KR20050072287A - 이동식 교량세굴 조사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교량의 상부에서 교량 하부 지반의 세굴 상태 또는 교각 및 기초의 손상 상태를 조사하기 위한 세굴 조사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업원이 배를 타거나 교량 하부까지 직접 내려가지 않고도 교량의 상부에서 원격제어기를 조정함으로써 세굴 측정 센서나 수중 영상 장치를 교량 하부의 조사 지점까지 자동으로 접근시켜 간편하고 안전하게 교량 하부 지반의 세굴 상태를 조사할 수 있는 세굴 조사 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 세굴 조사 장치는 기존의 방식과는 달리 교량의 상부에서 직접 교량 하부 지반의 세굴 조사를 함으로써 신속한 작업을 가능하게 하여 작업의 효율성을 향상시키고, 작업의 안정성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 정확한 세굴심도의 조사를 가능하게 한다.

Description

이동식 교량세굴 조사장치{MOVABLE BRIDGE SCOUR MONITORING DEVICE}
본 발명은 교량의 상부에서 교량 하부 지반의 세굴 상태 또는 교각 및 기초의 손상 상태를 조사하기 위한 세굴 조사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업원이 배를 타거나 교량 하부까지 직접 내려가지 않고도 교량의 상부에서 원격제어기를 조정함으로써 세굴 측정 센서나 수중 영상 장치를 교량 하부의 조사 지점까지 자동으로 접근시켜 간편하고 안전하게 교량 하부 지반의 세굴 상태를 조사할 수 있는 세굴 조사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 교량 하부 지반의 세굴로 인한 교량의 피해를 줄이기 위해서는 교량 하부 구조에 대한 지속적인 유지 관리가 필요하며 이를 통해 세굴의 진행 상태와 교량의 건전도를 정확히 조사하고 평가해야 한다.
기존의 교대나 교량의 세굴 상태의 조사는, 도 1a와 같이 작업원이 교량 하부로 내려가 수심 측정 막대기(sounding pole)로 직접 세굴 상태를 측정하거나, 도 1b와 같이 보트를 타고 세굴 심도를 조사하는 등의 기초적인 방법으로 수행되어 왔다.
그러나, 이와 같은 방법은 기상 상태나 지형 조건에 따라 ⅰ)작업이 어렵고 작업속도가 느리며, 또한 ⅱ)정확한 세굴심을 측정하기가 곤란할 뿐만 아니라 ⅲ)작업의 안전성도 결여되어 있다.
또한, 기존 교량 세굴 조사 방법 중, 수면 아래의 세굴 상태를 조사하는 방법에는 도 1c와 같이 잠수부를 이용하는 방법이 있다. 이러한 방법은 상당히 정밀한 세굴 상태나 교각의 파손 상태를 조사할 수 있으나, ⅰ)유속이 빠를 경우 조사가 어려우며, ⅱ)작업시 잠수부의 안전에 위험을 초래할 수 있고, ⅲ)세굴 상태를 조사하기 위한 작업 시간이 길고, ⅳ)조사 비용이 상대적으로 많이 드는 단점이 있다.
따라서, 앞서 언급한 바와 같은 종래의 세굴 조사 방법의 문제점을 개선할 수 있는 새로운 교량 세굴 조사 장치의 개발이 절실히 요청된다.
본 발명의 목적은 조사의 간편성을 확보하여 안전하게 세굴 심도를 측정할 수 있는 세굴 조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 교량의 종류, 규모, 수리 및 수문 특성, 주변 지형 상태나 기후 상태에 상관없이 간편하고 안전하게 교량의 세굴 조사를 할 수 있는 세굴 조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조사 범위를 다각화하고 적어도 두 개 이상의 측정 장치를 이용하여 부정확한 세굴 심도를 개선하고, 신속하게 세굴 심도를 측정할 수 있는 세굴 조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 측정 장치 또는 센서를 자유로이 교체하여 교각 근처의 국부적인 세굴 조사와 함께 교량 주변의 광범위한 부분까지 세굴 조사를 할 수 있는 세굴 조사 장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적은, 교량의 상부에서 교량 하부 지반의 세굴 상태 또는 교각 및 기초의 손상 상태를 조사하기 위함으로서, 상판과 하판으로 구성되는 본체와, 상기 본체의 상판에 장착되는 수평이송부로서, 일정 간격으로 홈이 파여 있는 수평부와, 상기 수평부의 홈과 서로 맞물리는 제 1 기어와, 상기 수평부를 전후로 이동시키도록 상기 제 1 기어를 구동하는 제 1 모터를 구비하는 수평이송부와, 상기 수평이송부의 수평부의 단부에 장착되는 수직이송부로서, 그 하부에 적어도 하나의 측정 장치가 장착되는 장착대를 포함하는 일정 간격으로 홈이 파여 있는 수직봉과, 상기 수직봉의 홈과 서로 맞물리는 제 2 기어와, 상기 수직봉을 상하로 이동시키도록 상기 제 2 기어를 구동하는 제 2 모터를 구비하는 수직이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 세굴 조사 장치는 상기 수평이송부의 수평부에 연결되는 제 3 기어와, 상기 제 3 기어와 맞물리는 워엄기어와, 상기 수평이송부가 회전하도록 상기 워엄기어를 구동하는 제 3 모터를 구비하는 회전이송부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 상기 수직봉의 측정 장치 장착대에는 각각 초음파 센서와 수중 카메라가 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 세굴 조사 장치의 본체의 상판과 하판은 적어도 세 개의 골격부에 의해 연결되고, 상기 본체의 하판의 하부에는 이동 바퀴와 상기 이동 바퀴를 구동하기 위한 구동 장치가 장착될 수 있다.
그리고, 상기 수평이송부의 제 1 모터, 상기 수직이송부의 제 2 모터 및 상기 회전이송부의 제 3 모터는 상기 상판에 장착되는 원격제어기에 연결되어, 원격으로 제어된다.
또한, 상기 수직이송부의 수직봉의 일단부는 암나사 형태로 구성되고 타단부는 수나사 형태로 구성되어, 상기 제 2 모터에 의해 상기 수직봉이 교량 하부로 강하함에 따라 그 상부에서 나사 체결에 의해 차례로 연결된다.
본 발명에 따른 세굴 조사 장치의 본체, 상기 수평이송부의 수평부 및 상기 수직이송부의 수직봉은 알루미늄 또는 스테인레스로 구성되고, 상기 본체의 하판의 상부에는 세굴 조사 장치의 균형을 잡기 위한 균형추가 장착되는 것이 바람직하다.
지금부터 단지 예시로서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치(20)의 측면도와 평면도를 각각 나타낸다. 전체적으로 본 발명에 따른 세굴 조사 장치는 본체, 수평이송부, 수직이송부 및 회전이송부로 구성된다. 우선 본체는 상판(24), 하판(23) 및 상판(24)과 하판(23)을 연결하는 골격부(30)로 구성된다. 또한, 수평이송부는 수평부(21), 수평부(21)의 홈(33)과 맞물리는 제 1기어(32) 및 제 1기어(32)를 구동하는 제 1모터(31)로 구성되고, 수직이송부는 수직봉(22), 수직봉(22)의 홈(33')과 맞물리는 제 2기어(35) 및 제 2 기어(35)를 구동하는 제 2모터(34)로 구성된다. 회전이송부는 수평이송부의 수평부(21)에 연결되는 제 3 기어(41), 제 3기어(41)와 맞물리는 워엄기어(42) 및 워엄기어(42)를 구동하는 제 3모터(43)로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치(20)의 본체의 하판(23) 하부에는 이동 바퀴(25)가 장착되고, 도시되지는 않았지만 바퀴(25)를 구동하는 구동장치가 설치될 수 있다. 또한, 세굴 조사 장치(20)의 전체 균형을 잡기 위하여 도시되지는 않았지만 본체 하판(23) 상부에는 균형추가 위치할 수 있다.
수평이송부는 수평부(21)를 관측하고자 하는 교량의 전후로 이동시키는 역할을 한다. 도 2a에 도시된 바와 같이 수평이송부의 수평부(21)는 본체의 상판(24)에 설치된다. 이제 도 3a을 참조하면, 수평이송부의 수평부(21)의 일부에는 일정 간격으로 홈(33)이 파여 있으며, 제 1 기어(32)가 수평부(21)의 홈과 서로 맞물리는 구조를 갖는다. 제 1 기어(32)는 다시 제 1 모터(31)에 연결되어 있으며, 제 1 모터(31)가 구동되면 제 1 기어(32)가 회전하게 된다. 이와 같은 구조에 따라서, 제 1 모터(31)가 구동되면 수평이송부의 수평부(21)가 전후로 이동할 수 있다.
수평이송부의 수평부(21)는 도 2a에 도시된 바와 같이 두 개의 봉과 이를 연결하는 연결봉(28)으로 구성할 수도 있으나, 여러 개의 봉, 구체적으로 세 개의 봉이 연결봉(28)에 의해 연결될 수도 있으며, 단지 하나의 봉으로 구성될 수도 있다. 앞서 언급한 바와 같이 수평부(21)를 구성하는 봉 중 어느 하나에는 도 3a에 도시된 바와 같이 제 1 기어(32)와 맞물리는 홈(33)을 갖는다.
수직이송부는 수평이송부의 수평부(21)의 단부에 장착된다. 도 2a에 도시된 바와 같이 수평부(21)의 단부에 우선 수직봉 이동 보조대(27)가 장착되고, 상기 보조대(27)를 관통하여 수직봉(22)이 위치한다. 도 3b에 도시된 바와 같이 수직봉(22)에는 제 2 기어(35)와 맞물리는 일정 간격의 홈(33')이 파여 있으며, 제 2 모터(34)가 구동함에 따라 교량의 상하로 이동된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수직이송부의 구동 원리는 앞서 설명한 수평이송부의 구동 원리와 유사하므로 더 이상의 설명을 생략한다.
수직이송부의 수직봉(22)의 하부에는 각종 측정장치가 장착될 수 있는 장착대(50, 51)가 설치된다. 본 실시예에서 장착대(50)에는 수중카메라가 설치되고, 장착대(51)에는 초음파 센서가 설치된다.
수직봉(22)은 세굴 심도를 관측하고자 하는 교량 하부 지반까지의 길이에 해당하는 단일 봉으로 구성될 수도 있으나, 세굴 조사 장치(20)의 이동 및 설치의 용이함을 위해 여러 개의 봉으로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 본 실시예에서 수직봉(22)의 길이는 대략 1.5m 내외인 것이 바람직하다. 수직봉(22)이 여러 개의 봉으로 구성되는 경우 수직봉(22)의 일단부는 암나사 형태로 구성되고, 반대의 타단부는 수나사 형태로 구성된다. 이와 같은 구성에 의하여 제 2 모터(34)가 제 2 기어(35)를 구동함에 따라 수직봉(22)이 교량 하부로 강하하면, 또 다른 수직봉(22)이 도 2a에 도시된 위치(29)에서 나사 체결에 의하여 차례로 연결된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치(20)의 회전이송부를 도시하는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이 회전이송부의 구성요소인 제 3 기어(41)가 수평이송부의 수평부(21)의 일단에 고정된 상태로 연결되며, 제 3 기어(41)는 다시 워엄기어(42)와 서로 맞물린다. 또한 워엄기어(42)를 구동하는 제 3 모터(43)가 워엄기어(42)와 서로 연결된다. 이제 제 3 모터(43)가 워엄기어(42)를 구동하면, 이에 따라 제 3 기어(41)가 회전하게 되고 이는 다시 수평이송부 전체를 화살표로 표시한 방향으로 회전시킨다.
수평이송부의 제 1 모터(31), 수직이송부의 제 2 모터(34) 및 회전이송부의 제 3 모터(43)는 도 2a에 도시된 원격제어기(26)에 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 따라서, 각 이송부의 모터를 직접 작동시키지 않고도 원격제어기(26)를 조정하여 수직봉(22)의 하단에 설치되는 각종 센서를 세굴 상태를 관측하고자 하는 교량 하부로 이동시킬 수 있다. 원격제어기(26)는 본체의 상판(24)에 설치되는 것이 바람직하다.
도 5는 관측하고자 하는 교량의 특정 지점에 설치된 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치(20)의 개략도를 나타내는 도면이다. 앞서 설명한 기존의 방법과는 달리 교량의 상부에서 교량 하부 지반의 세굴 상태 또는 교각 및 기초의 손상 상태를 관측하기 위하여, 도면에서 화살표로 표시한 바와 같이 세굴 조사 장치(20)를 좌우구동, 상하구동 및 회전구동시켜, 원하는 교량 하부의 지점에 수직봉(22)의 하부에 장착되는 수중카메라 또는 초음파센서를 용이하게 접근시킬 수 있다.
도 6은 교량 상부에 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치(20)를 설치하여 교량 하부 구조의 세굴 상태를 조사하는 과정을 차례로 도시한 것이다. 도면에 도시한 것처럼 수평이송부의 수평부의 신장 거리를 적절히 조정함으로써, 또는 수직이송부의 수직봉(22)의 하단에 장착되는 측정 장치를 적절히 선택함으로써, 국부적인 교각의 세굴 상태 조사 및 교량 주변의 세굴 상태를 자유로이 관측할 수 있다.
지금까지 본 발명에 관한 바람직한 실시예가 설명되었다. 그러나, 이제까지 설명된 바람직한 실시예는 단지 예시로서만 받아들여야 한다. 즉, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 다양한 변형을 도출해 낼 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적인 권리 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 해석되어야 한다.
본 발명은 기존의 방식과는 달리 교량의 상부에서 교량 하부 지반의 세굴 상태 또는 교각 및 기초의 손상 상태를 조사할 수 있는 세굴 조사 장치를 제공함으로써, 세굴 조사를 함에 있어서 신속한 작업을 가능하게 하여 작업의 효율성을 향상시키고, 작업의 안정성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 정확한 세굴심도의 조사를 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1a, 도 1b, 및 도 1c는 기존의 방법에 따라 각각 교량 하부 지반의 세굴 상태를 조사하는 모습을 나타낸 사진.
도 2a와 도 2b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치의 측면도와 평면도를 나타내는 도면.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치의 수평이송부와 수직이송부를 각각 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치의 회전이송부를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치를 교량 상부에 설치한 모습을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 조사 장치의 하부에 설치된 측정 장비를 교량 하부로 이동시키는 모습을 도식화한 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21 : 수평부 22 : 수직봉
23 : 하판 24 : 상판
26 : 원격제어기 31, 34, 43 : 모터
32, 35, 41 : 기어 42 : 워엄기어

Claims (9)

  1. 교량의 상부에서 교량 하부 지반의 세굴 상태 또는 교각 및 기초의 손상 상태를 조사하기 위한 세굴 조사 장치로서,
    상판과 하판으로 구성되는 본체와,
    상기 본체의 상판에 장착되는 수평이송부로서, 일정 간격으로 홈이 파여 있는 수평부과, 상기 수평부의 홈과 서로 맞물리는 제 1 기어와, 상기 수평부를 전후로 이동시키도록 상기 제 1 기어를 구동하는 제 1 모터를 구비하는 수평이송부와,
    상기 수평이송부의 수평부의 단부에 장착되는 수직이송부로서, 그 하부에 적어도 하나의 측정 장치가 장착되는 장착대를 포함하는 일정 간격으로 홈이 파여 있는 수직봉과, 상기 수직봉의 홈과 서로 맞물리는 제 2 기어와, 상기 수직봉을 상하로 이동시키도록 상기 제 2 기어를 구동하는 제 2 모터를 구비하는 수직이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    세굴 조사 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수평이송부의 수평부에 연결되는 제 3 기어와, 상기 제 3 기어와 맞물리는 워엄기어와, 상기 수평이송부가 회전하도록 상기 워엄기어를 구동하는 제 3 모터를 구비하는 회전이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수직봉의 측정 장치 장착대에는 각각 초음파 센서와 수중 카메라가 장착되는 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체의 상판과 하판은 적어도 세 개의 골격부에 의해 연결되고, 상기 본체의 하판의 하부에는 이동 바퀴와 상기 이동 바퀴를 구동하기 위한 구동 장치가 장착되는 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 수평이송부의 제 1 모터, 상기 수직이송부의 제 2 모터 및 상기 회전이송부의 제 3 모터와 각각 연결되는, 원격제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 원격제어기는 상기 본체의 상판에 장착되는 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직이송부의 수직봉의 일단부는 암나사 형태로 구성되고 타단부는 수나사 형태로 구성되어, 상기 제 2 모터에 의해 상기 수직봉이 교량 하부로 강하함에 따라 그 상부에서 나사 체결에 의해 차례로 연결되는 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체, 상기 수평이송부의 수평부 및 상기 수직이송부의 수직봉은 알루미늄 또는 스테인레스로 이루어진 것을 특징으로 하는, 세굴 조사 장치.
  9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체의 하판 상부에 장착되는 균형추를 더 포함하는, 세굴 조사 장치.
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