KR101107205B1 - 도로 교량의 상판 안전진단 방법 - Google Patents

도로 교량의 상판 안전진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 구동이 가능한 이동활차(30);와,
이동활차(30)의 지지봉(31)에 결합되고 수직봉(40), 연결대(45) 및 격자봉(50)으로 구성된 연결부재(60);와,
지지봉(31), 수직봉(40) 및 연결대(45)의 내측에 삽입된 전선(56)에 연결되고 격자봉(50)에 인접되어 설치되는 센서(58);와,
격자봉(50)의 중앙에 관통설치되어 스프링(75)에 의해 상,하로 유동되고 하부에 롤러 연결로드(80)가 결합된 이동로드(70)로 구성된 이동부재(90);를 포함하여 구성된 측면처짐 진단장치(100)가 위치되되,
상기 이동활차(30)에는 콘트롤부(35)가 설치되고, 상기 콘트롤부(35)에는 온/오프 스위치(36), 센서 스위치(37) 및 판독장치(38)가 구성되며,
센서를 통해 점검된 데이터와 판독장치에 축적된 최초 설계 자료 데이터와의 차이에 의해 상판(15) 또는 스틸박스(14)의 처짐상태가 진단될 수 있는 도로 교량의 상판 안전진단 방법;이 제공된다.
도로, 교량, 상판, 안전진단

Description

도로 교량의 상판 안전진단 방법{SAFETY CHECK-UP METHOD OF STEEL BOX SLAB SECTION OF BRIDGE}
본 발명은 도로 교량의 상판에 대한 안전진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안전진단용 측면처짐 진단장치를 이용하여 자동적으로 상판의 일측 또는 양측의 처짐 상태를 진단할 수 있고, 이에 교량 구조물의 관리 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 도로 교량의 상판 안전진단 방법에 관한 것이다.
교량은 하부 구조물과 상부 구조물 및 하부 구조물과 상부 구조물을 연계하는 교좌장치 등의 부속시설로 구성되며, 교량은 하천을 관통하도록 시공되는 경우가 많다.
도 1은 일반적인 교량의 단면 상태를 나타내는 도면으로, 하천(S)에는 하천을 가로지르고 주변 도로와 연계되는 교량(20)이 시공되되, 방석 기초(11)의 상부에 연접되어 교각(12)이 시공되고, 교각(12) 코핑에는 상면에 교좌장치 또는 베어링 등과 같은 부속시설(13)이 안착되며, 부속시설(13)의 상부에 상판(15)을 지지시키는 스틸박스(14)가 안착된다.
상기 교량(20)은 교각(12)의 침하 또는 부속시설(13)의 오작동 등에 따라 상 판(15)의 이탈이 발생되어 대형의 인명사고가 발생된 예가 있는 바, 안전사고를 미연에 방지하기 위해 교좌장치 또는 베어링 등과 같은 부속 시설(13)에 대한 정밀 검사가 필요함은 물론 상부 구조물에 대한 안전진단용 시설물의 설치가 필요한 실정이다.
도 1과 같이, 교량이라 함은 하천 ·호소(湖沼) ·해협 ·만(灣) ·운하 ·저지 또는 다른 교통로나 구축물(構築物) 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물로, 교량기초의 상부에 교좌장치가 설치되고, 그 상부에는 상판을 지지하는 스틸박스가 고정설치된다.
이러한 용도로 사용되는 교량은 상부에서의 지속적인 하중과, 교량이 설치되는 지반의 변화 및 교좌장치의 변형 등 여러 이유로 인해 상부구조물에 처짐이 발생하는 등의 변위가 발생하게 되는 문제점이 발생하였다.
이러한 교량에서의 변위가 발생되면, 교량기초 및 스틸박스의 안정성 문제가 발생하게 되었으며, 현재에는 상부 구조물에 대한 처짐 등과 같은 변위를 측정하는 장치가 없어 교량의 안정성 측면을 측정할수 없는 경우가 대부분이었다.
이와 같이, 교량에 대한 정밀한 안전진단 작업은, 교량 시설물의 보호라는 측면과 안전사고를 미연에 방지하는 측면에서 꼭 필요한 실정이라 할 것이다.
본 발명은 상술한 내용을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명은, 상판 또는 스틸박스의 하부 바닥면에 밀착된 롤러가 회전이동하며 얻어지는 데이터를 최초 설계 자료 데이터와 비교하여 상판 또는 스틸박스의 처짐 상태를 진단할 수 있도록 측면처짐 진단장치가 사용되는 관계로 매월 실시되는 정기적인 진단 또는 실시간 진단 작업의 효율성이 향상되고, 센서와 이동로드의 접촉에 의해 데이터가 축적되므로 데이터 축적의 효율성이 향상되며, 교량 구조물에 대한 정밀한 진단을 이룰 수 있는 교량의 상판 안전진단 방법;을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 목적 달성을 위해, 본 발명은, 구동이 가능한 이동활차;와, 이동활차의 지지봉에 결합되고 수직봉, 연결대 및 격자봉으로 구성된 연결부재;와, 지지봉, 수직봉 및 연결대의 내측에 삽입된 전선에 연결되고 격자봉에 인접되어 설치되는 센서;와, 격자봉의 중앙에 관통설치되어 스프링에 의해 상,하로 유동되고 하부에 롤러 연결로드가 결합된 이동로드로 구성된 이동부재;를 포함하여 구성된 측면처짐 진단장치가 위치되되,
상기 이동활차에는 콘트롤부가 설치되고, 상기 콘트롤부에는 온/오프 스위치, 센서 스위치 및 판독장치가 구성되며, 센서를 통해 점검된 데이터와 판독장치에 축적된 최초 설계 자료 데이터와의 차이에 의해 상판 또는 스틸박스의 처짐상태가 진단될 수 있는 도로 교량의 상판 안전진단 방법;이 제공된다.
또한, 센서는 연결대와 격자봉이 결합되는 위치의 연결대 내측에 위치되되, 센서의 접촉부가 이동로드의 이동구간 중앙에 접촉되어 롤러 연결로드에 결합된 롤러가 상판 또는 스틸박스의 하부 바닥에 밀착되어 회전이동되며 데이터가 축적되는 도로 교량의 상판 안전진단 방법;이 제공된다.
또한, 지지봉, 수직봉, 연결대 및 격자봉은 원형 파이프가 이용되어 제작되되, 수직봉과 격자봉에는 최상부에 원형캡이 결합되고, 격자봉에 결합된 원형캡에는 중앙에 관통홀이 형성되어 이동로드가 관통되고 이동로드의 하부에 결합된 롤러 연결로드의 롤러가 스프링에 의해 상판 또는 스틸박스의 하부 바닥면에 밀착지지된 상태에서 데이터가 축적되는 도로 교량의 상판 안전진단 방법;이 제공된다.
상술한 본 발명에서 발생되는 효과를 하기에 설명한다.
본 발명에 따르면 주행이 가능한 측면처짐 진단장치를 이용하여 자동적으로 상판의 일측 또는 양측의 처짐 상태를 진단할 수 있어 교량 구조물의 안전성을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 측면처짐 진단장치를 통해 교량 구조물의 상부 구조물에 대한 상태를 점검 및 진단할 수 있게 되므로 도로 관리자는 교량 구조물에 대한 관리 효율을 향상시킬 수 있는 효과도 부가적으로 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면 센서와 이동로드의 접촉에 의해 데이터가 축적되므로 데이터 축적의 효율성이 향상되며, 교량 구조물에 대한 정밀한 진단을 이룰 수 있는 효과도 부가적으로 얻을 수 있게 된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명한다.
도 2는 본 발명 측면처짐 진단장치가 설치된 교량의 단면 상태를 나타내는 도면, 도 3은 본 발명 측면처짐 진단장치를 나타내는 사시도, 도 4는 도 2의 A부 확대 상세도면, 도 5는 본 발명 측면처짐 진단장치를 개략적으로 설명하기 위한 블록도, 도 6은 본 발명 측면처짐 진단장치의 상세 작동 상태를 나타내는 도면이다.
참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.
교량(20)에는 상판(15)에 측면처짐 진단장치(100)가 위치되어 상판(15) 또는 스틸박스(14)에 대한 처짐 상태를 진단할 수 있게 된다. 상기 측면처짐 진단장치(100)는, 구동이 가능한 이동활차(30)와, 이동활차(30)의 지지봉(31)에 결합되고 수직봉(40), 연결대(45) 및 격자봉(50)으로 구성된 연결부재(60)와, 지지봉(31), 수직봉(40) 및 연결대(45)의 내측에 삽입되는 전선(56)에 연결된 센서(58)와, 격자봉(50)의 중앙에 관통설치되어 스프링(75)에 의해 상,하로 유동되고 하부에 롤러 연결로드(80)가 결합된 이동로드(70)로 구성된 이동부재(90)를 포함하여 구성된다.
상기 이동활차(30)는 직육면체 형태로, 상면에 밧데리와 바퀴를 회전시키는 구동부가 설치되고, 직육면체 형태의 몸체의 상면 폭 일측 또는 양측에 지지봉(31)이 2개씩 돌출형성되며, 하면에 바퀴가 설치되어 구동부에 의해 구동된다.
상기 이동활차(30)에는 콘트롤부(35)가 설치되고, 상기 콘트롤부(35)에는 온/오프 스위치(36), 센서 스위치(37) 및 판독장치(38)가 설치된다.
상기 이동활차(30)에는 지지봉(31)이 일측 또는 양측에 입설되되, 지지봉(31)은 원형 파이프가 이용되어 제작되고, 상부 내주면에 나사산이 절삭되어 상부에 수직봉(40)이 볼트결합된다.
상기 수직봉(40)은 원형 파이프가 이용되고, 하부 외주면에 나사산이 절삭되어 지지봉(31)에 볼트결합되며, 상면에는 원형캡이 결합되며, 상기 수직봉(40)에는 연결대(45)가 결합된다.
상기 연결대(45)는 원형 파이프가 이용되어 제작되고, 길이 양측에 원형 고리가 형성되어 수직봉(40)과 격자봉(50)의 외주면에 원형 고리가 밀착된 상태에서 볼트가 체결되어 고정된다.
상기 지지봉(31), 수직봉(40) 및 연결대(45)의 내측에는 전선(56)이 삽입되고, 전선에는 센서(58)가 연결되며, 상기 센서(58)는 연결대(45)와 격자봉(50)이 결합되는 위치의 연결대(45) 내측에 위치된다.
상기 격자봉(50)은 도 6을 기준으로 '」'자 형태로 원형 파이프가 이용되어 제작되고, 격자봉(50)은 수직봉과 마찬가지로 상부에 원형캡이 볼트결합되며, 격자봉(50)에는 길이가 긴(張) 원형 파이프의 내주면을 이동로드(70)가 관통하여 삽입되고, 이동로드(70)에는 수평하게 롤러 연결로드(80)가 볼트체결되어 결합된다.
상기 이동로드(70)는 강봉을 이용하여 제작되고, 하부 외주면에 원형 돌부(72)가 외측으로 돌출형성되며, 상부에 센서(58)의 접촉부와 밀착되는 이동구간이 도시된다.
상기 롤러 연결로드(80)는 강봉을 이용하여 제작되고, 이동로드(70)와 결합 되는 측 외주면에 나사산이 절삭되어 이동로드(70)에 볼트결합되며, 나사산이 절삭되지 않은 대향측에 롤러(85)가 결합된다.
상술한 구성을 가지는 상기 측면처짐 진단장치(100)를 이용한 작동 상태를 하기에 설명한다.
먼저, 교량 상판(15)의 일측에서만 상판의 측면처짐 정도를 측정하는 상태를 설명한다.
이동활차(30)에는 밧데리와 구동부가 구성되어 이동활차(30)가 구동되며, 상기 이동활차(30)의 지지봉(31)에 결합되는 연결부재(60)를 구성하는 수직봉(40), 연결대(45) 및 격자봉(50)이 결합되며, 상기 수직봉(40), 연결대(45) 및 격자봉(50)은 교량의 상판(15)에 맞추어 현장 제작이 가능하다.
즉, 이동활차(30)에는 상면의 폭 일측에 하나의 지지봉(31)이 형성되고, 지지봉(31)에 연결부재(60)가 결합된다.
이에, 이동활차(30)는 콘트롤부(35)의 온/오프 스위치(36)와 센서 스위치(37)를 작동하게 되면, 이동활차(30)가 이동하면서 상판(15)의 높낮이, 즉 처짐 상태가 센서(58)를 통해 콘트롤부(35)로 데이터가 송부된다.
상기 센서(58)는 전방의 돌출핀이 이동로드(70)의 이동구간을 도시한 이동로드(70)의 절개된 중앙에 밀착되어 이동로드(70)의 상,하 수직으로 유동될 때 유동되는 거리를 측정하게 된다.
상기 콘트롤부(35)에는 판독장치가 설치되어 있고, 판독장치에는 교량에 대한 최초 설계자료 데이터가 축적되어 있으며, 이동활차가 이동되면서 점검한 데이 터를 통해 높이차, 즉 상판(15)의 측면처짐 상태를 판독하게 된다.
이와 같이 상기 측면처짐 진단장치(100)를 이용하여 매월 정기적으로 점검하여 데이터를 축적할 수 있고, 이렇게 축적된 자료는 출근 시간, 점심 시간, 및 퇴근 시간 등과 같이 시간별로도 점검가능하다.
또한, 도 3은 교량 상판(15)의 양측에서 상판의 측면처짐 정도를 측정하는 측면처짐 진단장치(100)를 도시하고 있는데, 이동활차(30)에는 상면의 폭 양측에 지지봉(31)이 입설되고, 이에 2개의 이동활차(30)는 'ㄷ'자형 연결봉을 통해 연결되어 상판(15)의 양측에 대한 측면처짐 정도를 측정할 수 있게 된다.
한편, 상기 격자봉(50)에는 내부에 이동로드(70)가 관통되고 스프링(75)이 원형돌부의 하부에 삽입되어 있어 이동로드는 상,하로 유동가능하게 되고, 이동로드(70)의 하부에 볼트결합된 롤러 연결로드(80)의 롤러(85)가 상판(15) 또는 스틸박스(14)의 하면에 밀착된 상태를 유지하게 되며, 따라서 이동활차(30)의 이동에 따라 이동로드(70)의 상,하 이동상태를 센서(58)를 통해 측정하게 되면 상판(15) 또는 스틸박스(14)의 처짐상태를 알 수 있게 된다.
상기와 같은 측면처짐 진단장치(100)가 상판의 측면처짐 상태를 측정하기 위해 어떻게 설치되는지를 설명한다.
먼저, 교량 상판(15)에는 일측 또는 양측에 이동활차(30)가 위치된다.
상판(15)의 일측에 이동활차(30)가 위치된 경우에는 몸체의 상면 폭 일측에만 지지봉(31)이 입설되고, 상판(15)의 양측에 이동활차(30)가 위치된 경우에는 몸체의 상면 폭 양측에 지지봉(31)이 입설된다.
이동활차(30)의 몸체 상면에 지지봉(31)이 입설되는 경우, 지지봉(31)의 하부 외주면에 나사산을 절삭하여 상면에 볼트결합시킬 수 있다.
다음으로, 이동활차(30)에는 연결부재(60)가 결합된다.
연결부재(60)는 수직봉(40), 연결대(45) 및 격자봉(50)이 모두 원형 파이프를 이용하여 제작되는 바, 이동활차(30)의 상면에 입설된 지지봉(31), 수직봉(40) 및 연결대(45)에는 내측에 전선(56)이 삽입되어 센서(58)와 연결시킨다.
수직봉(40)과 격자봉(50)은 원형 파이프의 상부 외주면에 연결대(45)의 원형 고리가 밀착된 상태에서 볼트를 체결하여 고정하게 된다.
또한, 격자봉(50)에는 내측에 이동로드(70)가 관통되도록 위치된 상태에서 롤러 연결로드(80)를 이동로드(70)에 볼트체결시킨다.
다음으로, 상판(15)의 양측에 이동활차(30)가 설치되는 경우 'ㄷ'자형 연결봉이 연결된다.
이때 'ㄷ'자형 연결봉(55)은 2대의 이동활차가 사용되는 경우 같은 속도로 구동될 수 있도록 2조를 설치함이 바람직하고, 2대의 이동활차(30)가 사용되는 경우에는 콘트롤부(35)에서 2대의 이동활차를 동시에 제어할 수 있도록 한다.
특히, 'ㄷ'자형 연결봉(55)에는 틀어짐을 방지할 수 있도록 도면상 미도시되었지만 변형방지용 X자형 보강대를 설치하여 볼트결합 또는 용접 결합시킬 수 있다.
이에 따라, 이동활차(30)의 몸체 상면 폭에는 2개의 지지봉(31)이 수직으로 입설되고, 2개의 지지봉(31)에 'ㄷ'자형 연결봉(55)이 볼트결합 또는 용접으로 고 정된다.
뿐만 아니라, 측면처짐 진단장치(100)를 사용하여 스틸박스의 측면처짐 상태를 측정하는 경우, 스틸박스(14)는 상판(15)의 하면에서 밀착지지되어 사용되므로 격자봉(50), 이동로드(70), 롤러 연결로드(80)의 길이가 상판(15)에서 사용될 때와 차이를 가지게 된다.
이와 같이, 현장여건에 따라 연결부재(60)와 이동부재(90)의 길이 및 두께는 조정될 수 있다.
도 1은 일반적인 교량의 단면 상태를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명 측면처짐 진단장치가 설치된 교량의 단면 상태를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명 측면처짐 진단장치를 나타내는 사시도,
도 4는 도 2의 A부 확대 상세도면,
도 5는 본 발명 측면처짐 진단장치를 개략적으로 설명하기 위한 블록도,
도 6은 본 발명 측면처짐 진단장치의 상세 작동 상태를 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
14; 스틸박스 15; 상판 20; 교량
30; 이동활차 31; 지지봉 40; 수직봉
45; 연결대 50; 격자봉 55; 'ㄷ'자형 연결봉
60; 연결부재 70; 이동로드 75; 스프링
80; 롤러 연결로드 85; 롤러 90; 이동부재
100; 측면처짐 진단장치

Claims (4)

  1. 구동이 가능한 이동활차(30);와,
    이동활차(30)의 지지봉(31)에 결합되고 수직봉(40), 연결대(45) 및 격자봉(50)으로 구성된 연결부재(60);와,
    지지봉(31), 수직봉(40) 및 연결대(45)의 내측에 삽입된 전선(56)에 연결되고 격자봉(50)에 인접되어 설치되는 센서(58);와,
    격자봉(50)의 중앙에 관통설치되어 스프링(75)에 의해 상,하로 유동되고 하부에 롤러 연결로드(80)가 결합된 이동로드(70)로 구성된 이동부재(90);를 포함하여 구성된 측면처짐 진단장치(100)가 위치되되,
    상기 이동활차(30)에는 콘트롤부(35)가 설치되고, 상기 콘트롤부(35)에는 온/오프 스위치(36), 센서 스위치(37) 및 판독장치(38)가 구성되며,
    센서를 통해 점검된 데이터와 판독장치에 축적된 최초 설계 자료 데이터와의 차이에 의해 상판(15) 또는 스틸박스(14)의 처짐상태가 진단될 수 있는 도로 교량의 상판 안전진단 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동활차(30)는 직육면체 형태로 형성된 몸체의 상면에 밧데리와 바퀴를 회전시키는 구동부가 설치되고, 직육면체 형태의 몸체의 상면 폭 일측 또는 양측에 지지봉(31)이 돌출형성되며, 하면에 바퀴가 설치되어 구동부에 의해 구동되고, 상기 이동활차(30)에는 지지봉(31)이 일측 또는 양측에 입설되 되, 지지봉(31)은 상부 내주면에 나사산이 절삭되어 수직봉(40)이 볼트결합되며,
    상기 수직봉(40)은 하부 외주면에 나사산이 절삭되고 상면에 원형캡이 결합되며, 상기 연결대(45)는 길이 양측에 원형 고리가 형성되어 수직봉(40)과 격자봉(50)의 외주면에 원형 고리가 밀착되어 볼트가 체결되어 고정되며,
    상기 격자봉(50)에는 길이가 긴(張) 원형 파이프의 내주면을 이동로드(70)가 관통하여 삽입되고 이동로드(70)에 수평하게 롤러 연결로드(80)가 볼트체결되며,
    상기 이동로드(70)는 하부 외주면에 원형 돌부(72)가 외측으로 돌출형성되고 상부에 센서(58)의 접촉부와 밀착되는 이동구간이 도시되며, 상기 롤러 연결로드(80)는 외주면에 나사산이 절삭되어 이동로드(70)에 볼트결합되고 나사산이 절삭되지 않은 대향측에 롤러(85)가 결합되는 구조를 가지는 측면처짐 진단장치(100)가 설치되어 상판(15) 또는 스틸박스(14)의 처짐상태가 진단되는 것을 특징으로 하는 도로 교량의 상판 안전진단 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 센서(58)는 연결대(45)와 격자봉(50)이 결합되는 위치의 연결대(45) 내측에 위치되되, 센서의 접촉부가 이동로드(70)의 이동구간 중앙에 접촉되어 롤러 연결로드(80)에 결합된 롤러(85)가 상판(15) 또는 스틸박스(14)의 하부 바닥에 밀착되어 회전이동되며 데이터가 축적되는 도로 교량의 상판 안전진단 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지봉(31), 수직봉(40), 연결대(45) 및 격자봉(50)은 원형 파이프가 이용되어 제작되되, 수직봉(40)과 격자봉(50)에는 최상부에 원형캡이 결합되고, 격자봉(50)에 결합된 원형캡에는 중앙에 관통홀이 형성되어 이동로드가 관통되고 이동로드의 하부에 결합된 롤러 연결로드의 롤러가 스프링(75)에 의해 상판 또는 스틸박스의 하부 바닥면에 밀착지지된 상태에서 데이터가 축적되는 도로 교량의 상판 안전진단 방법.
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