동변위)를 측정하는 계측수단이다.

도 4는 본 발명의 계측장치가 복수로 장착된 상태를 나타낸 것으로서, 상기와 같이 정량적 계측장치(5)와 변환부(6) 및 주 제어부(7)로 구성된 계측장치를 다수의 교량빔(21)에 복수로 설치한 것이다.

상기 계측장치가 다수의 교량빔(21)에 복수로 설치되어 있으며; 상기 계측장치들을 구성하는 각각의 주 제어부(7)는, 각기 주 제어부(7)들에서 판독 처리된 데이터를 종합 수신하여 교량거동을 실시간으로 판독 확인할 수 있도록 교량거동 판독부(8)와 연결 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

따라서 상기와 같이 구성된 계측장치를 통해 본 발명의 계측방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 주형의 측면 양단에 브라켓(2)을 통해 정착장치(1)를 장착하고, 상기 양단 정착장치(1)의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선(3)을 장착하여 주형을 긴장시키는 외부긴장재 보강공법을 수행함에 있어서, 먼저, 상기 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치(1)와 그 주위에 주형의 긴장력을 직접 계측할 수 있도록 긴장력 계측장치를 장착하는 단계(100)가 진행된다.

다음 상기 주형 중앙부에 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로 계측할 수 있도록 정량적 계측장치(5)를 장착하는 단계(101)가 진행된다.

그 후 상기 긴장력 계측장치(4)와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 변환부(6)로 송신하여 이를 수치신호로 변환하는 단계(102)가 진행된 후, 상기 변환부(7)로부터 송신되는 수치신호를 주 제어부에서 송신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 단계(103)가 진행되는 것이다.

특히 상기와 같이 이루어진 계측방법을 교량을 구성하는 다수 주형들에서 동시에 수행하여 전체 교량의 구조거동을 파악할 수도 있는 것이다.

상기 긴장력 계측장치의 설치단계(100)에서는, 도입긴장력을 측정하고 시간에 따른 손실량을 측정할 수 있도록 하중계(41)를 상기 강연선과 연결되게 정착장치(1)에 장착하고, 강재 브라켓(2)에서 발생하는 응력과 용접부의 응력을 측절할 수 있도록 강재변형률계를 상기 브라켓(2)에 장착하며, 상기 브라켓(2) 주변인 단부의 콘크리트 응력을 측정할 수 있도록 콘크리트 변형률계(42)들 주형 측면 양단의 콘크리트상에 설치하는 것이다.

상기 정량적 계측장치 장착단계(101)에서는, 긴장력 도입에 의한 주형중앙부의 콘크리트 응력을 측정할 수 있도록 콘크리트 변형률계(51)를 장착하고, 긴장력 도입에 의한 주형중앙부의 상향 솟음량을 측정할 수 있도록 변위계(52)를 장착하는 것이다.

한편, 상기 교량상태 판독단계(103)에서는, 변형률과 변위 및 긴장력의 상,하한 범위를 설정하여 계측된 데이터 비교한 후 교량의 이상유무를 판독하는 것이다. 또한 상기 교량상태 판독단계(103)에서 이상이 발생될 경우에는 경보가 발생되는 것이다.

그리고 상기 변환부로부터 수신되는 수치신호는 주 제어부를 통해 실시간으로 디스플레이 될 수 있는 것이다.

또한 상기 각 계측장치와 변환부 및 주 제어부간에는 무선으로 데이터가 송신되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 외부긴장재 도입공법의 적용함에 있어, 현장에서 교량의 긴장력 도입량 및 주형 중앙부의 처짐과 응력을 정량적으로 계측함으로서, 교량의 정밀하고 안정된 보강을 수행할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한 긴장력의 도입후 발생되는 압축응력의 손실량을 계측하여 이를 확인함으로서, 손실량의 비 확인으로 인하여 발생되는 교량의 보강력 저하를 방지할 수 있는 효과도 있다.

또 긴장력의 도입방법을 주형들에 전체적으로 적용시켜 이를 종합 분석하여 전체교량의 구조거동을 종합적으로 파악함으로서, 체계적이고 정량적인 현장관리를 수행할 수 있는 효과도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (13)

1. 주형의 측면 양단에 브라켓을 통해 정착장치를 장착하고, 상기 양단 정착장치의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선을 장착하여 주형을 긴장시키는 외부긴장재 보강공법을 수행함에 있어서,

   상기 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치와 그 주위에 주형의 긴장력을 직접 계측할 수 있도록 긴장력 계측장치를 장착하는 단계(100)와,

   상기 주형 중앙부에 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로 계측할 수 있도록 정량적 계측장치를 장착하는 단계(101)와,

   상기 긴장력 계측장치와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 변환부로 송신하여 이를 수치신호로 변환하는 단계(102)와,

   상기 변환부로부터 송신되는 수치신호를 주 제어부에서 송신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 단계(103)로 이루어짐을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기와 같이 이루어진 계측방법을 교량을 구성하는 다수 주형들에서 동시에 수행하여 전체 교량의 구조거동을 파악함을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 긴장력 계측장치의 설치단계(100)에서는, 도입긴장력을 측정하고 시간에 따른 손실량을 측정할 수 있도록 하중계를 상기 강연선과 연결되게 정착장치에 장착하고, 강재 브라켓에서 발생하는 응력과 용접부의 응력을 측절할 수 있도록 강재변형률계를 상기 브라켓에 장착하며, 상기 브라켓 주변인 단부의 콘크리트 응력을 측정할 수 있도록 콘크리트 변형률계들 주형측면 양단의 콘크리트상에 설치함을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 정량적 계측장치 장착단계(101)에서는, 긴장력 도입에 의한 주형중앙부의 콘크리트 응력을 측정할 수 있도록 콘크리트 변형률계를 장착하고, 긴장력 도입에 의한 주형중앙부의 상향 솟음량을 측정할 수 있도록 변위계를 장착함을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 교량상태 판독단계(103)에서는, 변형률과 변위 및 긴장력의 상,하한 범위를 설정하여 계측된 데이터 비교한 후 교량의 이상유무를 판독함을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 교량상태 판독단계(103)에서 이상이 발생될 경우에는 경보가 발생됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 변환부로부터 수신되는 수치신호는 주 제어부를 통해 실시간으로 디스플레이 됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 각 계측장치와 변환부 및 주 제어부간에는 무선으로 데이터가 송신됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측방법.
9. 측면 양단에 브라켓(2)을 통해 정착장치(1)가 장착되고, 상기 양단 정착장치(1)의 사이에는 주형을 긴장시키는 강연선(3)을 장착되어 있는 교량의 주형에 있어서,

   상기 측명 양단에 한 쌍을 이루어 장착된 정착장치와 그 주위에 장착된 긴장력 계측장치(4)와,

   상기 주형 중앙부에 장착되어 정착장치의 긴장력 도입효과을 정량적으로 계측하는 정량적 계측장치(5)와,

   상기 긴장력 계측장치와 정량적 계측장치에서 계측된 전기적 신호를 수치신호로 변환하는 변환부(6), 및

   상기 변환부로부터 송신되는 수치신호를 송신받아 데이터를 확인 저장하여 교량상태를 판독하는 주 제어부(7)로 구성됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재도입공법의 적용시 교량거동 계측장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 긴장력 계측장치(4)는, 도입 긴장력을 측정하고 시간에 따른 손실량을 측정할 수 있도록 상기 강연선(3)과 연결되게 정착장치(1)에 장착된 하중계(41)와, 강재 브라켓(2)에서 발생하는 응력과 용접부의 응력을 측정할 수 있도록 상기 브라켓에 장착된 강재변형률계(42)와, 상기 브라켓 주변인 단부의 콘크리트 응력을 측정할 수 있도록 주형측면 양단의 콘크리트상에 설치되는 콘크리트 변형률계(43)로 구성됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 적용시 교량거동 계측장치.
11. 제 9항에 있어서, 상기 정량적 계측장치(5)는, 긴장력 도입에 의한 주형 중앙부의 콘크리트 응력을 측정하는 콘크리트 변형률계(51)와, 긴장력 도입에 의한 주형 중앙부의 상향 솟음량을 측정하는 변위계(52)로 구성됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 교량거동 계측장치.
12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측장치가 다수의 주형에 장착되어 각각의 제어장치를 구성하는 주 제어부(7)들이 단일의 교량거동 판독부(8)와 연결됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 교량거동 계측장치.
13. 제 9항에 있어서, 상기 주 제어부(7)에는 디스플레이 장치(71)와 경보장치(72)가 추가 장착됨을 특징으로 하는 교량빔의 외부긴장재 도입공법의 교량거동 계측장치.