KR20180013341A - 다축 방향의 변위측정이 동시에 이루어질 수 있는 측정자를 구비한 받침장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상,하부 구조물 사이에 2가지 방향으로 상대적인 운동이 일어나서 받침장치에 2가지 방향으로 수평변위가 발생하였을 때, 2가지 방향의 수평변위량 즉, 수평으로 변위된 길이를 검측인(檢測人)이 동시에 육안으로 쉽게 검측할 수 있게 하는 변위측정자(尺)(gauge)를 구비한 "다축 방향의 변위측정이 동시에 이루어질 수 있는 측정자를 구비한 받침장치"에 관한 것이다.
본 발명에서는 상부판(8), 하부판(9), 및 중간체(7)를 포함하며; 상부판(8)에는 제2방향 변위측정자(2)가 부착 설치되어 있고; 하부판(9)에는 제1방향 변위측정자(1)가 제2방향 변위측정자(2)와 교차하여 제1방향으로 연장되어 돌출된 상태로 구비되어 있어서; 상부판(8)과 하부판(9) 간에 수평변위가 발생하였을 때, 검측인은 제2방향 변위측정자(2)의 눈금에서 제1방향 변위측정자(1)가 가로지르고 있던 위치의 변화량과, 제1방향 변위측정자(1)의 눈금에서 제2방향 변위측정자(2)가 가로지르고 있던 위치의 변화량을 육안으로 읽어서 제1 및 제2방향의 수평변위량을 동시에 검측할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 받침장치가 제공된다.

Description

다축 방향의 변위측정이 동시에 이루어질 수 있는 측정자를 구비한 받침장치{Apparatus for Supporting Upper Structure with Multi-direction Gauge}

본 발명은 교량받침이나 교좌장치 등으로 불리면서 교량 등의 구조물에서 상부 구조물과 하부 구조물 사이에 배치되는 받침장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 상,하부 구조물 사이에 2가지 방향으로 상대적인 운동이 일어나서 받침장치에 2가지 방향으로 수평변위가 발생하였을 때, 2가지 방향의 수평변위량 즉, 수평으로 변위된 길이를 검측인(檢測人)이 동시에 육안으로 쉽게 검측할 수 있게 하는 변위측정자(尺)(gauge)를 구비한 "다축 방향의 변위측정이 동시에 이루어질 수 있는 측정자를 구비한 받침장치"에 관한 것이다.

교량 등의 구조물에는, 상부 구조물에서 작용하는 수직하중을 수용하고 수평방향으로 상부 구조물과 하부 구조물 사이에 발생하는 수평변위를 수용하기 위하여, 상,하부 구조물 사이에는 받침장치가 설치된다. 받침장치가 설치된 구조물의 안정성 검토를 위해서는 받침장치에 발생하는 수평변위를 필요한 시기에 정확하게 검측하는 것이 매우 중요하다.

상,하부 구조물 간의 상대 운동으로 인하여 받침장치에 발생하는 수평변위는 크게 2가지의 방향으로 발생하게 된다. 예를 들어, 받침장치가 교량받침으로 사용되는 경우, 교축방향과 교축직각방향의 2가지 방향으로 수평변위가 발생하는 것이다(다축 방향 변위).

종래 기술로서 대한민국 등록특허공보 제10-1086868호에는 복수개의 수평부재와, 그 수평부재 사이를 연결하는 링크부재, 그리고 각도기로 이루어진 변위측정장치를 이용하여 교량용 받침장치에서의 변형량을 측정하는 기술이 개시되어 있다. 그런데 이러한 종래 기술의 경우, 장치의 구성이 매우 복잡하며, 변위측정장치가 받침장치와 완전히 분리된 별도의 장치로 이루어져 있으므로, 받침장치를 설치한 후에 변위측정장치를 추가적으로 받침장치에 설치하는 작업을 더 수행하여야 하는 바, 실제 교량 등에는 적용하기 매우 어렵다는 단점이 있다.

무엇보다도, 종래 기술에서 제안하고 있는 변위측정장치는 일방향으로의 변위만을 측정할 수 있다는 한계를 가지고 있다. 앞서 언급한 것처럼, 받침장치에는 2가지 방향의 다축 방향으로 변위가 발생하게 된다. 그런데 종래 기술의 변위측정장치는 오로지 한쪽 방향으로만 변위를 측정할 수밖에 없으므로, 받침장치에 발생하는 다축 방향의 변위를 측정하려면, 변위측정장치를 변위발생 방향에 맞추어서 복수개로 설치하여야 하는데, 교량의 경우, 받침장치가 설치된 공간이 매우 협소하므로, 변위측정장치를 여러 개 설치하는 것이 사실상 불가능하다는 한계가 있다.

설사 변위가 발생하는 여러 방향에 맞추어서 복수개의 변위측정장치를 설치하였더라도, 검측인은 각각의 변위측정장치에서 해당 방향으로의 변위 량을 개별적으로 인식할 수밖에 없으며, 그만큼 변위 검측에 소요되는 작업량과 시간이 크다는 단점도 가지고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1086868호(2011. 11. 24.공고).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 받침장치에 발생하는 수평변위를 검측할 수 있는 기술을 제공하되, 수평변위를 검측할 수 있는 장치가 받침장치와 분리되어 별도로 설치되는 것이 아니라 받침장치에 일체로 구비되어 있어서, 추가적인 설치작업 및 그에 따른 번거로움이 발생하지 않도록 하며, 받침장치에 발생하는 다축 방향의 변위를 동시에 검측할 수 있도록 하며, 더 나아가 이러한 검측을 관측자의 육안에 의해 수행할 수 있도록 함으로써, 받침장치에 발생한 수평변위량 즉, 상, 하부 구조물 사이의 수평변위량에 대한 계측 작업이 수월하게 이루어질 수 있게 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 상부 구조물에 고정 설치되는 상부한, 하부 구조물에 고정 설치되는 하부판, 및 상기 상부판과 하부판 사이에 구비된 중간체를 포함하는 받침장치로서, 상부판에서 제1방향으로 향하는 제1방향 측면에는 제2방향으로 연장되어 있는 제2방향 변위측정자가 부착 설치되어 있고; 하부판에는, 상부판에서 제2방향 변위측정자가 부착되어 있는 제1방향 측면과 동일한 방향의 제1방향 측면에, 제1방향으로 연장되어 있는 제1방향 변위측정자가 제2방향 변위측정자와 교차하여 돌출된 상태로 구비되어 있어서; 상부판과 하부판 간에 수평변위가 발생하였을 때, 검측인은 제2방향 변위측정자의 눈금에서 제1방향 변위측정자가 가로지르고 있던 위치의 변화량과, 제1방향 변위측정자의 눈금에서 제2방향 변위측정자가 가로지르고 있던 위치의 변화량을 육안으로 읽어서 제1 및 제2방향의 수평변위량을 동시에 검측할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 받침장치가 제공된다.

이러한 본 발명의 받침장치는, 제2방향 변위측정자에 연직하향으로 제2지시 침이 돌출 구비되어 있어서, 검측인은 제2지시 침이 제1방향으로의 위치가 변화된 지점에서 제1방향 변위측정자의 눈금을 판독하여, 제1방향의 수평변위량을 검측할 수 있게 되는 구성을 가질 수도 있다.

본 발명에서는 서로 직교하는 방향을 향하게 되는 제1방향 변위측정자와 제2방향 변위측정자가 서로 교차하여 배치되어 있으므로, 상부판과 하부판 사이에 제1방향의 수평변위와 제2방향의 수평변위가 동시에 발생하였을 때, 이 두 방향의 수평변위량을 동시에 판독할 수 있게 되며, 따라서 상,하부 구조물 사이의 수평변위로 인하여 받침장치에 발생한 수평변위량에 대한 계측 작업이 수월하게 이루어질 수 있으며, 그에 따라 상,하부 구조물 사이의 안정성 관리에 소요되는 비용 등을 크게 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에서는 수평변위량을 측정자에 표시된 눈금을 통해서 육안으로 쉽게 판독할 수 있으며, 특히 수평변위량을 검측할 수 있는 제1방향 변위측정자 및 제2방향 변위측정자가 모두 받침장치에 일체로 구비되어 있으므로, 수평변위량 검측을 위한 부재를 별도로 설치하여야만 하는 번거로운 작업이 전혀 필요 없다는 장점이 있다.

더 나아가, 본 발명에서는 사전에 미리 받침장치에 제1방향 변위측정자 및 제2방향 변위측정자를 설치한 상태에서 받침장치를 상,하부 구조물 사이에 배치하게 되므로, 제1방향 변위측정자 및 제2방향 변위측정자에 캘리브레이션도 미리 해둘 수 있게 되어 검측의 정밀도 역시 크게 향상시킬 수 있게 되는 장점도 발휘된다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 받침장치를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 1에 도시된 본 발명의 받침장치에 대한 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 원 A로 표시된 부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 6은 도 2의 원 B로 표시된 부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 받침장치에서 제1방향 및 제2방향 모두에 대해 수평변위가 발생한 상태에서의 측정자 설치 부분을 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 도 5 및 도 6에 각각 대응되는 개략적인 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 참고로 본 명세서에서는 "제1방향"과 "제2방향"은 각각 받침장치에서 상,하부판 사이의 수평변위가 발생하게 되는 방향을 의미하는 것으로서, 제1방향과 제2방향을 수평면 상에서 서로 직교하는 방향을 의미한다. 본 발명의 받침장치가 교량받침으로 사용될 경우, 제1방향이 교량의 교축방향에 해당하면 제2방향은 교량의 교축직각방향에 해당하게 되고, 반대로 제1방향이 교량의 교축직각방향에 해당한다면 제1방향은 교량의 교축방향에 해당하는 것이다.

도 1 및 도 2에는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 받침장치(100)을 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 3 및 도 4에는 각각 도 1에 도시된 본 발명의 받침장치(100)에 대한 바라보는 방향을 달리한 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다.

도면에 예시된 것처럼, 본 발명에 따른 받침장치(100)은, 상부 구조물에 고정 설치되는 상부판(8), 하부 구조물에 고정 설치되는 하부판(9), 및 상기 상부판(8)과 하부판(9) 사이에 구비된 중간체(7)를 포함한다. 도면에서는 중간체(7)의 상,하면이 각각 상부판(8)의 하면과 하부판(9)의 상면에 밀착한 상태에서 마찰진자 운동을 통해서 상부 구조물에 발생한 진동 변위를 저감시키게 되는 "마찰진자 받침"을 본 발명의 받침장치(100)로서 "예시"하고 있으나, 본 발명의 받침장치(100)는 이러한 마찰진자 받침에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 받침장치(100)는 중간체(7)가 탄성고무 등으로 이루어지고 그 상,하면이 각각 상부판(8)의 하면과 하부판(9)의 상면에 일체 결합되어 있어서, 중간체(7)가 탄성변형됨으로써 수평변위를 수용하는 "탄성받침(Elastic Support)"으로 이루어질 수도 있는 것이다. 다만, 편의상 다음에서는 마찰진자 받침을 예시하는 도면을 참조하여 본 발명의 받침장치(100)에 대해 설명한다.

도 5에는 도 1의 원 A로 표시된 부분 즉, 측정자 설치 부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 2의 원 B로 표시된 부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 7 및 도 8에는 각각 받침장치(100)에 제1방향 및 제2방향 모두에 대해 수평변위가 발생한 상태에서의 측정자 설치 부분을 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 도 5 및 도 6에 각각 대응되는 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 7 및 도 8에서 점선으로 표시된 것은 수평변위가 발생하기 전의 상태를 나타내며, 실선은 수평변위가 발생한 후의 상태를 나타낸다.

도면에 도시된 것처럼 상부판(8)에는 제2방향으로 연장되어 있으며 측정을 위한 눈금이 그려진 제2방향 변위측정자(尺)(2)가 구비되어 있다. 구체적으로 상부판(8)에서 제1방향으로 향하는 측면 즉, 상부판(8)의 제1방향 측면(80)에는 제2방향으로 연장되어 있는 제2방향 변위측정자(2)가 부착 설치되어 있는 것이다. 제2방향 변위측정자(2)에는 길이를 측정할 수 있는 눈금이 표시되어 있다. 추가적으로 제2방향 변위측정자(2)에는 제2지시 침(針)(21)이 연직방향으로 돌출된 상태로 더 구비될 수도 있다. 제2지시 침(21)은 제2방향 변위측정자(2)의 정 중앙에 돌출 구비될 수 있다.

한편, 하부판(9)에는 제1방향으로 연장되어 있으며 측정을 위한 눈금이 그려진 제1방향 변위측정자(1)가 구비되어 있다. 구체적으로 하부판(9)에는, 상부판(8)에서 제2방향 변위측정자(1)가 부착되어 있는 제1방향 측면(80)과 동일한 방향의 측면 즉, 하부판(9)의 제1방향 측면(90)에 제1방향 변위측정자(1)가 제1방향으로 연장되어 돌출되어 있는 것이다. 제1방향 변위측정자(1)에도 제1지시 침(11)이 연직방향으로 돌출된 상태로 더 구비될 수 있다.

이와 같은 구성에 의해 제1방향 변위측정자(1)와 제2방향 변위측정자(2)는 서로 아래,위로 교차되어 존재하게 되는데, 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 상부 구조물이 하부 구조물에 대하여 상대 이동하게 되어 상부판(8)과 하부판(9) 사이에 수평변위가 발생하게 되면 검측인은 제1방향 변위측정자(1)와 제2방향 변위측정자(2)를 이용하여 제1방향으로 발생한 수평변위량 즉, 제1방향 수평변위량과 제2방향으로 발생한 제2방향 수평변위량을 동시에 육안으로 확인할 수 있게 된다.

우선 제1방향 수평변위량을 검측하는 것을 설명한다. 상부판(8)이 제1방향으로 변위되면 그에 따라 제2방향 변위측정자(2)가 제1방향 변위측정자(1)를 가로지르고 있던 위치가 변화된다. 따라서 검측인은 제1방향 변위측정자(1)의 눈금에서 제2방향 변위측정자(2)가 가로지르고 있던 위치의 변화량을 읽으면 된다. 도면에 예시된 것처럼 제2방향 변위측정자(2)에 연직하향으로 제2지시 침(21)이 돌출 구비되어 있는 경우, 제2지시 침(21)은 제1방향 변위측정자(1)의 눈금에서 제2방향 변위측정자(2)가 가로지르고 있던 위치를 가리키고 있게 되므로, 검측인은 제2지시 침(21)이 제1방향으로의 위치가 변화된 지점에서 제1방향 변위측정자(1)의 눈금을 판독하면 된다.

한편, 상부판(8)이 제2방향으로 변위되면 그에 따라 제2방향 변위측정자(2)와 제1방향 변위측정자(2)가 교차하고 있던 위치도 제2방향으로 변위된다. 즉, 제1방향 변위측정자(1)가 제2방향 변위측정자(2)를 가로지르고 있던 위치가 변화되는 것이다. 따라서 검측인은 제2방향 변위측정자(2)의 눈금에서 제1방향 변위측정자(1)가 가로지르고 있던 위치가 변화된 길이를 읽으면 된다.

상부판(8)이 제1방향과 제2방향으로 동시에 수평변위되면, 검측인은 위와 같은 방식으로 제2방향 변위측정자(2)의 눈금에서 제1방향 변위측정자(1)가 가로지르고 있던 위치의 변화량과, 제1방향 변위측정자(1)의 눈금에서 제2방향 변위측정자(2)가 가로지르고 있던 위치의 변화된 크기를 육안으로 읽으면 되는데, 본 발명에서는 이 두 가지의 수평변위량을 동시에 읽을 수 있게 된다. 즉, 위에서 설명한 것처럼 본 발명에서는 제1방향 변위측정자(1)와 제2방향 변위측정자(2)가 서로 교차하여 배치되어 있으므로, 상부판(8)에 제1방향의 수평변위와 제2방향의 수평변위가 동시에 발생하였을 때, 이 두 방향의 수평변위량을 동시에 판독할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에 의하면, 받침장치에 발생한 수평변위량 즉, 상,하부 구조물 사이의 수평변위량에 대한 계측 작업이 수월하게 이루어질 수 있으며, 그에 따라 상,하부 구조물 사이의 안정성 관리에 소요되는 비용 등을 크게 절감할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 수평변위량을 측정자에 표시된 눈금을 통해서 육안으로 쉽게 판독할 수 있으며, 특히 수평변위량을 검측할 수 있는 제1방향 변위측정자(1) 및 제2방향 변위측정자(2)가 모두 받침장치(100)에 일체로 구비되어 있으므로, 수평변위량 검측을 위한 부재를 별도로 설치하여야만 하는 번거로운 작업이 전혀 필요 없고, 사전에 미리 받침장치(100)에 제1방향 변위측정자(1) 및 제2방향 변위측정자(2)를 설치한 상태에서 받침장치(100)를 상,하부 구조물 사이에 배치하게 되므로, 제1방향 변위측정자(1) 및 제2방향 변위측정자(2)에 캘리브레이션도 미리 해둘 수 있게 되어 검측의 정밀도 역시 크게 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

위에서는 제1방향 변위측정자(1) 및 제2방향 변위측정자(2)가 하부판(9)과 상부판(8)의 제1방향으로의 동일한 측면에만 구비되는 것처럼 설명하였으나, 본 발명의 받침장치(100)에서, 하부판(9)과 상부판(8)의 제1방향 양측면 모두에 각각 제1방향 변위측정자(1) 및 제2방향 변위측정자(2)가 구비될 수도 있다. 이 경우, 관측자는 받침장치(100)의 제1방향 양측면 중 어느 쪽 측면으로 접근하여도 위와 같이 용이하게 제1방향 및 제2방향으로의 수평변위량을 육안으로 동시에 검측할 수 있게 되는 장점이 있다.

1: 제1방향 변위측정자
2: 제2방향 변위측정자
7: 중간체
8: 상부판
9: 하부판

Claims (2)

1. 상부 구조물에 고정 설치되는 상부판(8), 하부 구조물에 고정 설치되는 하부판(9), 및 상기 상부판(8)과 하부판(9) 사이에 구비된 중간체(7)를 포함하는 받침장치(100)으로서,
   상부판(8)에서 제1방향으로 향하는 제1방향 측면(80)에는 제2방향으로 연장되어 있는 제2방향 변위측정자(2)가 부착 설치되어 있고;
   하부판(9)에는, 상부판(8)에서 제2방향 변위측정자(1)가 부착되어 있는 제1방향 측면(80)과 동일한 방향의 제1방향 측면(90)에, 제1방향으로 연장되어 있는 제1방향 변위측정자(1)가 제2방향 변위측정자(2)와 교차하여 돌출된 상태로 구비되어 있어서;
   상부판(8)과 하부판(9) 간에 수평변위가 발생하였을 때, 검측인은 제2방향 변위측정자(2)의 눈금에서 제1방향 변위측정자(1)가 가로지르고 있던 위치의 변화량과, 제1방향 변위측정자(1)의 눈금에서 제2방향 변위측정자(2)가 가로지르고 있던 위치의 변화량을 육안으로 읽어서 제1 및 제2방향의 수평변위량을 동시에 검측할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 받침장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   제2방향 변위측정자(2)에는 연직하향으로 제2지시 침(21)이 돌출 구비되어 있어서,
   검측인은 제2지시 침(21)이 제1방향으로의 위치가 변화된 지점에서 제1방향 변위측정자(1)의 눈금을 판독하여, 제1방향의 수평변위량을 검측할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 받침장치.

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