KR20240012760A - 경사 하강형 자착식 균열 게이지 - Google Patents

경사 하강형 자착식 균열 게이지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열을 계측하는 균열 게이지에 관한 것으로, 피검체의 균열 양측 부위에 각각 부착판(30) 및 고정판(50)이 부착되고, 고정판(50)에는 하강판(40)이 수직 활동이 가능하도록 결합되며, 부착판(30)과 하강판(40)에는 각각 지지경사면(35) 및 활강경사면(45)이 형성되어, 균열 폭이 확대됨에 따라 지지경사면(35)과 활강경사면(45)이 상호 활동되면서 균열 폭을 계측하는 것이다.
본 발명을 통하여, 균열 게이지의 작동에 있어서 피검체의 균열 확대폭을 월등하게 상회하는 표척(92) 및 지시선(93)간 변위를 형성할 수 있으며, 중첩 또는 투시를 통한 판독이 아닌 완전 노출 상태의 표척(92) 및 지시선(93) 판독이 가능하다.

Description

경사 하강형 균열 게이지{GLIDING TYPE CRACK GAUGE}
본 발명은 콘크리트 구조물의 균열을 계측하는 균열 게이지에 관한 것으로, 피검체의 균열 양측 부위에 각각 부착판(30) 및 고정판(50)이 부착되고, 고정판(50)에는 하강판(40)이 수직 활동이 가능하도록 결합되며, 부착판(30)과 하강판(40)에는 각각 지지경사면(35) 및 활강경사면(45)이 형성되어, 균열 폭이 확대됨에 따라 지지경사면(35)과 활강경사면(45)이 상호 활동되면서 균열 폭을 계측하는 것이다.
균열은 콘크리트 구조물 건전성 판단에 있어서의 핵심 지표로서, 균열의 규모, 위치 및 진행 양태를 계측함으로써, 해당 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능을 파악할 수 있다.
특히, 균열 상태의 경시적(經時的) 변화는 구조물의 장단기 안전성을 진단함에 있어서 필수적으로 요구되는 정보인 바, 대부분의 콘크리트 구조물에 있어서 균열 발생 지점에 대한 주기적인 계측이 수행되고 있다.
콘크리트 구조물 균열에 대한 계측은 균열 발생 부위에 균열 게이지를 부착하고 이를 관찰하는 방식으로 수행되며, 이러한 균열 게이지는 상호 중첩되는 한쌍의 판체로 구성되는 측정 기구로서 관련 종래기술로는 특허 제2083255호 등을 들 수 있다.
특허 제2083255호를 비롯한 종래의 균열 게이지는 도 1에서와 같이, 상호 중첩되는 한쌍의 판체로 구성되는 것으로, 표척(92)이 표시된 내판(10)과 지시선(93)이 표시된 투명 소재의 외판(20)이 상호 부분 중첩되어 구성되며, 이들 내판(10)과 외판(20) 각각의 후단에는 정착부(91)가 형성되어 정착부(91)가 계측 대상 콘크리트 구조물 표면에 접착제 등을 통하여 부착된다.
즉, 도 1에서와 같이, 콘크리트 구조물의 균열 발생 지점 양측 표면에 균열 게이지를 부착하는 것으로, 선상(線狀) 균열에 직교하는 일측 방향으로 소폭 이격된 지점의 구조물 표면에 내판(10)의 정착부(91)를 부착하고, 선상 균열에 직교하는 타측 방향으로 소폭 이격된 지점의 구조물 표면에는 외판(20)의 정착부(91)를 부착하되, 내판(10) 전단부(前端部)의 표척(92) 표시 부위와 외판(20) 전단부의 지시선(93) 표시 부위가 중첩되도록 하는 것이다.
따라서, 내판(10)의 표척(92) 표시 부위 표면에 충첩된 외판(20)의 지시선(93) 위치를 주기적으로 확인함으로써 균열폭의 경시변화를 파악할 수 있으며, 이로써 균열의 확대 속도 및 허용치 도달 여부 등을 확인할 수 있다.
이렇듯 도 1에서와 같은 종래의 균열 게이지는 한쌍의 판체로 구성되는 비교적 간소한 구성으로도 콘크리트 구조물에 발생된 균열의 진행 상태를 정확하게 파악할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 균열 폭의 확대 상황을 확인하는 작업을 전적으로 점검원의 육안(肉眼)에 의존하는 한계를 가진다.
즉, 종래의 균열 게이지는 내판(10)과 외판(20) 중첩부에서, 내판(10)에 표시된 표척(92) 표면에서의 투명 외판(20)에 표시된 지시선(93)의 위치를 육안으로 판독하는 방식으로 균열의 변동을 계측하게 되는데, 일반적인 콘크리트 구조물의 균열은 그 변동폭이 극히 미미할 수 밖에 없으므로, 점검원이 균열 게이지 설치 지점에 근접하여 장시간 세밀하게 관찰하거나 확대경 등의 보조 수단을 활용하여야 실질적이 계측이 가능하였다.
특히, 종래의 균열 게이지는 상호 중첩된 내판(10)의 표척(92)과 외판(20)의 지시선(93)을 판독하는 방식으로서, 외부로 노출된 지시 수단이 아니라 투명 소재의 외판(20) 이면에 형성된 지시 수단을 외판(20)을 투시하여 판독하여야 하는 근본적인 한계를 가질 수 밖에 없으며, 외판(20)에 의한 산란 및 굴절로 인하여 판독상 상당한 애로점이 야기될 수 밖에 없을 뿐 아니라 충분한 판독 정밀도를 확보할 수 없는 심각한 문제점을 가진다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 피검체인 구조물의 균열 부위 양측에 각각 판체가 부착되어 균열 폭의 변동에 따라 양측 판체가 상대 이동하는 균열 게이지에 있어서, 피검체의 균열 일측 부위에는 부착판(30)이 부착되되, 부착판(30)의 균열측 단부에는 표척(92)이 표시된 지지경사면(35)이 형성되어 부착판(30)의 상부 폭에 비하여 하부 폭이 확대되고, 부착판(30)의 균열 타측 단부에는 정착부(91)가 형성되어 정착부(91)가 피검체에 정착 고정되며, 피검체의 균열 타측 부위에는 고정판(50)이 부착되되, 고정판(50)의 중심부에는 유도돌부(51)가 돌출 형성되고, 고정판(50)의 전면(前面)에는 하강판(40)이 설치되되, 하강판(40)의 균열측 단부에는 지시선(93)이 표시된 활강경사면(45)이 형성되어 하강판(40)의 상부 폭에 비하여 하부 폭이 축소되고, 하강판(40)의 균열 타측 단부에는 수직 활동홈(41)이 절개 형성되어, 상기 유도돌부(51)에 수직 활동홈(41)이 자유롭게 활동 가능하도록 결합되며, 부착판(30)의 지지경사면(35)과 하강판(40)의 활강경사면(45)이 상호 밀착되되 피검체의 균열 폭이 확대됨에 따라, 활동홈(41)을 통하여 고정판(50)의 유도돌부(51)에 결합된 하강판(40)이 하강하면서 지지경사면(35)을 따라 활강경사면(45)이 하강 활동됨을 특징으로 하는 경사 하강형 균열 게이지이다.
또한, 본 발명은 상기 부착판(30)의 지지경사면(35) 내측에는 지지경사면(35)과 평행한 매입철판(71)이 설치되고, 하강판(40)의 활강경사면(45) 중앙부 내측에는 매입자석(72)이 설치되어, 지지경사면(35)과 활강경사면(45)간 자착력이 작용함을 특징으로 하는 경사 하강형 균열 게이지이다.
본 발명을 통하여, 균열 게이지의 작동에 있어서 피검체의 균열 확대폭을 월등하게 상회하는 표척(92) 및 지시선(93)간 변위를 형성할 수 있으며, 중첩 또는 투시를 통한 판독이 아닌 완전 노출 상태의 표척(92) 및 지시선(93) 판독이 가능하다.
이로써, 균열 게이지의 계측 정도(精度)를 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 용이하고 즉각적인 판독이 가능하여 사용자 편의를 제고할 수 있다.
도 1은 종래의 균열 게이지 사시도
도 2는 본 발명의 사용상태 사시도
도 3은 본 발명의 분해 사시도
도 4는 본 발명의 작동 방식 설명도
도 5은 본 발명의 자착형 실시예 배면 분해 사시도
도 6은 도 5 실시예의 작동 방식 설명도
본 발명의 상세한 구성 및 작용을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2는 본 발명의 외관을 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명은 상호 중첩되는 한쌍의 판체로 구성되는 종래기술과 달리, 균열 양측 판체간 일체의 중첩부가 형성되지 않으며, 실제 계측치의 독출(讀出) 부위인 표척(92) 및 지시선(93) 표시 부위가 밀착은 되되 외부로 완전 노출된 상태로 구성된다.
즉, 본 발명은 피검체인 콘크리트 구조물의 균열 부위 양측에 각각 판체가 부착되어 균열 폭의 변동에 따라 양측 판체가 상대 이동하는 방식으로 작동하는 판체 조합형 균열 게이지라고 할 수는 있으나, 도 1에서와 같이 외측 판체가 투명 소재로 제작되어 양측 판체간 중첩부위의 표척(92) 및 지시선(93)을 투시하여 판독하는 종래기술과 달리, 양측 판체간 경계부가 상호 밀착된 상태에서 양측 판체간 밀착 부위에 각각 표척(92) 및 지시선(93)이 표시되고, 표척(92) 표시 부위와 지시선(93) 표시 부위가 동일 평면상에 위치하도록 노출되어 구성된 것이다.
따라서, 본 발명에서는 계측치의 판독이 완전 노출된 상태의 표척(92) 및 지시선(93)에 의하여 수행되는 바, 투명체를 투시한 판독이 수행되는 종래기술에 비하여 판독 정확도 및 사용자 편의성이 제고될 수 있다.
도 3은 본 발명의 세부 구성 및 각 부품간 결합 상태를 도시한 것으로, 동 도면 및 전술한 도 2에서와 같이, 본 발명에서는 피검체인 콘크리트 구조물의 수직 표면에 형성된 균열 즉, 콘크리트 벽체, 콘크리트 기둥 또는 콘크리트 보 등의 수직 표면에 형성된 균열의 양측 부위에 각각 부착판(30) 및 하강판(40)이 설치되어 이들 판체간 상대 이동에 따라 균열 폭의 증감을 계측하는 것이다.
도 2에 예시된 계측 상태는 수직 표면을 가지는 피검체에 수직 또는 수직에 근사한 방향의 균열이 형성된 상황이 상정된 것으로, 수직 또는 수직에 근사한 균열의 양측 피검체 표면에 각각 부착판(30) 및 하강판(40)이 설치되고 있으며, 도 2 및 도 3에서와 같이, 피검체의 균열 일측 부위에는 부착판(30)이 부착되되, 부착판(30)의 균열측 단부에는 표척(92)이 표시된 지지경사면(35)이 형성되어 부착판(30)의 상부 폭에 비하여 하부 폭이 확대되고, 부착판(30)의 균열 타측 단부에는 정착부(91)가 형성되어 정착부(91)가 피검체에 정착 고정되며, 피검체의 균열 타측 부위에는 고정판(50)이 부착되되, 고정판(50)의 중심부에는 유도돌부(51)가 돌출 형성되고, 고정판(50)의 전면(前面)에는 하강판(40)이 설치되되, 하강판(40)의 균열측 단부에는 지시선(93)이 표시된 활강경사면(45)이 형성되어 하강판(40)의 상부 폭에 비하여 하부 폭이 축소되고, 하강판(40)의 균열 타측 단부에는 수직 활동홈(41)이 절개 형성되어, 상기 유도돌부(51)에 수직 활동홈(41)이 자유롭게 활동 가능하도록 결합된다.
도 2 및 도 3에 예시된 상황에서 부착판(30) 및 하강판(40)은 각각 도면상 균열의 좌측 및 우측에 설치되는데, 피검체의 수직면에 형성된 균열의 좌측 부위 피검체 표면에는 부착판(30)의 정착부(91)가 부착 고정되고, 균열의 우측 부위 피검체 표면에는 하강판(40)이 승강 활동 가능하도록 결합된 고정판(50)이 부착 고정되는 것으로, 결국 피검체에 직접 고정되는 구성은 부착판(30) 및 고정판(50)이라 할 수 있으며, 하강판(40)은 피검체에 대하여 선상(線狀) 균열에 직교 또는 직교에 근사한 방향의 이동은 억제되되 선상 균열과 평행 또는 평행에 근사한 방향의 이동은 허용되도록 설치된다.
여기서 부착판(30) 정착부(91) 및 고정판(50)과 피검체 표면간의 부착은 통상의 콘크리트용 접착제 또는 나사 등의 결속 수단에 의하여 수행될 수 있으며, 하강판(40)과 고정판(50)간의 활동은 하강판(40)의 균열 타측 후단부에 도면상 수직 방향인 균열과 평행 내지 평행에 근사한 방향으로 절개 형성된 활동홈(41)과 고정판(50) 중심부의 유도돌부(51)가 결합된 상태에서, 이들 활동홈(41) 및 유도돌부(51)가 상호 활동(sliding)됨으로써 수행될 수 있다.
또한, 상기와 같은 활동홈(41) 및 유도돌부(51)에 의한 하강판(40)의 승강 활동 과정에서 하강판(40)의 고정판(50) 이탈을 억제할 수 있도록 도 3에서와 같이 활동홈(41)을 통과하여 외부로 노출되는 유도돌부(51)의 말단에는 활동홈(41) 폭을 초과하는 크기의 이탈방지판(59)이 결합된다.
도 4는 본 발명 균열 게이지의 작동 방식을 도시한 것으로, 동 도면 및 도 2에서와 같이, 부착판(30)의 지지경사면(35)과 하강판(40)의 활강경사면(45)은 상호 밀착된 상태를 유지하게 되는데, 이는 도 4의 상부에 도시된 바와 같은 초기 상태는 물론 동 도면의 하부에 도시된 바와 같은 균열의 진행 이후 상태 모두에서 동일하게 적용되는 것으로, 정착부(91)에 의하여 피검체 표면에 견고하게 고착된 부착판(30)은 균열 일측 피검체 표면상 위치 및 자세가 일정하게 유지되고, 역시 피검체에 견고하게 고정되어 균열 타측 피검체 표면상 위치 및 자세가 일정하게 유지되는 고정판(50)에 자유롭게 승강 활동되도록 설치되는 하강판(40)은 그 자중(自重)에 의하여 하강력이 상시 작용하게 되므로, 부착판(30) 균열측 말단부의 지지경사면(35)과 하강판(40) 균열측 말단부의 활강경사면(45)은 상호 밀착된 상태를 유지하게 되는 것이다.
따라서, 도 4에서와 같이, 피검체의 균열 폭이 확대됨에 따라, 활동홈(41)을 통하여 고정판(50)의 유도돌부(51)에 결합된 하강판(40)이 점차 하강하면서 지지경사면(35)을 따라 활강경사면(45)이 경사 방향으로 하강 활동하게 되며, 이때 지지경사면(35) 및 활강경사면(45)이 균열의 확대 방향과 경사를 이룸에 따라 실제 균열의 확대치(d)를 월등하게 상회하는 지지경사면(35) 및 활강경사면(45)간 활동치(D)가 나타나게 된다.
즉, 도 4의 상부에 도시된 초기 상태에서 동 도면의 하부에 도시된 균열 폭의 확대 상태를 비교하면, 실제 균열의 확대치(d)가 미미함에도 불구하고 본 발명 균열 게이지의 지지경사면(35)상 표척(92)과 활강경사면(45)상 지시선(93)의 상대 이동 거리인 활동치(D)는 상당한 증폭 효과를 나타내는 것으로, 이는 지지경사면(35)과 활강경사면(45)간의 경사 활동을 통하여 달성되는 것이다.
이러한 지지경사면(35)과 활강경사면(45)간 경사 활동을 통한 이동 증폭 작용에 있어서, 지지경사면(35) 및 활강경사면(45)의 경사도는 도 4의 도면상 수평선인 균열의 진행 방향선과 급경사를 이룰수록 증폭 효과가 크다고 할 수 있는데, 과급한 경사가 조성될 경우 가동 범위가 제한될 뿐 아니라 균열 폭의 축소 거동시 양측 판체간 충돌로 인하여 균열 게이지가 파손될 수 있고, 완만한 경사의 경우 증폭 효과가 미미할 수 있으므로, 지지경사면(35) 및 활강경사면(45)은 균열의 진행 방향선과 45도 내지 60도의 경사를 가지는 것이 바람직하다.
이러한 구조의 본 발명 균열 게이지는 균열 양측에 각각 판체가 부착되는 전통적 균열 게이지의 기본 구조에 대한 대대적인 변경 없이도 월등한 계측 정도(精度) 향상을 발현할 수 있는 것으로, 설치 및 계측 전반에 있어서 사용법이 극히 간편함은 물론 제작 역시 용이한 장점을 가진다.
한편, 도 5 및 도 6은 자석과 철판 사이에 작용하는 자착력(磁着力)을 활용하여, 지지경사면(35)과 활강경사면(45)간 밀착 상태를 조성 내지 유지할 수 있도록 한 것으로, 이로써 본 발명 균열 게이지의 설치 방향에 대한 제약을 완화할 수 있을 뿐 아니라 일층 정밀한 계측이 가능하게 된다.
즉, 도 5에서와 같이, 부착판(30)의 지지경사면(35) 내측에는 지지경사면(35)과 평행한 매입철판(71)을 설치하고, 하강판(40)의 활강경사면(45) 중앙부 내측에는 매입자석(72)을 설치하여, 도 6에서와 같이, 지지경사면(35)과 활강경사면(45)을 상호 근접시키는 자착력이 상시 작용하도록 한 것으로, 도 5에서와 같이 부착판(30) 배면의 지지경사면(35) 주변에는 매입철판(71)과 동일한 형상의 철판매입홈(37)을 요입 형성하여 이 철판매입홈(37)에 매입철판(71)을 결합하여 설치하고, 하강판(40) 배면의 활강경사면(45) 중앙부 주변에는 매입자석(72)과 동일한 형상의 자석매입홈(47)을 요입 형성하여 이 자석매입홈(47)에 매입자석(72)을 결합하여 설치하는 것이다.
이로써, 도 6에서와 같이, 부착판(30)의 지지경사면(35)과 하강판(40)의 활강경사면(45) 사이에는 이들 구성을 상호 밀착시키려는 자착력이 상시 작용하게되어, 균열의 진행에 따른 부착판(30)과 하강판(40)의 상대 이동과정에서 지지경사면(35)과 활강경사면(45)간 불필요한 이격이 억제될 수 있다.
이렇듯 자착력에 의하여 부착판(30)의 지지경사면(35)과 하강판(40)의 활강경사면(45)이 긴밀하게 밀착될 수 있으나 이는 활동을 제한하는 완전 고착 상태를 의미하는 것은 아니며, 구조물의 균열 진행에 따라 양측 판체의 상대 이동을 야기하는 힘은 상기 자착력을 월등하게 상회할 수 밖에 없으므로, 판체간 상대 이동 및 이를 통한 균열 계측은 원활하게 수행될 수 있다.
10 : 내판
20 : 외판
30 : 부착판
35 : 지지경사면
37 : 철판매입홈
40 : 하강판
41 : 활동홈
45 : 활강경사면
47 : 자석매입홈
50 : 고정판
51 : 유도돌부
59 : 이탈방지판
71 : 매입철판
72 : 매입자석
91 : 정착부
92 : 표척
93 : 지시선

Claims (2)

  1. 피검체인 구조물의 균열 부위 양측에 각각 판체가 부착되어 균열 폭의 변동에 따라 양측 판체가 상대 이동하는 균열 게이지에 있어서,
    피검체의 균열 일측 부위에는 부착판(30)이 부착되되, 부착판(30)의 균열측 단부에는 표척(92)이 표시된 지지경사면(35)이 형성되어 부착판(30)의 상부 폭에 비하여 하부 폭이 확대되고, 부착판(30)의 균열 타측 단부에는 정착부(91)가 형성되어 정착부(91)가 피검체에 정착 고정되며;
    피검체의 균열 타측 부위에는 고정판(50)이 부착되되, 고정판(50)의 중심부에는 유도돌부(51)가 돌출 형성되고;
    고정판(50)의 전면(前面)에는 하강판(40)이 설치되되, 하강판(40)의 균열측 단부에는 지시선(93)이 표시된 활강경사면(45)이 형성되어 하강판(40)의 상부 폭에 비하여 하부 폭이 축소되고, 하강판(40)의 균열 타측 단부에는 수직 활동홈(41)이 절개 형성되어, 상기 유도돌부(51)에 수직 활동홈(41)이 자유롭게 활동 가능하도록 결합되며;
    부착판(30)의 지지경사면(35)과 하강판(40)의 활강경사면(45)이 상호 밀착되되 피검체의 균열 폭이 확대됨에 따라, 활동홈(41)을 통하여 고정판(50)의 유도돌부(51)에 결합된 하강판(40)이 하강하면서 지지경사면(35)을 따라 활강경사면(45)이 하강 활동됨을 특징으로 하는 경사 하강형 균열 게이지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    부착판(30)의 지지경사면(35) 내측에는 지지경사면(35)과 평행한 매입철판(71)이 설치되고;
    하강판(40)의 활강경사면(45) 중앙부 내측에는 매입자석(72)이 설치되어, 지지경사면(35)과 활강경사면(45)간 자착력이 작용함을 특징으로 하는 경사 하강형 균열 게이지.
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