KR20190081842A

KR20190081842A - 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치

Info

Publication number: KR20190081842A
Application number: KR1020170184662A
Authority: KR
Inventors: 이성미; 이영석
Original assignee: 주식회사 화인코리아; 이성미
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09
Also published as: KR102081736B1

Abstract

본 발명은 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 교량의 상판 하부 또는 교각의 상부에서 서로 일정거리 이격되도록 설치고정되는 적어도 하나 이상의 수평레일과; 상기 수평레일에 결합되어 수평레일의 종방향을 따라 왕복동하는 베이스패널과; 상기 수평레일에 결합된 베이스패널이 종방향을 따라 왕복동시키기 위한 베이스패널의 왕복동수단과; 상기 베이스패널에 설치되어 교량 상판의 하부를 스캔하는 레이저 스캐너와; 상기 레이저 스캐너가 베이스패널에서 횡방향을 따라 왕복동시키기 위한 레이저 스캐너의 왕복동수단과; 상기 레이저 스캐너의 왕복동수단, 수평레일의 왕복동수단을 제어하는 제어부를 포함한다.
따라서, 교량용 콘크리트 구조물을 레이저 스캔하여 구조물에서 발생한 균열을 탐지하되, 교량의 상판 하부에서 일정거리 이격된 상태를 유지한 상태에서 전체적, 구조적, 구간적, 영역적으로 일관적인 탐지가 이루어져 일관적인 스캔 데이타만으로 수집되게 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치에 관한 것이다.

Description

교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치{SCANNING APPARATUS FOR BRIDGE}

본 발명은 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치에 관한 것으로, 교량용 콘크리트 구조물을 레이저 스캔하여 구조물에서 발생한 균열을 탐지하되, 레이저 또는 초음파로 균열을 스캔하여 탐지할 때, 전체적, 구조적, 구간적, 영역적으로 일관적인 탐지가 이루어질 수 있게 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건축, 건설, 교량과 같이 대규모 구조물을 축조하는 분야에서 전체 구조물을 구성하는 각 구조물이 서로 다른 위치에서 독립적으로 제작되고 이동되어 접합되는 것이 일반적이다.

상기한 구조물들은 자연 및 환경적인 요인에 의해 손상이 발생되고, 시간이 흐름에 따라 노후되는 것은 당연한 것이며, 이에 따라, 노후되어 가는 과정에서도 손상되는 구조물의 기능을 유지하게 하고, 구조물의 수명을 연장시키기 위해서는 구조물에 대한 지속적인 점검과 손상된 부분의 보수 등과 같은 관리작업이 수반되어야 한다.

상기한 관리작업 중 기본이 되는 점검작업 중 가장 활발하게 사용되고 있는 것이 외관조사방법과 사진조사방법이다.

상기 외관조사방법은 구조물 표면의 균열에 대한 조사와 구조물과 구조물 사이의 접합상태 및 구조물 내부와 외부의 상태를 평가하고, 평가결과에 따라 정밀 안전진단의 수행을 결정하는데 있어서 매우 중요한 요소로 작용한다.

상기한 구조물 표면의 균열에 대한 외관조사방법 가장 일반적이면서 대표적인 것은 검사관에 의한 육안조사방법이다

그러나, 상기한 육안검사방법은, 검사관의 지식과 경험에 의존하는 바가 크기 때문에 주관적인 견해가 많이 참조되기 때문에 필요한 보수부위 필요없는 보수부위의 구분이 모호하여 자칫 과도한 보수비용이 지출될 수도 있으며, 보수하여야 할 부분을 보수하지 못하고 경과하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

뿐만 아니라, 육안검사방법은 육안검사를 하는 검사관이 해당 시기마다 다른 사람으로 대체될 수 있으며, 검사 주기도 장기간이 경과한 후에 실시하기 때문에 구조물 표면의 균열 상태나 주변조건, 현재의 상태에 도달하게 된 경과를 정확하게 기억해내거나 파악할 수 없으므로 과거의 검사결과와 비교한다는 것은 불가능하다고 할 수 있다.

따라서, 구조물의 유지관리는 육안을 이용한 관찰뿐만 아니라, 자동화 영상화 기법을 사용한 첨단 탐사장비의 개발로 구조물의 객관적인 유지관리를 실시하는 것이 바람직하다

상기한 사진조사방법은 서로 다른 위치에서 중복을 허용하여 촬영한 두 장 이상의 사진을 후처리 과정에서 수학적 모델을 통해 해석함으로써 구조물의 표면상태를 분석하는 방식으로, 이 방법은 계측 거리에 따라서 상당한 정확도를 가질 수 있다.

이론적으로는 자동 매칭에 의하여 구조물 표면 전체에 대한 연속적인 분석도 가능하나, 실질적으로는 이물질 또는 다른 색상 및 재질의 접합 부위, 인위적으로 부착한 인식표처럼 명확하게 인식 가능한 지점에 대해서만 정확한 계측이 가능하며 시각적 변화가 없는 평면이나 원만한 굴곡 부위에 대해서는 정밀한 분석이 어렵다.

뿐만 아니라, 상기한 사진조사방법은 시각 사진을 이용하므로 주변 광량 등에 영향을 받아 일정한 수준의 인식율을 유지하기 어렵고, 원근과 명암의 대비에 따라 서로 다른 계측이 이루어질 수 있다는 단점을 가지므로, 일관성이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지속적으로 점검, 보수, 관리되어야 할 교량 구조물의 표면을 레이저로 스캔하고, 스캔한 스캔 데이타를 수집하여 활용할 수 있도록 하되, 교량의 상판 하부에서 일정한 거리로 이격된 상태에서 스캐너의 연속적인 스캔작업이 수행될 수 있도록 하여 일관적인 스캔데이타가 수집될 수 있도록 하는 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 교량의 상판(100) 하부 또는 교각의 상부에서 서로 일정거리 이격되도록 설치고정되는 적어도 하나 이상의 수평레일(102)과; 상기 수평레일(102)에 결합되어 수평레일(102)의 종방향을 따라 왕복동하는 베이스패널(104)과; 상기 수평레일(102)에 결합된 베이스패널(104)이 종방향을 따라 왕복동시키기 위한 베이스패널(104)의 왕복동수단과; 상기 베이스패널(104)에 설치되어 교량 상판(100)의 하부를 스캔하는 레이저 스캐너(106)와; 상기 레이저 스캐너(106)가 베이스패널(104)에서 횡방향을 따라 왕복동시키기 위한 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단과; 상기 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단, 수평레일(102)의 왕복동수단을 제어하는 제어부(도시하지 않음)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치에 의해 달성된다.

그리고, 상기 베이스패널(104)의 왕복동수단은, 상기 수평레일(102)에서 길이방향을 따라 연계현성된 래크기어(108)와; 상기 베이스패널(104)에 결합되며, 구동축에 웜기어(110)가 형성된 제1구동모터(112)와; 상기 웜기어(110)에 치합되도록 웜휠(114)이 축설되어 있으며, 양단에 제1기어(116)가 축설된 제1연동축(118)과; 상기 제1기어(116)에 치합되도록 제2기어(120)가 축설되며, 베이스패널(104)에서 자회전 가능토록 설치되는 제2연동축(122)과; 상기 제2연동축(122)에 축설되어 래크기어(108)에 치합되는 제3기어(124)를 포함한다.

여기서, 상기 베이스패널(104)의 하부에 결합되며, 수평레일(102)과 구름접촉하면서 회전하도록 된 바퀴부(126)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단은, 상기 베이스패널(104) 상부에 설치되는 적어도 하나 이상의 엘엠가이드(128)와; 상기 엘엠가이드(128)에서 길이방향을 따라 슬라이딩되도록 요철결합되는 판상의 받침판(130)과; 상기 엘엠가이드(128)의 길이방향을 따라 베이스패널(104) 상부에 설치되며, 받침판(130)에 형성된 나사공(132)에 나합되는 리드스크류(134)와; 상기 베이스패널(104)에 설치된 제2구동모터(136)와; 상기 리드스크류(134)로 제2구동모터(136)의 동력을 전달하여 리드스크류(134)가 회전되게 하는 동력전달부(142)재를 포함한다.

또한, 상기 동력전달부(142)재는, 상기 제2구동모터(136)의 구동축에 축설되며, 풀리, 스프로켓 중 어느 하나로 이루어진 구동부(138)와; 상기 리드스크류(134)에 축설되며, 풀리, 스프로켓 중 어느 하나로 이루어진 연동부(140)와; 상기 구동부(138)와 연동부(140)에 연결되어 동력을 전달하는 벨트, 스프로켓 중 어느 하나로 이루어진 전달부(142)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 교량의 상판 하부에서 일정거리 이격된 상태를 유지한 상태에서 연속적으로 스캔 데이타를 수집하게 하여 스캔 데이타가 수집되도록 하고, 일정 기간이 경과한 후 몇 번의 스캔 작업을 수행한다하더라도 과거의 스캔 데이타와 현재의 스캔 데이타가 일관성을 가지는 스캔 데이타만으로 수집됨으로써, 과거에 발생한 손상부위, 크랙부분에 대한 보수, 관리에 대한 유효성여부를 판단할 수 있게 하며, 과거와 현재의 크랙 데이타에 따른 미래의 크랙발생부분 예측을 가능하게 하여 현재 시점에서의 최적화된 보수, 관리가 이루어지게 하는 효과를 가진다.

아울러, 작업자에 의한 육안식별과 사진식별에 의한 점검보다 객관적이고 일관적인 스캔 데이타의 수집을 가능하게 하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치의 구성을 도시한 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치가 교량 상판의 하부에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치의 작용상태를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 교량의 상판(100) 하부 또는 교각의 상부에는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상 또는 한 쌍이 서로 마주보며, 일정거리로 이격된 수평레일(102)을 설치하되, 도시된 바와 같이 교량의 상판(100) 하부로부터 일정거리 이격되도록 설치한다.

상기 수평레일(102)에는 도시된 바와 같이 수평레일(102)의 종방향을 따라 왕복이동할 수 있는 베이스패널(104)을 결합시키고, 이 베이스패널(104)의 상부에는 레이저 스캐너(106)를 설치하여 교량 상판(100)의 하부를 레이저로 스캔할 수 있게 한다.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 수평레일(102)을 교량 상판(100)의 하부에 이격설치한 후, 수평레일(102)에 결합되는 베이스패널(104)이 수평레일(102)의 종방향을 따라 왕복이동할 수 있게 하는 베이스패널(104)의 왕복동수단을 제공하며, 아울러, 상기 베이스패널(104)에 설치되는 레이저 스캐너(106)는 베이스패널(104)에서 횡방향을 따라 왕복이동할 수 있게 하는 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단을 제공한다.

상기한 베이스패널(104)의 왕복동수단은, 도 1과 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 수평레일(102)에는 길이방향을 따라 래크기어(108)가 연계형성되어 있으며, 베이스패널(104)의 하부에는 수평레일(102)에 안착되어 구름접촉하면서 회전할 수 있는 바퀴부(126)가 결합된다.

그리고, 상기 베이스패널(104)에는 도시된 바와 같이 제1구동모터(112)가 결합되며, 이 구동모터의 구동축에는 웜기어(110)가 축설되며, 이 웜기어(110)에는 제1연동축(118)에 축설된 웜휠(114)이 치합된다.

아울러, 상기 제1연동축(118)의 양단에는 제1기어(116)가 축설되며,베이스패널(104)에서 자회전 가능토록 결합된 제2연동축(122)에 축설된 제2기어(120)가 이 제1거어에 치합된다.

상기 제1기어(116)와 제2기어(120)는 동력의 전달방향이 수직에서 수평방향으로 전환되도록 베벨기어로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제2연동축(122)에는 수평레일(102)에 형성된 래크기어(108)에 치합되는 제3기어(124)가 형성된다.

따라서, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 제1구동모터(112)가 회전하면, 구동축의 웜기어(110)가 회전하며, 웜기어(110)와 치합된 웜휠(114)의 회전에 의하여 제1연동축(118)과 양단의 제1기어(116)가 회전한다.

그리고, 상기 제1기어(116)와 치합된 제2연동축(122)의 제2기어(120)에 의하여 동력의 방향이 전환되면서 제2연동축(122)의 제3기어(124)가 회전하게 되므로, 수평레일(102)과 래크기어(108)는 고정된 상태를 유지하고, 제3기어(124)가 래크기어(108)를 따라 이동하게 되므로, 베이스패널(104)이 도 3과 같이 종방향으로 이동할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 베이스패널(104)의 상부에 한 쌍의 엘엠가이드(128)를 설치하고, 이 엘엠가이드(128)에 안착되거나 도 1과 같이 받침판(130)을 엘엠가이드(128)에 요철(凹凸)결합시켜 엘엠가이드(128)의 길이방향을 따라 받침판(130)이 이동할 수 있게 한다.

여기서, 상기 베이스패널(104) 상부에는 엘엠가이드(128)와는 이격된 위치에서 엘엠가이드(128)의 길이방향을 따라 리드스크류(134)를 설치하고, 이 리드스크류(134)는 받침판(130)에 형성된 나사공(132)에 나합되도록 하여 리드스크류(134)가 회전하면 나사공(132) 및 받침판(130)이 리드스크류(134)를 따라 이동할 수 있게 한다.

즉, 상기 베이스패널(104)에 제2구동모터(136)를 설치하고, 리드스크류(134)로 제2구동모터(136)의 동력이 전달되게 함으로써, 리드스크류(134)가 회전되게 하는 바, 제2구동모터(136)의 동력을 리드스크류(134)로 전달하는 동력전달부(142)재 제2구동모터(136)의 구동축에 축설되는 구동부(138)와 리드스크류(134)에 축설되는 연동부(140) 및 구동부(138)와 연동부(140)를 연결하는 전달부(142)로 구성되고, 구동부(138)는 풀리, 스프로켓 중 어느 하나로 구성되고, 연동부(140)는 풀리, 스프로켓 중 어느 하나로 구성되며, 전달부(142)는, 상기 구동부(138)와 연동부(140)에 연결되어 동력을 전달하는 것으로서, 벨트, 스프로켓 중 어느 하나로 구성된다.

상기 구동부(138), 연동부(140) 및 전달부(142)는 설계자의 의도에 따라 다양하게 채택변경할 수 있는 것이므로, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.

한편, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단, 수평레일(102)의 왕복동수단을 제어하는 제어부를 포함한다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 베이스패널(104)에서 제2구동모터(136)가 회전하면 구동부(138)와 전달부(142) 및 연동부(140)에 의하여 리드스크류(134)가 회전하며, 이때, 리드스크류(134)에 나합된 받침판(130)의 나사공(132)이 리드스크류(134)의 나사산을 따라 직선이동하게 됨으로써, 받침판(130)이 횡방향으로 왕복동할 수 있게 되는 것이다.

상기한 제어부는 베이스패널(104)을 종방향으로 종단시킨 후 받침판(130)을 일정거리 횡방향 이동시킨 후 다시 베이스패널(104)을 종방향으로 종단시켜 복귀시키는 동작을 반복하여 교량 상판(100)의 하부를 레이저 스캐너(106)로 스캔할 수도 있으며, 받침판(130)을 횡방향으로 횡단시킨 후 베이스패널(104)을 종방향으로 이동시킨 후 다시 받침판(130)을 횡방향으로 종단시켜 복귀시키는 동작을 반복하여 교량 상판(100)의 하부를 레이저 스캐너(106)로 스캔하게 할 수도 있는 것으로, 본 발명에 따른 제어부는 상기한 바와 같이 베이스패널(104)의 종단 왕복동과 받침판(130)의 횡단 왕복동 동작의 순서에 한정되지 않고 다양하게 채택변경할 수 있다.

100 : 교량 상판
102 : 수평레일 104 : 베이스패널
106 : 레이저 스캐너 108 : 래크기어
110 : 웜기어 112 : 제1구동모터
114 : 웜휠 116 : 제1기어
118 : 제1연동축 120 : 제2기어
122 : 제2연동축 124 : 제3기어
126 : 바퀴부 128 : 엘엠가이드
130 : 받침판 132 : 나사공
134 : 리드스크류 136 : 제2구동모터
138 : 구동부 140 : 연동부
142 : 전달부

Claims

교량의 상판(100) 하부 또는 교각의 상부에서 서로 일정거리 이격되도록 설치고정되는 적어도 하나 이상의 수평레일(102)과;
상기 수평레일(102)에 결합되어 수평레일(102)의 종방향을 따라 왕복동하는 베이스패널(104)과;
상기 수평레일(102)에 결합된 베이스패널(104)이 종방향을 따라 왕복동시키기 위한 베이스패널(104)의 왕복동수단과;
상기 베이스패널(104)에 설치되어 교량 상판(100)의 하부를 스캔하는 레이저 스캐너(106)와;
상기 레이저 스캐너(106)가 베이스패널(104)에서 횡방향을 따라 왕복동시키기 위한 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단과;
상기 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단, 수평레일(102)의 왕복동수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스패널(104)의 왕복동수단은,
상기 수평레일(102)에서 길이방향을 따라 연계현성된 래크기어(108)와;
상기 베이스패널(104)에 결합되며, 구동축에 웜기어(110)가 형성된 제1구동모터(112)와;
상기 웜기어(110)에 치합되도록 웜휠(114)이 축설되어 있으며, 양단에 제1기어(116)가 축설된 제1연동축(118)과;
상기 제1기어(116)에 치합되도록 제2기어(120)가 축설되며, 베이스패널(104)에서 자회전 가능토록 설치되는 제2연동축(122)과;
상기 제2연동축(122)에 축설되어 래크기어(108)에 치합되는 제3기어(124)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치.
제2항에 있어서,
상기 베이스패널(104)의 하부에 결합되며, 수평레일(102)과 구름접촉하면서 회전하도록 된 바퀴부(126)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 스캐너(106)의 왕복동수단은,
상기 베이스패널(104) 상부에 설치되는 적어도 하나 이상의 엘엠가이드(128)와;
상기 엘엠가이드(128)에서 길이방향을 따라 슬라이딩되도록 요철결합되는 판상의 받침판(130)과;
상기 엘엠가이드(128)의 길이방향을 따라 베이스패널(104) 상부에 설치되며, 받침판(130)에 형성된 나사공(132)에 나합되는 리드스크류(134)와;
상기 베이스패널(104)에 설치된 제2구동모터(136)와;
상기 리드스크류(134)로 제2구동모터(136)의 동력을 전달하여 리드스크류(134)가 회전되게 하는 동력전달부(142)재를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치.
제4항에 있어서,
상기 동력전달부(142)재는,
상기 제2구동모터(136)의 구동축에 축설되며, 풀리, 스프로켓 중 어느 하나로 이루어진 구동부(138)와;
상기 리드스크류(134)에 축설되며, 풀리, 스프로켓 중 어느 하나로 이루어진 연동부(140)와;
상기 구동부(138)와 연동부(140)에 연결되어 동력을 전달하는 벨트, 스프로켓 중 어느 하나로 이루어진 전달부(142)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치.