KR20200142845A - 교량 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

교량 검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 교량에 적용되는 강봉이나 와이어에 미리 설정된 계측거리만큼 이격되어 설치되는 한 쌍의 고정지그, 상기 한 쌍의 고정지그 상에 설치되고 강봉 또는 와이어의 변형률에 의해 반사되는 광의 파장을 변화시키는 광섬유격자 변형률 센서 및 상기 광섬유격자 변형률 센서의 외부에 설치되어 상기 광섬유격자 변형률 센서를 보호하는 보호막을 포함하는 구성을 마련하여, 강봉 또는 와이어의 변형률을 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 정밀하게 검사할 수 있다.

Description

교량 검사 장치 및 방법{BRIDGE INSPECTION APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 교량 검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 FCM 공법을 이용해서 교량을 시공하는 도중 및 시공 후 강봉의 변형 모니터링해서 불균형으로 인한 이상 발생 여부를 검사하는 교량 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
프리 캔틸레버 교량시공방법(Free Cantilever Method, 이하 'FCM 공법'이라 함)은 교량의 시공 방식 중 하나로, 교량 하부에 동바리를 사용하지 않고 특수한 가설장비를 이용하여 각 교각으로부터 좌우의 평형을 맞추면서 세그먼트를 순차적으로 접합하는 방식으로 경간을 구성하면서 인접한 교각에서 만들어져 온 세그먼트와 접합하는 방식의 시공법이다.
즉, FCM 공법은 교각을 기준으로 종방향으로 PSC 박스거더와 같은 거더 세그먼트를 연속하여 연결 시공하고, 상기 거더 세그먼트를 교각을 기준으로 캔틸레버 형태의 구조물로 연결 설치한다.
예를 들어, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 종래기술에 따른 FCM 공법 기술이 개시되어 있다.
도 1은 FCM 공법을 이용해서 시공되는 교량의 예시도이다.
FCM 공법은 도 1에 도시된 바와 같이, 교각(1)를 기준으로 상부구조, 즉 상단(2)을 지보공 없이, 이동식 작업차(Form Traveler)나 이동식 크레인 등을 이용하여 주두부(Pier Table, 대 블록,3)로부터 좌우 평형을 유지하면서 3 내지 5m의 분절 거더(Segment, 세그먼트, 소 블록,4)를 순차적으로 시공한다.
따라서, FCM 공법은 동바리 설치가 어려운 깊은 계곡, 해상, 하천 등에 건설되는 장 경간의 교량 시공에 적합한 공법이다.
이러한 FCM 공법은 세그먼트 시공을 현장에서 하는 현장 타설 FCM 공법과 세그먼트를 별도의 제작장에서 제작하여 운반, 가설하는 프리캐스트 FCM 공법으로 구분될 수 있다.
상술한 바와 같이, FCM 공법은 동바리를 필요로 하지 않으므로, 깊은 계곡이나 하천, 해상 그리고 교통량이 많은 위치에 적용할 경우 경제성이 높고, 상판(세그먼트) 제작에 필요한 모든 장비를 갖춘 이동식 작업차를 이용하여 시공하므로, 별도의 대형 가설장비를 사용하지 않아도 장대교량의 시공이 가능하다.
그리고 FCM 공법은 거푸집 설치, 콘크리트 타설 등 모든 공정이 동일하게 반복, 수행되므로, 시공속도가 빠르고 작업인원도 적게 필요하며, 작업원의 숙련도가 빨라 작업을 능률적으로 행할 수 있고, 3 내지 5m 단위의 길이로 상판을 나누어 시공함에 따라, 상부구조의 단면이 변화하는 방식으로도 시공이 가능하다.
또한, FCM 공법은 대부분의 작업이 이동식 작업차 내에서 실시되므로, 기후조건에 관계없이 확실한 시공관리가 가능하며, 각 시공단계마다 오차의 수정이 가능하므로 시공정밀도를 높일 수 있다.
반면, FCM 공법은 시공단계마다 상판의 두께가 변화하기 때문에 다른 공법 대비 교량의 설계가 까다로운 단점이 있다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0054832호(2012년 5월 31일 공개) 대한민국 특허 공개번호 제10-2016-0150155호(2016년 12월 29일 공개)
한편, FCM 공법에 의해 교량을 시공하는 경우, 교각(1)과 상판(2)은 PS 강봉(prestress 강봉, 이하 '강봉'이라 약칭함)(5)을 이용해서 가고정된다.
일반적으로, 강봉(5)은 설치하고자 하는 교각(1)과 상판(2)의 두께에 비해 짧은 길이로 제조됨에 따라, 커플러(6)로 복수의 강봉(5)을 연결해서 교각(1)과 상판(2)에 설치하고, 강봉(5)의 상하단에 너트를 체결해서 교각(1)과 상판(2)을 고정한다.
이와 같은 FCM 공법은 강봉(5)과 커플러(6)의 체결 장애가 발생하거나, 교량 가설 도중에 발생할 수 있는 지진, 태풍 등 불특정 외력에 의하여 상판(2)의 불균형이 발생하는 경우, 상판(2)이 기울거나, 상판(2)과 교각(1) 사이에 배치되는 가고정 블록(7)이 압착 파괴되거나, 또는 강봉(2)이 분리되는 사고가 발생할 수 있다.
따라서 교량 가설 단계별 모멘트와 가설 중 발생할 수 있는 지진, 태풍 등 불특정 외력에 의하여 가고정 강봉에 발생하는 응력, 가고정 블록의 변화, PSC 박스의 교축 방향 회전 추이를 지속적으로 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 교각과 분리된 상판의 불균형 발생 여부를 검사하는 교량 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 교량 가설 단계별 모멘트와 가설 중 발생할 수 있는 지진, 태풍 등 불특정 외력에 의하여 가고정 강봉에 발생하는 응력, 가고정 블록의 변화, PSC 박스의 교축 방향 회전 추이를 지속적으로 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사할 수 있는 교량 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 교량에 적용되는 케이블이나 와이어에 작용하는 장력에 의한 변형률을 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사할 수 있는 교량 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 교량 검사 장치는 교각과 상판을 고정하는 강봉에 미리 설정된 계측거리만큼 이격되어 설치되는 한 쌍의 고정지그, 상기 한 쌍의 고정지그 상에 설치되고 강봉의 변형률에 의해 반사되는 광의 파장을 변화시키는 광섬유격자 변형률 센서 및 상기 광섬유격자 변형률 센서의 외부에 설치되어 상기 광섬유격자 변형률 센서를 보호하는 보호막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 교량 검사 장치는 교량에 적용되는 와이어에 미리 설정된 계측거리만큼 이격되어 설치되는 한 쌍의 고정지그, 상기 한 쌍의 고정지그 상에 설치되고 와이어의 변형률에 의해 반사되는 광의 파장을 변화시키는 광섬유격자 변형률 센서 및 상기 광섬유격자 변형률 센서의 외부에 설치되어 상기 광섬유격자 변형률 센서를 보호하는 보호막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 교량 검사 방법은 (a) 교량에 설치되는 강봉 또는 와이어에 미리 설정된 계측 거리만큼 이격시켜 한 쌍의 고정지그를 설치하고, 한 쌍의 고정지그 상에 광섬유격자 변형률 센서를 설치하는 단계, (b) 강봉에 상기 계측거리보다 먼 간격으로 한 쌍의 결합부재를 설치하고, 상기 한 쌍의 결합부재 상에 보호막을 결합하는 단계, (c) 강봉 또는 와이어를 교량에 설치하는 단계 및 (d) 상기 광섬유격자 변형률 센서에 연결된 광섬유의 인출단에 분석장치를 연결하고, 상기 분석장치를 이용해서 상기 광섬유에 광을 입사시키며, 반사되는 광의 파장을 분석해서 강봉 또는 와이어의 변형률을 모니터링하여 교량의 이상 발생 여부를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량 검사 장치 및 방법에 의하면, 교량의 교각과 상단을 고정하는 강봉에 광섬유격자 변형률 센서가 적용된 교량 검사 장치를 설치해서 강봉의 변형률을 모니터링할 수 있다는 효과가 얻어진다.
즉, 본 발명에 의하면, 교량 가설 단계별 모멘트와 가설 중 발생할 수 있는 지진, 태풍 등 불특정 외력에 의하여 가고정 강봉에 발생하는 응력, 가고정 블록의 변화, PSC 박스의 교축 방향 회전 추이를 지속적으로 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부, 특히 상판의 불균형 발생 여부를 정밀하게 검사할 수 있다는 효과가 얻어진다.
결과적으로, 본 발명에 의하면, 상판의 불균형으로 인한 상판의 기울어짐, 상판과 교각 사이에 배치되는 가고정 블록의 압착 파괴, 강봉이 분리되는 등의 사고 징후를 확인해서 신속하게 대처할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명은 교량의 탑과 주빔이나 상판을 연결하는 케이블이나 와이어 등에 설치되어 와이어에 작용하는 장력에 의한 변형률을 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사할 수도 있다.
도 1은 FCM 공법을 이용해서 시공되는 교량의 예시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 교량 검사 장치의 구성도,
도 3 내지 도 6은 교량 검사 장치의 설치 과정을 순차적으로 보인 예시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 교량 검사 장치의 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 교량 검사 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서는 도 1에 도시된 교량의 구조를 원용하여 설명한다.
그리고 본 명세서에서 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.
본 발명은 강봉에 광섬유격자 변형률 센서를 포함하는 교량 검사 장치를 설치해서 교량 가설 단계별 모멘트와 가설 중 발생할 수 있는 지진, 태풍 등 불특정 외력에 의하여 가고정 강봉에 발생하는 응력, 가고정 블록의 변화, PSC 박스의 교축 방향 회전 추이를 지속적으로 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사한다.
즉, 교량에 설치된 강봉에는 인장응력이 작용하고, 광섬유의 일단에 입사된 광은 강봉의 변형률에 따라 반사되는 파장이 변화한다.
따라서 본 발명은 교량의 교각과 상판을 고정하는 강봉에 광섬유격자 변형률 센서를 설치하여 강봉의 변형률을 모니터링해서 교량의 이상, 특히 상판의 불균형 발생 여부를 검사할 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 교량 검사 장치의 구성도이고, 도 3 내지 도 6은 교량 검사 장치의 설치 과정을 순차적으로 보인 예시도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 교량 검사 장치(10)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 교량에 설치되는 강봉(5)에 미리 설정된 간격으로 설치되는 한 쌍의 고정지그(20), 한 쌍의 고정지그(20) 상에 설치되고 강봉(5)의 변형률에 의해 반사되는 광의 파장을 변화시키는 광섬유격자 변형률 센서(30) 및 광섬유격자 변형률 센서(30)의 외부에 설치되어 광섬유격자 변형률 센서(30)를 보호하는 보호막(40)을 포함한다.
한 쌍의 고정지그(20)는 미리 설정된 계측거리만큼 이격되어 설치될 수 있다.
이러한 한 쌍의 고정지그(20)는 각각 강봉(5)의 외면에 설치 가능하도록 링 형상으로 형성되고, 각 고정지그(20)의 내주면에는 강봉(5)의 외면에 형성된 나사산에 대응되도록 나사산이 형성될 수 있다.
각 고정지그(20)의 일면, 도 3에서 보았을 때 상면에는 광섬유격자 변형률 센서(30)의 고정편(31)이 결합되는 결합홈(21)이 형성될 수 있다.
광섬유격자 변형률 센서(30)는 변형률을 측정하기 위한 계측대상물, 즉 강봉(5)에 설치된 한 쌍의 고정지그(20)에 각각 결합되는 한 쌍의 고정편(31), 한 쌍의 고정편(31) 사이에 위치하고 양 끝단이 각 고정편(31)에 삽입된 상태로 압박 고정되는 보호관(32), 보호관(32)의 내부 중앙에 일직선으로 배치되고 양쪽 끝단이 한 쌍의 고정편(32) 내부에서 인장된 상태로 고정되는 광섬유격자센서(도면 미도시) 및 한 쌍의 고정편(31)을 각각 한 쌍의 고정지그(20)에 고정하는 고정블록(33)을 포함한다.
상기 광섬유격자센서는 길게 연장된 광섬유(36) 상에 배치되고, 복수의 광섬유격자 변형률 센서(30)를 연속적으로 설치하는 경우에는 미리 설정된 간격만큼 이격되어 복수 개가 마련될 수 있다.
한편, 광섬유(36)의 일단은 교각(1) 내부에 매립되고, 광섬유(36)의 타단은 상판(2) 외부로 인출되게 설치될 수 있다.
매립된 광섬유(36)의 일단(이하 '매립단'이라 함)에는 인출된 광섬유(36)의 타단(이하 '인출단'이라 함)을 통해 입사된 광을 반사하기 위한 반사부재(도면 미도시)가 설치될 수 있다.
따라서 광섬유(36)의 인출단에 연결된 분석장치(도면 미도시)는 상기 인출단에 광을 조사해서 광섬유(36)에 광을 입사시키고, 상기 매립단에서 반사되어 인출단을 통해 출력되는 광의 파장을 분석해서 강봉(5)의 변형률을 모니터링할 수 있다.
한 쌍의 고정편(31)은 각각 보호관(32) 내부에 설치된 광섬유격자센서 양단에 연결되는 광섬유(36)를 외측으로 인출한 상태에서 각 고정지그(20)에 고정되고, 보호관(32)의 양단과 연결되어 보호관(32) 내부 공간을 차폐하는 기능을 한다.
이를 위해, 각 고정편(31)은 대략 원통 형상으로 형성되고 각 고정지그(20)에 형성된 결합홈(21)에 결합되는 결합부(34)와 대략 육면체 형성으로 형성되고 개구된 일면을 통해 보호관(32)이 삽입되는 삽입부(35)를 포함할 수 있다.
한편, 고정편(31)에는 결합부(34)를 결합할 수 있도록 중앙부에 관통공이 형성된 볼(37)이 결합될 수 있다(도 7 참조).
따라서 작업자는 고정지그(20)의 수평도에 따라 볼(37)을 중심으로 고정블록(33)을 전후좌우 방향으로 회전시켜 광섬유격자 변형률 센서(30)의 수평 상태를 유지한 상태에서, 고정편(31)을 고정지그(20)에 견고하게 고정할 수 있다.
보호관(31)의 양단은 한 쌍의 고정편(31)에 각각 결합된 상태에서 고착제에 의해 고정되며, 한 쌍의 고정편(31)은 한 쌍의 고정블록(33)에 의해 압박 고정될 수 있다.
이와 같이 광섬유격자센서는 고정편 및 고정블록에 의해 고정되어 광섬유격자 변형률 센서(30)의 감지부를 구성할 수 있다.
고정블록(33)은 대략 직육면체 형상으로 형성되고, 고정블록(33)의 하면에는 고정편(31)의 결합부(34)를 압박 고정하기 위해, 결합부(34)의 상단부에 대응되는 결합공간이 형성될 수 있다.
이러한 고정블록(33)은 고정블록(33)을 관통해서 고정지그(20)에 체결되는 한 쌍의 체결볼트에 의해 고정편(31)을 고정지그(20)에 견고하게 압박 고정될 수 있다.
보호막(40)은 강봉(5)의 외주면에 한 쌍의 고정지그(20) 사이의 간격, 즉 상기 계측거리보다 먼 간격으로 설치되는 한 쌍의 결합부재(41)에 결합될 수 있다.
결합부재(41)는 대략 링 형상으로 형성되고, 결합부재(41)의 내주면에는 강봉(5)의 외주면에 형성된 나사산에 대응되는 나사산이 형성될 수 있다.
예를 들어, 보호막(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 고정지그(20)에 결합시 대략 반원통 형상이 되도록, 단면이 반원 형상으로 형성되거나, 또는 사각판을 단면이 대략 반원 형상이 되도록 절곡시켜 설치될 수 있다.
여기서, 각 결합부재(41)에는 무두 볼트를 체결해서 결합부재를 강봉(5)에 고정하기 위해, 복수의 체결공(43)이 일정 각도만큼 이격되어 형성될 수 있다.
체결공(43)은 보호막(40)을 각 결합부재(41)에 고정하는 고정볼트가 체결되는 부분이기도 하다.
한편, 보호막(40)의 외부에는 도 6에 도시된 바와 같이, 교각(1) 및 상판(2)에 적용되는 콘크리트와 보호막(40)의 접촉을 방지하기 위해, 미리 설정된 간격만큼 공간을 형성하는 보호캡(42)이 결합될 수 있다.
보호캡(42)은 내부에 광섬유격자 변형률 센서(30) 및 보호막(40)이 설치되는 공간이 마련되도록 대략 원통 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 보호캡(42)은 보호막(40) 및 결합부재(41)의 외경보다 큰 내경으로 제조되고, 보호막(40)이 설치되는 한 쌍의 결합부재(41) 사이 거리보다 길게 연장 형성될 수 있다.
예를 들어, 보호캡(42)은 강봉(5)의 길이보다 약간 짧게 연장 형성될 수 있다.
따라서 보호막(40)과 보호캡(42)은 내부에 설치된 광섬유격자 변형률 센서(30)의 외면을 완전하게 차폐해서 안전하게 보호할 수 있다.
이와 같이 구성되는 보호막(40)과 보호캡(42)은 철과 같은 금속재질의 재료를 이용해서 제조될 수 있다.
다음, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 교량 검사 장치의 설치과정 및 교량 검사 방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 작업자는 도 3에 도시된 바와 같이, 강봉(5)에 미리 설정된 계측거리만큼 이격시켜 한 쌍의 고정지그(20)를 설치한다.
그리고 작업자는 도 4에 도시된 바와 같이, 강봉(5)에 상기 계측거리보다 먼 간격으로 한 쌍의 결합부재(41)를 설치한다.
이어서, 작업자는 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 고정지그(20) 상에 광섬유격자 변형률 센서(30)를 설치한다.
여기서, 광섬유격자 변형률 센서(30)의 양단에 마련된 고정편(31)은 한 쌍의 고정지그(20)에 각각 형성된 결합홈(21)에 결합되고, 한 쌍의 고정블록(33)을 각각 관통해서 각 고정지그(20)에 체결되는 체결볼트에 의해 고정편(31)을 고정지그(20)에 압박 고정한다.
이때, 광섬유격자 변형률 센서(30)에 마련된 광섬유격자센서는 내구성을 증대하기 위해, 광섬유(36)의 양측 방향으로 가해지는 인장력에 의해 미리 설정된 설정비율, 예컨대 약 0.2 내지 0.3%만큼 인장된 상태로 설치될 수 있다.
그리고 작업자는 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 결합부재(41)의 상부와 하부에서 반원통 형상으로 형성된 한 쌍의 캡으로 구성된 보호막(40)을 설치한다.
마지막으로, 작업자는 도 6에 도시된 바와 같이, 보호막(40) 외측에 원통 형상의 보호캡(42)을 결합해서 내부에 설치된 광섬유격자 변형률 센서(30)를 안전하게 보호한다.
이와 같은 작업을 통해 강봉에 교량 검사 장치의 설치가 완료되면, 작업자는 강봉(5)을 교각(1)과 상판(2)에 설치하고, 강봉(5)의 상단과 하단에 너트를 체결해서 교각(1)과 상판(2)을 가고정한다.
이때, 광섬유격자 변형률 센서(30)에 연결되는 광섬유(36)의 매립단은 교각(1) 내부에 매립되고, 광섬유(36)의 인출단은 상판(2) 외부로 인출되어 분석장치와 연결된다.
이와 같은 과정을 통해 강봉의 설치가 완료되면, 분석장치는 광섬유의 인출단을 통해 광을 입사시키고, 매립단에서 분사되어 인출단으로 출력되는 광의 파장 변화를 분석해서 강봉의 변형률을 모니터링한다.
본 발명은 교량의 교각과 상단을 고정하는 강봉에 광섬유격자 변형률 센서가 적용된 교량 검사 장치를 설치해서 강봉의 변형률을 모니터링할 수 있다.
따라서, 본 발명은 교량 가설 단계별 모멘트와 가설 중 발생할 수 있는 지진, 태풍 등 불특정 외력에 의하여 가고정 강봉에 발생하는 응력, 가고정 블록의 변화, PSC 박스의 교축 방향 회전 추이를 지속적으로 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부, 특히 상판의 불균형 발생 여부를 정밀하게 검사할 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 상판의 불균형으로 인한 상판의 기울어짐, 상판과 교각 사이에 배치되는 가고정 블록의 압착 파괴, 강봉이 분리되는 등의 사고 징후를 확인해서 신속하게 대처할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 FCM 공법을 이용한 교량의 강봉에 교량 검사 장치를 설치해서 강봉의 변형률을 모니터링하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명은 현수교나 사장교과 같이, 케이블이나 와이어를 이용해서 교량의 주빔이나 상판을 지지하는 교량에도 적용 가능하도록 변경될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 교량 검사 장치의 구성도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 교량 검사 장치(10)는 도 7에 도시된 바와 같이, 교량의 탑과 주빔을 연결하거나, 탑과 상판을 연결하는 케이블이나 와이어(이하 '와이어'라 함)(9)에 설치되어 와이어(9)에 작용하는 장력에 의한 와이어(9)의 변형률을 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사할 수 있다.
한편, 교량 검사 장치(10)에 마련되는 한 쌍의 고정지그(20)와 한 쌍의 결합부재(41)는 길게 연장된 와이어(9)에 용이하게 설치하기 위해, 서로 결합되어 링 형상을 이루도록, 단면이 대략 반원 형상을 갖는 2개로 분할 형성될 수 있다.
그리고 2개로 분할된 고정지그(20)와 결합부재(41)는 각각 서로 연결된 일단부에 관통 설치된 힌지 축을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 고정지그와 결합부재를 각각 서로 결합해서 링 형상을 이루도록 분할 형성해서 강봉이나 와이어에 용이하게 설치할 수 있다.
한편, 2개로 분할된 고정지그(20) 중에서 어느 하나에는 고정편(31) 또는 고정편(31)에 결합되는 볼(37)에 대응되도록 오목하게 결합홈(21)이 형성될 수 있다.
여기서, 볼(37)은 고정편(31)의 결합부(34)에 억지끼움되도록, 볼(37)의 관통공은 결합부(34)의 외경보다 작은 직경으로 마련되고, 볼(37)의 일측은 절개될 수 있다.
고정블록(33)의 하면에 형성되는 결합공간은 볼(37)에 대응되어 단면이 대략 호 형상으로 오목하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 교량에 적용되는 케이블이나 와이어에 교량 검사 장치를 설치해서 와이어에 작용하는 장력에 의한 변형률을 모니터링해서, 교량의 이상 발생 여부를 검사할 수 있다.
한편, 상기의 실시 예에서 광섬유격자 변형률 센서는 보호관 내부에 설치되는 광섬유격자센서를 포함하는 것을 설명하였다.
본 발명은 본 출원인이 특허 출원해서 등록받은 특허 등록번호 제10-1889977호에 기재된 바와 같이, 미리 설정된 간격만큼 이격 설치되는 한 쌍의 부착부재, 상기 한 쌍의 부착부재 사이에 수평 방향을 따라 설치되는 제3 및 제4 광섬유 그리고 상기 제3 및 제4 광섬유 사이에 설치되고 상기 제3 및 제4 광섬유에 인가되는 장력에 의해 일정한 위치에 고정되는 연결수단을 포함하는 광섬유격자센서를 이용한 변형률 센서를 적용하고, 서로 다른 가닥 수로 설치된 상기 제3 및 제4 광섬유 중에서 선택적으로 어느 하나에 광섬유 격자센서를 설치해서 측정 감도 및 내구성의 조절이 가능하게 변경될 수도 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 교량의 교각과 상판을 가고정하는 강봉의 변형률을 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 정밀하게 검사하는 교량 검사 장치 및 방법 기술에 적용된다.
1: 교각 2: 상판
3: 주두부 4: 분절거더
5: 강봉 6: 커플러
7: 가고정 블록 9: 와이어
10: 교량 검사 장치
20: 고정지그 21: 결합홈
30: 광섬유격자 변형률 센서
31: 고정편 32: 보호관
33: 고정블록 34: 결합부
35: 삽입부 36: 광섬유
37: 볼
40: 보호막 41: 결합부재
42: 보호캡 43: 체결공

Claims (10)

  1. 교량에 적용되는 강봉의 변형률을 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사하는 교량 검사 장치에서,
    강봉에 미리 설정된 계측거리만큼 이격되어 설치되는 한 쌍의 고정지그,
    상기 한 쌍의 고정지그 상에 설치되고 강봉의 변형률에 의해 반사되는 광의 파장을 변화시키는 광섬유격자 변형률 센서 및
    상기 광섬유격자 변형률 센서의 외부에 설치되어 상기 광섬유격자 변형률 센서를 보호하는 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  2. 교량에 적용되는 와이어의 변형률을 모니터링해서 교량의 이상 발생 여부를 검사하는 교량 검사 장치에서,
    와이어에 미리 설정된 계측거리만큼 이격되어 설치되는 한 쌍의 고정지그,
    상기 한 쌍의 고정지그 상에 설치되고 와이어의 변형률에 의해 반사되는 광의 파장을 변화시키는 광섬유격자 변형률 센서 및
    상기 광섬유격자 변형률 센서의 외부에 설치되어 상기 광섬유격자 변형률 센서를 보호하는 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 고정지그는 링 형상으로 형성되고,
    각 고정지그의 일면에는 상기 광섬유격자 변형률 센서의 고정편이 결합되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광섬유격자 변형률 센서는 강봉 또는 와이어에 설치된 상기 한 쌍의 고정지그에 각각 결합되는 한 쌍의 고정편,
    상기 한 쌍의 고정편 사이에 위치하고 양 끝단이 각 고정편에 삽입된 상태로 압박 고정되는 보호관,
    상기 보호관의 내부 중앙에 일직선으로 배치되고 양쪽 끝단이 상기 한 쌍의 고정편 내부에서 인장된 상태로 고정되는 광섬유격자센서 및
    상기 한 쌍의 고정편을 각각 상기 한 쌍의 고정지그에 고정하는 고정블록을 포함하며,
    상기 광섬유격자 변형률 센서와 광섬유를 통해 연결되는 분석장치는 상기 광섬유의 인출단에 광을 조사해서 상기 광섬유에 광을 입사시키고, 상기 광섬유의 매립단에서 반사되어 인출단을 통해 출력되는 광의 파장을 분석해서 강봉 또는 와이어의 변형률에 의한 장력을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각 고정편은 원통 형상으로 형성되고 각 고정지그에 형성된 결합홈에 결합되는 결합부와
    육면체 형성으로 형성되고 개구된 일면을 통해 상기 보호관이 삽입되는 삽입부를 포함하고,
    상기 광섬유격자센서는 미리 설정된 비율만큼 인장된 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 광섬유격자 변형률 센서가 설치된 강봉 또는 와이어의 일측에 상기 계측거리보다 먼 간격으로 설치되는 한 쌍의 결합부재에 결합되고,
    상기 보호막의 외측에는 원통 형상의 보호캡이 더 설치되며,
    상기 보호캡은 상기 보호막의 길이보다 길게 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보호막과 보호캡은 금속 재질의 재료를 이용해서 제조되고,
    상기 보호막은 상기 광섬유격자 변형률 센서가 설치된 일측을 차폐하도록, 상기 한 쌍의 고정지그에 결합시 반원통 형상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 한 쌍의 고정지그와 한 쌍의 결합부재는 각각 서로 결합되어 링 형상을 이루도록 2개로 분할 형성되고, 분할된 2개의 고정지그와 결합부재는 각각 힌지 축에 의해 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 교량 검사 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 기재된 교량 검사 장치를 이용한 교량 검사 방법에서,
    (a) 교량에 설치되는 강봉 또는 와이어에 미리 설정된 계측 거리만큼 이격시켜 한 쌍의 고정지그를 설치하고, 한 쌍의 고정지그 상에 광섬유격자 변형률 센서를 설치하는 단계,
    (b) 강봉에 상기 계측거리보다 먼 간격으로 한 쌍의 결합부재를 설치하고, 상기 한 쌍의 결합부재 상에 보호막을 결합하는 단계,
    (c) 강봉 또는 와이어를 교량에 설치하는 단계 및
    (d) 상기 광섬유격자 변형률 센서에 연결된 광섬유의 인출단에 분석장치를 연결하고, 상기 분석장치를 이용해서 상기 광섬유에 광을 입사시키며, 반사되는 광의 파장을 분석해서 강봉의 변형률을 모니터링하여 교량의 이상 발생 여부를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 상기 광섬유격자 변형률 센서에 적용되는 광섬유격자센서는 미리 설정된 비율만큼 인장된 상태로 설치되고,
    상기 (b)단계에서 상기 보호막의 외측에는 원통 형상의 보호캡이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 교량 검사 방법.
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