KR101715641B1 - Bridge Lifting Up-Down System Using Laser Sensor and Operating Method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 교량 인상 인하 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 센서를 설치하여 상하 변위 측정 정밀도가 매우 높고, 측방향 변위도 모니터링하여 사고를 미연에 예방할 수 있는 교량 인상 인하 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a bridge lifting system, and more particularly, to a bridge lifting system capable of precisely preventing an accident by monitoring a lateral displacement by providing a laser sensor so that the accuracy of measurement of vertical displacement is high.
교량의 상판은 교각 상에 설치된다. 교량과 교각 사이에는 상호 간의 변위와 진동을 허용하는 교좌가 설치된다. 교좌는 교량과 교각 사이의 상대적인 변위와 진동에 의해 마모되는데, 일정 주기가 지나면 교좌의 유지보수나 교체가 요구된다.The top plate of the bridge is installed on the bridge. Between the bridges and the piers, a bridge is installed to allow mutual displacement and vibration. The timber is worn by the relative displacement and vibration between the bridge and the pier. Maintenance and replacement of the timber are required after a certain period of time.
이에 종래에는 교각에 대해 교량을 들어올린 상태에서 교좌를 교체하기 위해, 교량을 들어올리는 교량 인상 시스템을 사용하였다.Conventionally, a bridge lifting system was used to lift the bridge to replace the bridge with the bridge raised.
교량은 매우 거대하고 고중량물이기 때문에, 약간의 무게 중심의 오차만으로도 하중이 어느 일측에 쏠려 큰 사고로 이어질 수 있다. 따라서 상술한 교량 인상 시스템은 교량과 교각 사이의 공간에 설치되어 교량을 들어올림에 있어서 교량을 떠받치는 모든 인상 장치가 동일한 변위로 이동하도록 제어되어야 한다.Since bridges are very large and heavy, only a slight center-of-gravity error can lead to a serious accident where the load is directed to one side. Therefore, the bridge lifting system described above should be installed in a space between a bridge and a bridge to control all lifting devices supporting the bridge to move to the same displacement in lifting the bridge.
이러한 점을 감안하여 종래에는, 교량을 떠받치는 인상 장치를 유압잭으로 구성하고, 교량이 들어올려지는 변위를 각 인상 장치 설치 위치에서 측정하고, 상기 변위가 모두 동일하도록 유압잭을 작동시키어 교량을 동조 인상하거나 인하하였다.In view of this, conventionally, a lifting device supporting a bridge is constituted by a hydraulic jack, a displacement at which the bridge is lifted is measured at each lifting device installation position, a hydraulic jack is operated so that the displacements are all the same, Or lowered.
종래에 사용되던 변위 측정 장치는 케이블 릴에 감겨 있는 케이블을 교량에 부착하여 케이블 릴이 풀리는 길이를 측정하여 변위를 측정하는 방식이 사용되었다.In the conventional displacement measuring device, a cable wound around a cable reel is attached to a bridge to measure a length of a cable reel to be released and a displacement is measured.
그러나 이러한 방식은 교량의 상하 방향의 변위만을 전제로 측정되는 방식이기 때문에, 교량이 측방으로 변위가 발생하였을 때 이를 측정하지 못하는 한계가 있었다. 즉 종래의 변위 측정 방식은 여러 측정 위치에서 상하 변위에 편차가 발생할 때 이를 근거로 교량이 기울어질 수 있다는 점을 인지할 수 있었을 뿐이어서, 여러 측정 위치에서 상하 변위에 편차가 없으면서 교량이 측방향으로 변위하는 것을 파악할 수 없었다.However, since this method is based only on the displacement of the bridge in the vertical direction, there is a limitation in measuring the displacement when the bridge is displaced laterally. In other words, in the conventional displacement measurement method, it is only possible to recognize that the bridge can be inclined based on the deviation in the vertical displacement at various measurement positions, so that there is no deviation in the vertical displacement at the various measurement positions, As shown in Fig.
또한 종래의 교량 변위 측정 방식은 케이블과 인코더를 사용하였기 때문에 변위 측정의 정밀도가 떨어지는 문제가 있었다.In addition, since the conventional bridge displacement measuring method uses a cable and an encoder, there is a problem that accuracy of displacement measurement is inferior.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상하 방향으로의 변위뿐만 아니라 측방향으로의 변위도 정밀한 측정이 가능하여 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있는 교량 인상 인하 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a bridge raising and lowering system capable of precisely measuring not only displacement in the vertical direction but also displacement in the lateral direction, .
또한 본 발명은, 유압계통과 별도로 간편하게 설치할 수 있는 계측기를 더 포함하는 교량 인상 인하 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a bridge lifting system that further includes a meter that can be installed separately from the hydraulic system.
또한 본 발명은 동일한 현장에서 서로 다른 설치 환경을 가지는 위치에 계측기를 설치하여도 간단하게 영점을 맞출 수 있는 교량 인상 인하 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a bridge raising and lowering system capable of easily setting a zero point even if a meter is installed at a site having different installation environments in the same site.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 인상시키고자 하는 구조물의 하부에 설치되는 복수 개의 유압잭(20); 상기 복수 개의 유압잭(20)과 유압라인(30)으로 연결되어 각 유압잭(20)에 유압을 제공하는 하나 이상의 유압분배기(40); 상기 하나 이상의 유압분배기(40)와 연결되어 상기 유압분배기(40)에 유압을 공급하는 유압제어펌프(50); 및 상기 유압분배기(40)와 유압제어펌프(50) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하는 교량 인상 인하 시스템으로서, 상기 구조물의 하부에 추가적으로 설치되어 상기 구조물의 상하 방향의 변위 및 좌우 방향의 변위를 측정하는 복수 개의 계측기(10); 상기 계측기에 마련되어 상기 계측기에서 측정된 상하 방향의 변위와 좌우 방향의 변위를 송신하는 제1무선통신부(13); 및 상기 제어장치(60)에 설치되어 상기 복수 개의 제1무선통신부(13)와 무선 통신하는 제2무선통신부(61);가 설치된 것을 특징으로 하는 교량 인상 인하 시스템을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a hydraulic lifting apparatus comprising: a plurality of
여기서 상기 계측기(10)는: 함체(11); 상기 함체(11)에 설치되는 상하변위 센서(121); 상기 함체(11)에 설치되는 측방변위 센서(126); 및 상기 상하변위 센서(121), 측방변위 센서(126), 그리고 제1무선통신부(13)에 전원을 공급하는 전원부(14);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the meter (10) comprises: a housing (11); A
여기서 상기 상하변위 센서(121)는: 상방으로 레이저를 조사하여 거리를 측정하는 레이저 변위센서(122); 상기 함체(11)에 고정되며 연직방향으로 연장된 상하연장레일(124); 및 상기 레이저 변위센서(122)에 설치되고, 상기 상하연장레일(124)의 길이방향을 따라 고정 가능하게 이동하는 가이드러너(123);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The
여기서 상기 측방변위 센서(126)는: 상기 함체에 설치되며 상하방향으로 연장과 신축이 가능한 텔레스코픽 스틱(127); 상기 텔레스코픽 스틱(127)의 기단부 쪽의 측방향 각도 변위를 허용하거나 제한하는 수직고정/해제부(1271); 상기 텔레스코픽 스틱(127)의 기단부 쪽의 측방향 각도 변위를 감지하는 각도 변위 감지부(1272); 상기 텔레스코픽 스틱(127)의 선단부에 설치되는 조인트(128); 및 상기 조인트(128)의 상단에 마련되어 상기 구조물의 하면에 고정되는 고정구(129);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the
여기서 상기 조인트(128)는: 구 형상의 볼(1281); 및 상기 볼(1281)의 중심에 대해 선회 가능하도록 상기 볼(1281)의 외면을 감싸는 볼커버(1282)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the joint 128 comprises: a
여기서 상기 제어장치(60)는 상기 상하변위 센서(121)에 의해 측정된 구조물의 상하방향 변위 값과 상기 각도 변위 감지부(1272)에 의해 측정된 각도 변위 값으로부터 상기 구조물의 측방향 변위를 산출하고, 산출된 상기 측방향 변위가 기준 변위를 넘는 경우 비상 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.Here, the
본 발명에 의하면, 상하 방향으로의 변위뿐만 아니라 측방향으로의 변위도 정밀한 측정이 가능하여 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to precisely measure not only the displacement in the vertical direction but also the displacement in the lateral direction, so that unexpected accident can be prevented in advance.
또한 본 발명에 의하면 계측기를 유압계통과 별도로 간편하게 설치할 수 있어 숙련되지 않은 사용자도 설치와 운용이 가능하다. In addition, according to the present invention, the measuring instrument can be installed separately from the hydraulic system so that an untrained user can install and operate the apparatus.
또한 본 발명은 동일한 현장에서 서로 다른 설치 환경을 가지는 위치에 계측기를 설치하여도 간단하게 영점을 맞출 수 있다.Also, the present invention can easily set the zero point even if the instrument is installed at a position having different installation environments on the same site.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
도 1은 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템의 기본 개념을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템을 측면에서 개략적으로 나타낸 도면,
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템의 계측기의 정면도와 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템의 네트워크 구성을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템에 의해 교량이 정상적으로 인상 또는 인하되는 상태를 나타낸 도면, 그리고
도 7은 교량이 비정상적으로 인상 또는 인하되는 상태를 나타낸 도면이다.1 is a view for explaining a basic concept of a bridge lifting system according to the present invention,
Figure 2 is a schematic side view of a bridge lifting system according to the present invention,
3 and 4 are a front view and a side view of a meter of the bridge lifting system according to the present invention,
5 is a view showing a network configuration of a bridge pull-up reduction system according to the present invention,
6 is a view showing a state where the bridge is normally lifted or lowered by the bridge lifting system according to the present invention, and
7 is a view showing a state in which the bridge is abnormally raised or lowered.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.
교량구조물은 교대와 교각 위에 교좌가 설치되고, 교량 상판이 상기 교좌 상에 설치되는 방식으로 시공된다. 교량 상판에는 가령 차도가 마련될 수 있다. 차량이 교량 상판을 지속적으로 통행함에 따라 큰 하중이 반복 지속적으로 교좌에 가해진다. 따라서 교좌는 시간이 지남에 따라 마모와 손상이 진행되고, 적절한 시기에 교좌의 유지보수가 필요하다. 교좌의 유지 보수를 위해서는 교좌 상에 얹어져 있는 교량 상판을 인상시켜야 한다. 또한 교좌의 유지 보수 또는 교체가 마무리된 후에는 다시 교량 상판을 교좌 위에 정확히 거치해야 한다.The bridge structure is constructed in such a manner that a bridge is installed on the bridge and the bridge, and a bridge top plate is installed on the bridge. For example, a roadway can be provided on the bridge top. As the vehicle continues to pass through the bridge deck, large loads are repeatedly applied to the grid. Therefore, the abrasion and damage are progressed over time, and maintenance of the abutment is necessary at the appropriate time. For the maintenance of the school, the bridge deck on the school should be raised. In addition, once the maintenance or replacement of the timetable is completed, the bridge deck should be mounted on the timetable again.
[교량 인상 인하 시스템의 개요][Outline of the system for reducing the bridge increase]
도 1은 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템을 측면에서 개략적으로 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a view for explaining the basic concept of a bridge lifting system according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a bridge lifting system according to the present invention.
교량(90)은 교좌(94)를 통해 교대와 교각(92) 상에 설치된다. 교좌의 유지보수를 위해 교량을 포함하는 교량 상판을 인상하기 위해서는, 도시된 바와 같이 복수 개의 유압잭(20)을 교량(90)과 교각(92) 및 교대 사이의 복수의 위치에 각각 설치하고, 이들을 유압라인(30)을 통해 유압제어펌프(50)에 연결하여 동시에 작동시킨다.The
유압라인(30)은 하나 이상의 유압분배기(40)를 통해 유압제어펌프(50)에 연결되고, 유압분배기(40) 및/또는 유압제어펌프(50)의 제어를 통해 모든 유압잭(20)에 동일한 유량의 오일이 유입되어 동일한 유압으로 유압잭(20)을 인상 또는 인하 시킨다. 본 발명의 실시예에서는 복수 개의 유압잭(20)이 2개의 유압분배기(40)에 의해 그룹 지어져 하나의 유압제어펌프(50)에 연결된 구조가 예시된다. 다만 유압잭(20)의 설치위치 및 개수, 유압잭(20)의 개수에 따라 유압분배기(40)에 의해 그룹 지어지는 그룹의 개수와 유압제어펌프(50)의 개수 등은 유압제어펌프(50)의 성능이나 용량, 유압잭(20)이 설치되는 범위 등을 고려하여 적절히 변경 내지 증설 등이 가능하다.The
이들 유압라인(30)은 유압제어펌프(50)로부터 유압분배기(40)를 거치며 상호 병렬로 연결되도록 구성함으로써 유압의 분배가 수월하게 이루어지도록 할 수 있다. 또한 상술한 유압분배기(40) 및/또는 유압제어펌프(50)의 제어는 유압제어펌프(50)에 연결된 제어장치(60)에 의해 이루어진다. 제어장치(60)와 유압제어펌프(50)에는 전원(70)이 연결되어 각 장치의 작동에 필요한 전력을 공급한다.These
유압분배기(40) 및/또는 유압제어펌프(50)에는 유압의 흐름 방향을 제어하는 4방향 3위치 밸브, 유압의 흐름을 허용하거나 차단하는 솔레노이드 밸브, 유압의 역류를 방지하는 체크밸브, 유압의 과압력을 방지하기 위한 릴리프 밸브 등이 설치될 수 있으며, 이들을 통한 유압 회로의 구성은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 현장의 상황과 장비 운용의 편의성 등을 감안하여 설계할 수 있다.The
유압잭(20)의 근방에는 해당 유압잭에 의해 들어올려지는 교량(90)의 인상 또는 인하 변위를 측정하기 위한 계측기(10)가 설치된다. 본 발명의 계측기(10)는 구조물인 교량의 상하방향으로의 변위는 물론 측방향으로의 변위도 측정하여 이를 상기 제어장치(60)에 송신한다. 이들 정보의 송수신은 후술할 계측기(10)의 제1무선통신부(13)와 제어장치(60)의 제2무선통신부(61) 사이에서 이루어진다.In the vicinity of the
하나의 제어장치(60)는 복수개의 계측기(10)로부터 변위 정보를 제공받고, 이들의 편차를 모니터링하며 구조물의 동조 인상과 인하를 제어한다. 교량의 상판은 상기 복수 개의 유압잭에 의해 인상 또는 인하되는데, 복수 개의 유압잭이 동일한 속도와 동일한 변위로 이동하여야 한다.One
이를 위해 본 발명에서는 유압잭 동조 인상(또는 인하)을 실시하게 되는데, 복수 개의 유압잭(20)이 동일한 속도와 동일한 변위로 이동하는 것을 보장하기 위해, 각 유압잭에 의해 인상 또는 인하되는 구조물의 복수 개의 위치에서의 변위 값을 지속적으로 측정하여 모니터링한다.In order to achieve this, in the present invention, a hydraulic jack synchronizing (or lowering) of the hydraulic jack is performed. In order to ensure that the plurality of
각 유압잭에 의해 들어올려지는 구조물 하부 개소 간의 변위 편차가 기 설정된 안전 편차 내에서 유지되면, 제어장치(60)는 각 유압잭(20)이 지속적으로 상방 또는 하방으로 이송되도록 제어할 수 있다. 반면, 지속적으로 모니터링하고 있는 복수의 위치에서의 구조물의 변위가 기 설정된 안전 편차를 벗어나게 되면 이를 안전 편차의 범위 내로 유지하기 위해 별도의 제어가 이루어진다. 가령 최대 변위가 발생한 구조물 위치의 유압잭은 잠시 작동을 중단시킨 상태로 나머지 유압잭을 이동시켜, 전체적으로 구조물의 변위가 기 설정된 안전 편차 범위 내에 들어오도록 한다. 이에 따라 각 위치에서의 변위가 안전 편차 내에 들어오면, 중단시켰던 유압잭을 재작동시켜 모든 유압잭이 목표 변위까지 작동하도록 제어한다.When the displacement deviation between the lower parts of the structure lifted by the respective hydraulic jacks is maintained within a predetermined safety deviation, the
또한, 본 발명에 따르면, 인상 또는 인하하는 구조물의 복수 개소에서의 상하 변위 편차뿐만 아니라, 측방향 변위도 모니터링한다. 만약 측방향 변위가 안전을 보장할 수 있는 기준 변위에서 벗어나게 되면, 제어장치(60)는 비상 제어를 실시하게 된다. 가령 비상 제어는, 모든 유압잭의 작동을 중단시키고 관리자에게 경고 알람을 전달하는 제어일 수 있다. Further, according to the present invention, the lateral displacement is monitored as well as the vertical displacement deviation at a plurality of places of the pulled or lowered structure. If the lateral displacement deviates from the reference displacement which can ensure safety, the
[교량 인상 인하 시스템의 계측기][Instrument of bridge reduction system]
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템의 계측기의 정면도와 측면도이다. 본 발명에 따른 계측기(10)는 도시된 바와 같이 대략 직육면체 형상의 함체(11)에 관련 부품들이 모두 설치된 모듈로서 일체로 제작되어 유압 회로와는 별도로 구성될 수 있다. 또한 계측기(10)의 전원부(14)는 계측기(10)의 계측과 계측 정보 송수신 동작에 요구되는 전원을 공급하는데, 2차전지인 배터리(142)를 활용함으로써, 현장에서 별도의 외부 전원 케이블을 연결할 필요 없이 설치 개소에 설치하는 것만으로도 사용이 가능하도록 하였다. 배터리(142)는 평상시 함체(11)의 전면에 마련된 충전단자를 통해 충전이 가능하도록 하였으며, 배터리가 노후되었거나 방전되어 즉시 교체할 필요가 있을 때 측면의 커버(141)를 함체(11)로부터 분리한 후 내부에 내장된 배터리를 교체하는 것이 가능하다.3 and 4 are a front view and a side view of a meter of the bridge lifting system according to the present invention. The
함체(11)의 전방에는 이 외에도 후술할 제1무선통신부의 작동을 표시하는 LED 표시램프, 후술할 레이저 변위센서의 작동 여부를 표시하는 LED 표시램프, 레이저 변위센서와 케이블로 연결되는 단자, 배터리 잔여 용량 표시부, 전원 스위치 등이 배치되며, 이동의 편의성을 위해 손잡이도 구비된다.An LED display lamp for indicating the operation of the first wireless communication unit to be described later, an LED display lamp for indicating whether the laser displacement sensor is to be described later, a terminal connected to the laser displacement sensor by a cable, A remaining capacity display unit, a power switch, and the like, and a handle is also provided for convenience of movement.
또한 함체(11)에는, 도시된 바와 같이 상하방향으로 연장된 바(bar) 형태의 상하연장레일(124)이 설치된다. 본 발명에서는 함체의 측면에서 'L'자 형태로 연장되어 나온 형태의 상하연장레일이 예시된다. 다만 상하연장레일은 연직방향으로 연장된 부분이 있어 후술할 레이저 변위센서(122)의 상하 방향 고정 이동이 가능하도록 구성하면 어떠한 형태라도 족하다.The
그리고 레이저 변위센서(122)는 연직 상방으로 레이저를 조사할 수 있도록 정렬된 상태에서 상기 상하연장레일(124)에 고정된다. 레이저 변위센서(122)에는 외삽링 형태의 가이드러너(123)가 한쌍 설치되어 있으며, 이러한 가이드러너(123)가 상기 상하연장레일(124)에 끼워져서 그 상하로의 길이방향을 따라 안내되며 이동 가능하고, 적절한 위치에서 고정수단에 의해 고정될 수 있다.The
레이저 변위센서(122)는 가령 약 25mm 내지 400mm의 검지영역을 가지는 센서일 수 있다. 레이저 변위센서의 고해상 거리 감지는 상기 검지영역 내에서 보장되므로, 구조물의 인상 및 인하 범위가 상기 레이저 변위센서(122)의 검지영역 내에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 본 발명에서는 상하연장레일(124)을 통해 레이저 변위센서(122)의 설치 높이를 조절할 수 있도록 함으로써 서로 다른 설치 환경을 가지는 작업 현장에 유연하게 대처할 수 있도록 하였으며, 이를 함체(11)에 일체로 마련함으로써, 계측기(10)의 설치가 매우 간편하도록 하였다.The
한편 상기 함체(11)에는 측방변위 센서(126)가 마련된다. 측방변위 센서(126)는 수직으로 세워져 있는 텔레스코픽 스틱(127)이 어느 방향으로든 상관 없이 전(全)방향으로 기울어졌을 때 그 기울어짐 여부 또는 기울어진 각도를 확인할 수 있는 전방향 스위치를 사용할 수 있다. 이는 텔레스코픽 스틱(127)의 기단부에 마련된 각도 변위 감지부(1272)에 의해 감지된다. 본 발명에서는 상기 측방변위 센서(126)가 상기 레이저 변위센서와 약간 거리를 두고 위치하여 서로 간섭되거나 측정에 방해가 되지 않는 함체(11)의 상판부 위치에 설치된 것이 예시된다.On the other hand, the
텔레스코픽 스틱(127)은 길이방향으로 별다른 저항 없이 신축할 수 있도록 서로 다른 직경의 원통형 스틱들이 동심 중첩된 구조로서, 상단부에는 구조물의 하부면과 고정될 수 있는 고정구(129)가 설치된다. 고정 방식은 통상적인 방식으로 가능하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
고정구(129)와 텔레스코픽 스틱(127)의 선단부 사이에는 고정구와 텔레스코픽 스틱 사이의 회전이 자유롭게 이루어질 수 있도록 조인트(128)가 설치된다. 조인트(128)는 도시된 바와 같이 고정구(129)와 텔레스코픽 스틱(127) 중 어느 한 쪽에 마련된 볼(1281)에, 나머지 한쪽에 마련된 볼커버(1282)가 씌워진 형태일 수 있으며, 볼커버(1282)와 볼은 서로 빠지지 않으면서 상호 간에 그 기하학적 중심에 대해 어떠한 방향으로도 회전이 자유롭다. 본 발명의 실시예에서는 텔레스코픽 스틱(127)에 볼(1281)이 마련되고, 고정구(129) 쪽에 볼커버(1282)가 마련된 것이 예시되어 있지만, 그 반대의 경우여도 무방하다.A joint 128 is provided between the
텔레스코픽 스틱(127)의 기단부 쪽에는 수직 방향에 대해 상기 스틱의 기울어짐을 감지하는 각도 변위 감지부(1272)가 마련되고, 상기 텔레스코픽 스틱(127)의 수직으로 위치한 상태에서 고정되도록 하거나 그 고정을 해제하는 수직 고정/해제부(1271)가 마련된다.An angular
텔레스코픽 스틱(127)의 선단부는 인상 또는 인하할 구조물의 저면에 회전 가능하게 부착되는데, 이때 구조물의 인상 내지 인하 방향과 텔레스코픽 스틱(127)의 길이방향이 평행하지 않게 설치되면, 구조물이 인상하거나 인하할 때 연직 방향을 정확히 인상되거나 인하되더라도 텔레스코픽 스틱(127)은 점점 기울어지거나 세워지는 각도 변화가 발생하게 된다. The distal end of the
따라서 구조물의 인상 내지 인하 방향과 텔레스코픽 스틱(127)의 길이방향 즉 신축방향은 평행하게 설치되어야 하는데, 텔레스코픽 스틱(127)을 구조물 하부에 고정하는 과정에서 상기 수직 고정/해제부(1271)를 고정 상태로 두게 되면 텔레스코픽 스틱(127)은 연직 상태에서 고정된 채로 연직 방향으로 신축 가능하게 되므로, 텔레스코픽 스틱(127)을 정확히 연직방향으로 정렬한 상태에서 구조물의 하부면에 설치하는 것이 가능하다. 텔레스코픽 스틱(127)을 구조물의 하부면에 연결한 후에는 상기 텔레스코픽 스틱(127)이 고정 해제되도록 상기 수직 고정/해제부(1271)를 해제 상태로 두어 텔레스코픽 스틱의 기울어짐이 자유롭게 이루어지도록 한다.Therefore, in the process of fixing the
상기 레이저 변위센서(122)와 각도 변위 감지부(1272)에서 측정되는 구조물의 상하방향 이동거리와 측방향 변위는 전기적 신호로 변환되어 함체(11)에 마련된 제1무선통신부(13)로 보내지고, 제1무선통신부(13)는 노드(131)를 통해 상기 정보를 제어장치(60)의 제2무선통신부(61)의 게이트웨이(611)에 지속적으로 또는 간헐적으로 전송한다.The vertical movement distance and the lateral displacement of the structures measured by the
상술한 계측기(10)는 앞서 설명한 유압 회로를 현장에 설치한 후, 복수 개의 유압잭(20) 근처의 위치 중 구조물의 변위를 측정해야 하는 위치에 복수 개 설치할 수 있다. 이는 계측기(10) 함체를 수평으로 놓아 두고, 레이저 변위센서(122)의 높이를 조절하며, 텔레스코픽 스틱(127)을 연직방향으로 연장하여 상기 구조물의 하부에 고정한 후 수직 고정을 해제하는 것으로 완료된다. 설치 후에는 함체(11)의 전원버튼을 눌러 전원을 켜서 제어장치(60)의 제2무선통신부(61)와 페어링 작업이 이루어지도록 한다.The above-described
[교량 인상 인하 시스템의 네트워크 구조][Network structure of bridge reduction system]
도 5는 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템의 네트워크 구성을 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a network configuration of a bridge lifting system according to the present invention.
상기 제1무선통신부(13)와 제2무선통신부(61)는 블루투스, 지그비, 와이파이 등 다양한 무선 통신 규격이 적용 가능하다. 다만 노드의 확장성이 매우 크고, 통신 거리가 광활하며, 페어링 소요 시간이 매우 짧은 지그비 통신을 이용하는 것이 대형의 교량을 인상하거나 인하하는 작업 현장에 더 적합할 수 있다.The first
상기 제어장치(60)의 제2무선통신부(61)는 게이트웨이(611)를 구성하고, 상기 계측기(10)의 제1무선통신부(13)는 노드(131)를 구성한다.The second
게이트웨이(611)와 노드(131)는 도 5의 (a)에 도시된 스타 토폴로지 형태로 구축될 수 있다. 즉 하나의 게이트웨이(611)에 복수 개의 노드(131)가 모두 페어링되는 구조이다. 이러한 구조에 의하면 게이트웨이(611)는 FFD(full function device), 노드(131)는 RFD(reduced function device)로 구성하여 구축 비용을 상대적으로 저렴하게 하면서도 무선 네트워크 구축이 가능하다.The
또한 게이트웨이(611)와 노드(131)는 도 5의 (b)에 도시된 트리 토폴로지 형태로 구축될 수 있다. 즉 하나의 게이트웨이(611)에 복수 개의 중간 노드(131)가 페어링되고 상기 노드(131)의 하위에 다시 복수 개의 말단 노드(131)가 페어링되는 구조이다. 이러한 구조에 의하면 게이트웨이(611)와 중간 노드(131)는 FFD(full function device), 말단 노드(131)는 RFD(reduced function device)로 구성하여 구축 비용을 상대적으로 어느 정도 저렴하게 하면서도 보다 넓은 범위에서 무선 네트워크 구축이 가능하다. 다만 노드의 설치 위치에 따라 FFD 인지 RFD인지 확인해야 하는 번거로움을 줄이기 위해서 모든 노드를 FFD로 사용하는 것도 얼마든지 가능하다.The
또한 게이트웨이(611)와 노드(131)는 도 5의 (c)에 도시된 메쉬 토폴로지 형태로 구축될 수도 있다. 메쉬 토폴로지 형태는 어느 하나의 페어링이 단절되더라도 다른 노드를 통해 얼마든지 게이트웨이(611)에 접속할 수 있다는 점에서 네트워크 안정성이 뛰어나 미연의 사고를 방지하려는 본 발명의 작업 취지에 더 적합하다. 이는 모든 노드(131)를 FFD로 함으로써 구축 가능하다.Also, the
[교량 인상 인하 시스템의 작동][Operation of the system for reducing the bridge elevation]
이하 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템의 작동에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the bridge lifting system according to the present invention will be described.
도 6은 본 발명에 따른 교량 인상 인하 시스템에 의해 교량이 정상적으로 인상 또는 인하되는 상태를 나타낸 도면, 그리고 도 7은 교량이 비정상적으로 인상 또는 인하되는 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a view showing a state where the bridge is normally lifted or lowered by the bridge lifting system according to the present invention, and FIG. 7 is a view showing a state where the bridge is raised or lowered abnormally.
제어장치(60)는 유선통신을 통해 상기 유압분배기(40) 및/또는 유압제어펌프(50)에 연결되어 이를 제어한다. 또한 상기 제어장치(60)에는 제2무선통신부(61)가 연결되어 있으며, 상기 제2무선 통신부(61)는 각 유압잭(20) 근처에 설치된 계측기(10)의 제1무선통신부(13)와 페어링되어 무선으로 데이터를 송수신한다.The
각 유압잭(20)과 계측기(10)에는 식별부호, 즉 ID가 부여되기 때문에, 제어장치는 각 유압잭 설치 위치에서의 구조물의 상하방향 변위와 측방향 변위를 파악하고 모니터링할 수 있으며, 대응하는 유압잭의 작동을 제어할 수 있다.Since the IDs are given to the
제어장치는 모든 유압잭(20)이 동일한 속도와 변위로 올라갈 수 있도록 유압분배기(40)와 유압제어펌프(50)를 제어한다. 그러면서 각 계측 포인트에서 계측기(10)로부터 무선으로 수신하는 상하방향 변위 정보와 측방향 변위 정보를 모니터링한다. 상하방향 변위에 대해서는 모든 계측 위치의 변위 편차가 안전 편차 내에 있는지 지속적으로 모니터링하는데, 만약 변위 편차가 안전 편차를 벗어날 경우에는 가장 변위가 많이 일어난 유압잭(20)을 잠시 중단시켜 모든 계측 위치에서의 상하 방향 변위 편차가 안전 범위 내에 들어오도록 한다.The control device controls the
한편 측방향 변위에 대해서는 허용되지 않는 것이 원칙이다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 텔레스코픽 스틱(127)이 측방향 변위를 감지하지 않은 상태에서는 지속적으로 유압잭(20)을 가동하여 구조물의 인상작업 또는 인하작업을 수행하지만, 도 7에 도시된 바와 같이 구조물의 측방향 변위가 일어나게 되어 텔레스코픽 스틱(127)이 기울어짐으로써 텔레스코픽 스틱(127)의 각도 변위 감지부(1272)에서 텔레스코픽 스틱(127)이 기울어지는 것이 감지되면 비상 제어를 실시하게 된다. 가령 비상 제어는 앞서 설명한 바와 같이 모든 유압잭의 작동을 중지키시고 경보 알람을 발생시키는 것일 수 있다.On the other hand, it is in principle not allowed for lateral displacement. Therefore, as shown in FIG. 6, when the
한편 측방향 변위에 대해, 설치 시 연직방향에 대해 오차가 있을 수 있다는 점을 감안하여, 측방향 변위를 측정하여 그것이 기준 변위를 넘는지를 판단할 수도 있다. 측방향 변위는 가령, 레이저 변위센서(122)에서 얻어지는 상하방향 변위 값을 텔레스코픽 스틱(127)의 기단부로부터의 길이로 변환하고, 여기에 텔레스코픽 스틱의 각도 변위 감지부(1272)에서 측정된 각도를 곱함으로써, 구조물에 대한 측방향 변위를 예측할 수 있다. 이렇게 예측된 측방향 변위가 구조물에 대한 측방향 변위가 안전하다고 판단되거나 텔레스코픽 스틱의 설치 오차 범위라고 생각되는 기준값을 넘어서는 경우에는, 제어장치(60)가 앞서 설명한 비상 제어를 실시할 수 있다.On the other hand, for the lateral displacement, taking into account that there may be an error in the vertical direction at the time of installation, the lateral displacement may be measured to determine if it exceeds the reference displacement. The lateral displacement is obtained, for example, by transforming the vertical displacement value obtained by the
본 발명에 따르면 제어장치(60) 및 유압 회로를 구성하여 현장에 설치하는 작업과, 계측기(10)를 설치하는 작업이 독립적으로 이루어질 수 있기 때문에(게다가 계측기는 함체에 일체화되어 있어 설치 자체가 간편함), 설치 작업이 간편하다. 또한 계측기(10)와 제어장치(60)를 무선 네트워크로 쉽게 구현할 수 있어 별도의 네트워크 선이 필요 없어 간편하다.According to the present invention, the operation of installing the control device (60) and the hydraulic circuit and installing the meter (10) on the field can be performed independently (and the meter itself is integrated with the housing, ), Installation work is easy. In addition, since the
아울러 본 발명에 따르면 레이저 변위센서의 높이 조절이 간편하여, 레이저 변위센서가 가장 해상도가 높은 범위 내에서 구조물의 변위를 계측할 수 있도록 설치하는 것이 수월하고, 측방변위 센서의 텔레스코픽 스틱과 조인트 구조에 의해 측방변위 센서의 설치 역시 간편하게 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, it is easy to adjust the height of the laser displacement sensor, and it is easy to install the laser displacement sensor so that the displacement of the structure can be measured within the range of the highest resolution, and the telescopic stick of the lateral displacement sensor The lateral displacement sensor can be easily installed.
아울러 측방향 변위 역시 레이저 변위센서와 텔레스코픽 스틱의 각도 변위 감지부의 측정값을 기초로 쉽게 산출할 수 있어 안전한 구조물 인상 및 인하 작업이 가능하다.In addition, the lateral displacement can be easily calculated based on the measured values of the laser displacement sensor and the angular displacement sensing part of the telescopic stick, thus making it possible to raise and lower the structure safely.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is obvious that a transformation can be made. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the effects of the present invention are not explicitly described and described, but it is needless to say that the effects that can be predicted by the configurations should also be recognized.
10: 계측기
11: 함체
12: 센서부
121: 상하변위 센서
122: 레이저 변위센서
123: 가이드러너(외삽링)
124: 상하연장레일
126: 측방변위 센서
127: 텔레스코픽 스틱
1271: 수직 고정/해제부
1272: 각도 변위 감지부
128: 조인트
1281: 볼
1282: 볼커버
129: 고정구
13: 제1무선통신부
131: 노드
14: 전원부
141: 커버
142: 배터리
20: 유압잭
30: 유압라인
40: 유압분배기
50: 유압제어펌프
60: 제어장치
61: 제2무선통신부
611: 게이트웨이
70: 전원
90: 교량
92: 교각
94: 교좌10: Meter
11: Enclosure
12:
121: Up and down displacement sensor
122: Laser displacement sensor
123: Guide runner (extrapolating ring)
124: Upper and lower extension rail
126: lateral displacement sensor
127: Telescopic stick
1271: vertical fixing / releasing portion
1272: Angular displacement detection unit
128: Joint
1281: view
1282: Ball cover
129: Fixture
13: first wireless communication section
131: node
14:
141: cover
142: Battery
20: Hydraulic Jack
30: Hydraulic line
40: Hydraulic distributor
50: Hydraulic control pump
60: Control device
61: a second wireless communication unit
611: Gateway
70: Power supply
90: Bridge
92: Pier
94
Claims (6)
상기 복수 개의 유압잭(20)과 유압라인(30)으로 연결되어 각 유압잭(20)에 유압을 제공하는 하나 이상의 유압분배기(50);
상기 하나 이상의 유압분배기(40)와 연결되어 상기 유압분배기(40)에 유압을 공급하는 유압제어펌프(50); 및
상기 유압분배기(40)와 유압제어펌프(50) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하는 교량 인상 인하 시스템으로서,
유압회로와 별도로 상기 구조물의 하부에 추가적으로 설치되어 상기 구조물의 상하 방향의 변위 및 측 방향의 변위를 측정하는 복수 개의 계측기(10);
상기 계측기에 마련되어 상기 계측기에서 측정된 상하 방향의 변위와 좌우 방향의 변위를 송신하는 제1무선통신부(13); 및
상기 제어장치(60)에 설치되어 상기 복수 개의 제1무선통신부(13)와 무선 통신하는 제2무선통신부(61);가 설치되고,
상기 계측기(10)는:
구조물의 하부에 놓여지는 함체(11);
상기 함체(11)에 설치되는 상하변위 센서(121);
상기 함체(11)에 설치되는 측방변위 센서(126); 및
상기 상하변위 센서(121), 측방변위 센서(126), 그리고 제1무선통신부(13)에 전원을 공급하는 전원부(14);를 포함하고,
상기 측방변위 센서(126)는:
상기 함체에 설치되며 구조물의 하면에 수직을 이루며 연결되고 상하방향으로 연장과 신축이 가능한 텔레스코픽 스틱(127);
상기 텔레스코픽 스틱(127)의 기단부 쪽에 설치되어 텔레스코픽 스틱을 수직으로 고정하거나 텔레스코픽 스틱의 측방향 각도 변위를 허용하는 수직고정/해제부(1271);
상기 텔레스코픽 스틱(127)의 기단부 쪽의 측방향 각도 변위를 감지하는 각도 변위 감지부(1272);
상기 텔레스코픽 스틱(127)의 선단부에 설치되는 조인트(128); 및
상기 조인트(128)의 상단에 마련되어 상기 구조물의 하면에 고정되는 고정구(129);를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 인상 인하 시스템.
A plurality of hydraulic jacks 20 installed at a lower portion of a structure to be lifted;
At least one hydraulic distributor (50) connected by the hydraulic jack (20) and the hydraulic line (30) to provide hydraulic pressure to each hydraulic jack (20);
A hydraulic control pump (50) connected to the at least one hydraulic pressure distributor (40) to supply hydraulic pressure to the hydraulic pressure distributor (40); And
A control system (60) for controlling at least one of the hydraulic distributor (40) and the hydraulic control pump (50)
A plurality of meters (10) additionally provided at a lower portion of the structure separately from the hydraulic circuit to measure the displacement in the vertical direction and the displacement in the lateral direction of the structure;
A first wireless communication unit (13) provided in the instrument and configured to transmit the displacement in the vertical direction and the displacement in the horizontal direction measured by the meter; And
And a second wireless communication unit (61) installed in the control device (60) and wirelessly communicating with the plurality of first wireless communication units (13)
The instrument 10 comprises:
A housing (11) placed under the structure;
A vertical displacement sensor 121 installed on the housing 11;
A lateral displacement sensor 126 installed on the housing 11; And
And a power supply unit (14) for supplying power to the first and second wireless communication units (13,13), wherein the vertical displacement sensor (121), the lateral displacement sensor (126)
The lateral displacement sensor 126 comprises:
A telescopic stick (127) installed on the housing and vertically connected to the lower surface of the structure and extending and extending in the vertical direction;
A vertical fixing / releasing part 1271 installed on the proximal end side of the telescopic stick 127 to vertically fix the telescopic stick or allow the lateral angular displacement of the telescopic stick;
An angular displacement sensing unit 1272 for sensing a lateral angular displacement of the telescopic stick 127 toward the proximal end side;
A joint 128 provided at the distal end of the telescopic stick 127; And
And a fixture (129) provided at an upper end of the joint (128) and fixed to a lower surface of the structure.
상기 상하변위 센서(121)는:
상방으로 레이저를 조사하여 거리를 측정하는 레이저 변위센서(122);
상기 함체(11)에 고정되며 연직방향으로 연장된 상하연장레일(124); 및
상기 레이저 변위센서(122)에 설치되고, 상기 상하연장레일(124)의 길이방향을 따라 고정 가능하게 이동하는 가이드러너(123);를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 인상 인하 시스템.
The method according to claim 1,
The up-and-down displacement sensor 121 includes:
A laser displacement sensor 122 for measuring a distance by irradiating a laser upward;
Upper and lower rails 124 fixed to the housing 11 and extending in the vertical direction; And
And a guide runner (123) installed on the laser displacement sensor (122) and movably movable along the longitudinal direction of the upper and lower extension rails (124).
상기 조인트(128)는:
구 형상의 볼(1281); 및
상기 볼(1281)의 중심에 대해 선회 가능하도록 상기 볼(1281)의 외면을 감싸는 볼커버(1282)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 인상 인하 시스템.
The method according to claim 1,
The joint 128 comprises:
Spherical balls 1281; And
And a ball cover (1282) surrounding an outer surface of the ball (1281) so as to be pivotable with respect to a center of the ball (1281).
상기 제어장치(60)는 상기 상하변위 센서(121)에 의해 측정된 구조물의 상하방향 변위 값과 상기 각도 변위 감지부(1272)에 의해 측정된 각도 변위 값으로부터 상기 구조물의 측방향 변위를 산출하고, 산출된 상기 측방향 변위가 기준 변위를 넘는 경우 비상 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 교량 인상 인하 시스템.
The method according to claim 1,
The controller 60 calculates the lateral displacement of the structure from the vertical displacement value of the structure measured by the vertical displacement sensor 121 and the angular displacement value measured by the angular displacement sensing unit 1272 , And emergency control is performed when the calculated lateral displacement exceeds a reference displacement.
상기 함체(11)를 유압회로와 별도로 구조물의 하부에 수평으로 놓는 제1단계;
제1단계 이후 상기 수직고정/해제부(1271)를 고정하여 상기 텔레스코픽 스틱(127)이 수직으로 고정된 상태를 유지한 상태에서 상기 텔레스코픽 스틱을 상방으로 연장시켜 상기 텔레스코픽 스틱의 고정구(129)를 상기 구조물의 하면에 고정하는 제2단계; 및
제2단계 이후 상기 수직고정/해제부(1271)를 해제 상태로 두어 텔레스코픽 스틱의 기울어짐이 자유롭게 이루어지도록 한 상태에서 유압회로를 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 인상 인하 시스템의 운용 방법.
A method of operating a bridge pull-up system as claimed in claim 1,
A first step of horizontally laying the housing (11) on the lower part of the structure separately from the hydraulic circuit;
After the first step, the telescopic stick 127 is fixed to the vertical fixing / releasing part 1271, and the telescopic stick is extended upward to hold the telescopic stick fixing part 129 A second step of fixing to the lower surface of the structure; And
And operating the hydraulic circuit in a state in which the vertical fixing / releasing unit 1271 is released after the second step so that the tilt of the telescopic stick is freely performed. Way.
상기 함체(11)를 유압회로와 별도로 구조물의 하부에 수평으로 놓는 제1단계;
제1단계 이후 상기 상하연장레일(124)에 대해 상기 가이드러너(123)를 이동시킨 후 고정하여 상기 레이저 변위센서(122)의 높이를 조절하는 제2단계;
제1단계 이후 상기 수직고정/해제부(1271)를 고정하여 상기 텔레스코픽 스틱(127)이 수직으로 고정된 상태를 유지한 상태에서 상기 텔레스코픽 스틱을 상방으로 연장시켜 상기 텔레스코픽 스틱의 고정구(129)를 상기 구조물의 하면에 고정하는 제3단계; 및
제2단계와 제3단계 이후 상기 수직고정/해제부(1271)를 해제 상태로 두어 텔레스코픽 스틱의 기울어짐이 자유롭게 이루어지도록 한 상태에서 유압회로를 작동시키는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 인상 인하 시스템의 운용 방법.A method of operating a bridge pull-down system as claimed in claim 2,
A first step of horizontally laying the housing (11) on the lower part of the structure separately from the hydraulic circuit;
A second step of adjusting the height of the laser displacement sensor 122 by moving and fixing the guide runner 123 to the upper and lower extension rails 124 after the first step;
After the first step, the telescopic stick 127 is fixed to the vertical fixing / releasing part 1271, and the telescopic stick is extended upward to hold the telescopic stick fixing part 129 A third step of fixing to the lower surface of the structure; And
And a fourth step of operating the hydraulic circuit in such a state that the vertical fixing / releasing part 1271 is released from the second and third steps so that the telescopic stick can be inclined freely. How to operate the bridge raise system.
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