KR101765894B1 - 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치에 관한 것으로, 디지털각도계본체와 디지털각도계본체에 고정된 제1암 및 디지털각도계본체에 회동 가능하게 지지된 제2암을 구비한 디지털각도계와, 제1암의 상단에 회동 가능하게 설치되는 상부링크와, 제1암과 상부링크의 우측단에 회동 가능하게 연결되는 우측링크를 구비하여 디지털각도계에 의하여 탄성패드의 기울기(α)를 정확하게 측정할 수 있음 아울러 제1암에 1mm 간격으로 새겨진 본척눈금과 상부링크에 결합된 부척에 19/20mm 간격으로 새겨진 부척눈금에 의하여 변형거리(L)를 측정함으로써 보다 정밀하고 정확한 변형거리를 측정할 수 있으며, 시중품인 디지털각도계에 상부링크, 우측링크, 부척을 추가하는 것에 의하여 변형거리(L)과 기울기(α)를 측정할 수 있어 부품수가 최소화되고 구조가 간단하게 되어 제조비용을 크게 절감할 수 있도록 한 것이다.

Description

교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치{Apparatus for measuring amount of deformation and slant of elasticity support in bridge}

본 발명은 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 교량의 탄성받침의 탄성패드의 변형거리와 기울기를 보다 정확하게 측정할 수 있음과 아울러 부품수를 최소화하고 구조가 간단하게 되어 제조비용이 크게 절감되도록 한 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 상판과 거더 등을 포함하여 상판의 상면을 이동하는 차량 등에 의한 하중을 직접 지지하는 상부구조물과, 상부구조물을 받치기 위한 교각(또는 교대) 등의 하부구조물로 구성된다.

또한 상부구조물과 하부구조물 사이에는 교량용 받침이 설치되는데, 교량용 받침은 상부구조물에 작용하는 하중을 수용하고 온도의 변화나 바람, 지진 등의 충격에 의한 상대변위 및 수평으로 작용하는 전단변위를 수용하여 교량의 내구수명을 연장하기 위해 설치되는 것이다.

도 7의 (a)(b)(c)는 상부구조물과 하부구조물 사이에 탄성받침이 설치된 상태를 보인 것이다. 탄성받침(30)은 상부구조물(10)의 하면에 고정되는 상부판체(31)과 하부구조물(20)의 상면에 고정되는 하부판체(32) 및, 상부판체(31)와 하부판체(32) 사이에 삽입되는 탄성고무 재질의 탄성패드(33)로 구성된다.

이러한 탄성받침(30)은 최초 설치시에는 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 탄성패드(33)의 좌우측면이 수직면을 이루는 상태로 설치되는데, 온도 등에 따라 상부구조물(10)의 신축에 따라 변형된다. 예컨대, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 상부구조물(10)이 수축하게 되면, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 우측으로 이동하게 되고, 그 결과 탄성패드(33)은 그 상단이 교량의 우측으로 변형되며, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 상부구조물(10)이 신장하게 되면, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 좌측으로 이동하게 되고, 그 결과 탄성패드(33)는 그 상단이 교량의 좌측으로 변형된다.

도 7의 (b)(c)에서 "L"은 상부구조물(10)의 수축 또는 신장에 따른 탄성패드(33)의 변형거리이고, "α"는 탄성패드(33)의 기울기이다.

이 경우 탄성패드(33)가 탄성한계의 범위 내에서 변형되는 경우에는 추후 상부구조물(10)이 신장될 때 상부판체(31)가 신장방향(도면에서 좌측방향)으로 이동하게 되고 이에 따라 탄성패드(33)의 상단부가 신장방향으로 이동하면서 탄성복원될 수 있으므로 특별히 문제될 것이 없으나, 탄성패드(33)가 탄성한계를 벗어나는 정도까지 변형되는 경우에는 영구변형이 일어나게 되어 문제가 발생하게 된다. 즉, 탄성패드(33)가 탄성한계를 벗어나서 변형되면, 추후 상부구조물(10)이 신장될 때 상부판체(31)가 신장방향으로 이동하게 되고 이에 따라 탄성패드(33)의 상단부가 신장방향으로 이동하더라도 이미 탄성패드(33)가 영구변형을 일으킨 상태이므로 원상복원이 이루어지지 않게 되어 문제를 발생시키게 되는 것이다.

이와 같이 탄성패드(33)가 영구변형을 일으킨 경우 탄성력을 잃거나 찢어지는 등 파손되어 상부구조물(10)을 탄성적으로 지지하는 탄성받침으로서의 기능을 수행하지 못하게 되고, 결과적으로 교량에 구조적인 문제를 일으키게 된다.

따라서 탄성받침(30)의 변형을 주기적으로 측정하여 탄성받침(30)이 탄성한계에 이른 것으로 판단되면 탄성받침을 교체하거나 보수작업이 수행되어야 한다. 이를 위해 측정되어야 할 변형은 탄성패드(33)의 상단이 변형된 거리(L)와 탄성패드(33)의 기울기(α)이다.

이러한 탄성받침의 변형을 측정하기 위하여 종래에는 작업자가 교량 하부에서 측정용 줄자를 이용하여 측정하고 있었는데, 종래의 측정용 줄자로서는 변형량을 정확하게 측정할 수 없을 뿐만 아니라 작업이 불편하고, 시간이 많이 소요되는 문제점이 있으며, 탄성패드(33)의 기울어진 정도의 측정이 더욱 어렵게 되는 문제점이 있다.

비록 교량의 탄성받침에 센서를 설치하여 변형량을 측정하는 시스템이 적용되고는 있지만 이는 다수의 교각마다 설치하여야 한다는 점을 감안할 때 설치비용과 관리비용이 과다하게 소요되고, 센서를 포함한 변형량 측정 시스템을 정상적으로 작동할 수 있도록 관리하는 데에도 어려움이 있다.

따라서 탄성받침의 변형량을 간단하면서도 정확하게 측정할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

종래 이러한 요구에 따른 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1086868호(2011.11.18. 등록) "교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치"(이하, '선행기술'이라 함)이 알려져 있다.

상기 선행기술은 교량에 설치되어 교량의 신축에 따라 변형되는 탄성받침의 변형량을 측정하기 위한 장치에 있어서, 길이방향으로 길게 형성되며 일단이 탄성받침의 둘레 일면의 상단에 접촉되는 제1수평부재와, 길이방향으로 길게 형성되며 일단이 탄성받침의 둘레 일면의 하단에 접촉되는 제2수평부재와, 제1 및 제2수평부재가 소정 간격을 유지하도록 연결하되 상단 및 하단이 각각 제1 및 제2수평부재에 회전가능하게 결합되어 제1 및 제2수평부재의 상대적인 수평이동을 가능하게 하는 적어도 하나 이상의 링크부재를 포함하여 교량의 하부에 설치된 탄성받침이 교량의 신축에 따라 변형된 경우에 그 변형량을 간단하고 정확하게 측정할 수 있도록 한 것이라고 개시하고 있다.

그러나 상기 선행기술은 제1링크의 하단이 제2수평부재에 대하여 좌우로 이동 가능하게 설치되고, 제2링크의 상단이 제1수평부재에 대하여 좌우로 이동 가능하게 설치되어 있기 때문에 제1링크부재의 수직선이 평행하지 않으므로 제1링크부재의 중신선이 가리키는 각도계의 눈금이 교량용 받침의 실제 기울기와 일치하지 않아 교량용 받침의 정확한 기울기를 측정할 수 없는 문제점이 있다(선행기술의 도면 도 4 참조).

또한 제1링크의 하단이 제2수평부재에 대하여 좌우로 이동하지 않도록 설치하고, 제2링크의 상단이 제1수평부재에 대하여 좌우로 이동하지 않도록 설치하여 평행사변형 링크를 구성한다고 하더라도 제1수평부재와 제2수평부재의 상태변위에 따른 제1링크부재와 제2링크부재의 기울기가 실제 탄성패드의 기울기와 일치하지 않게 되어 탄성패드의 정확한 기울기를 측정할 수 없게 되는 문제점이 있다.

즉, 도 8의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 제1링크부재(43)와 제2링크부재(44)의 상하단을 제1수평부재(41)와 제2수평부재(42)에 대하여 힌지로 연결하여 평행사변형 링크를 구성한 경우에 대하여 살펴보기로 한다.

도 8의 (a)는 탄성받침(30)의 탄성패드(33)가 변형되지 않은 상태를 보인 것이고, 도 8의 (b)는 탄성받침(30)의 탄성패드(33)가 변형된 상태를 보인 것이다.

여기서, 도 8의 (a)(b)에 도시한 평행사변형 링크 구조에서, 제1수평부재(41)의 좌측단의 접촉점(A)과 제2수평부재(42)의 좌측단의 접촉점(B) 사이의 거리와, 제1수평부재(41)와 제1 및 제2링크부재(43, 44) 상단의 회동중심점(C, E) 및 제2수평부재(42)와 제1 및 제2링크부재(43, 44) 하단의 회동중심점(D, F) 사이의 거리가 다르기 때문에 탄성패드(33)가 기울기(α; 예컨대, 75도)만큼 변형되었을 때 제1링크부재(43)의 기울기(β; 예컨대, 72도)가 실제 탄성패드(33)의 기울기(α; 예컨대, 75도)와 다르게 되며, 제1링크부재(43)의 중심선(46)과 일치하는 각도기(50)의 눈금(51)의 각도(γ; 예컨대, 72도)가 실제 탄성패드(33)의 기울기(α; 예컨대, 75도)와 다르게 된다.

따라서 선행기술과 같은 구성의 장치 또는 도 8의 (a)(b)에 도시한 바와 같은, 제1 및 제2수평부재(41, 42)와 제1 및 제2링크부재(43, 44)가 평행사변형 링크를 이루는 장치로서는 상부구조물(10)의 변형에 따른 탄성패드(33)의 기울기(α)를 정확하게 측정할 수 없게 된다.

또한 도 8의 (a)(b)에 도시한 장치에서는 탄성패드(33)의 변형 거리(L)를 측정하기 위하여, 제2수평부재(42)에 새겨지는 눈금(47)과, 제1수평부재(41)에 고정되어 제2수평부재(42)의 눈금(27)을 향하여 연장되는 측정부재(48)를 구비하고 있으나, 눈금이 mm단위로 표시되어 있기 때문에 변형 거리를 mm단위로밖에 측정할 수 없어 측정의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

또한 상기 선행기술은 각도측정부와 변형거리측정부가 좌측단부와 우측단부에 분산배치되어 있기 때문에 측정결과를 확인함에 있어서 한 눈에 확인할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 탄성패드의 기울기를 정확하게 측정할 수 있고, 탄성패드의 변형거리를 1mm단위 이하로 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 함과 아울러 탄성패드의 변형 거리와 기울기를 한 눈에 쉽게 확인할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

또한 탄성패드의 기울기 각도를 측정하기 위하여 각도눈금이 새겨진 각도계판을 사용하고 있는바, 눈금을 육안으로 확인해야 하므로 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 탄성패드의 기울기를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.

그밖에 부품수가 감소되고 구조를 최대한 간소화하여 설치비용을 절감하고 설치가 용이하게 되도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1086868호(2011.11.18. 등록) "교량용 탄성받침의 변형량 측정 및 점검장치"

따라서 본 발명의 목적은 교량의 탄성받침의 탄성패드의 변형거리과 기울기를 보다 정확하게 측정할 수 있음과 아울러 부품수를 최소화하고 구조가 간단하게 되어 제조비용이 크게 절감되도록 한 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 디지털각도계본체와, 상기 디지털각도계본체에 좌측단이 고정되며 전면에 본척눈금이 새겨진 제1암과, 상기 디지털각도계본체에 좌측단이 회동 가능하게 지지된 제2암을 구비한 디지털각도계와; 상기 디지털각도계본체에 고정되며 하단연부의 좌측단에서 우측으로 상향경사지게 절취된 경사절취부가 형성된 하단접촉부를 가지는 하단접촉편과; 상기 제2암의 상단에 회동 가능하게 연결되며 상기 제1암에 평행하게 배치되고 상단연부의 좌측단에서 우측으로 하향경사지게 절취된 경사절취부가 형성된 상단접촉부를 가지는 상부링크와; 상기 제1암과 상부링크의 우측단에 상하단이 회동 가능하게 연결되며 상기 제2암에 평행한 우측링크와; 상기 상부링크의 중간부에 고정된 연결대의 하단에 결합되며 부척눈금이 새겨진 부척;을 포함하여 구성되며, 상기 디지털각도기본체와 제2암 하단의 회동중심점과 제1암의 우측단과 우측링크의 하단의 회동중심점은 상기 하부접촉부의 하단연부를 지나는 하단수평선 상에 위치하도록 구성되고, 상기 제2암의 상단과 상부링크의 회동중심점과 상부링크의 우측단과 우측링크의 상단의 회동중심점는 상기 상부접촉부의 상단연부를 지나는 상단수평선 상에 위치하도록 구성되고, 상기 본척눈금은 영점을 기준으로 좌우측에 대칭으로 배치되며, 1mm 간격으로 새겨지며, 상기 부척눈금은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 배치되며, 19/20mm 간격으로 새겨지는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치.

상기 본척눈금은 1mm 간격으로 새겨지는 본척소눈금과, 5mm 간격으로 새겨지는 본척중눈금 및, 10mm 간격으로 새겨지는 본척대눈금으로 구성되며, 상기 부척눈금은 19/20mm 간격으로 새겨지는 부척소눈금과, 19/10mm 간격으로 새겨지는 부척대눈금으로 구성될 수 있다.

본 발명의 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치에 의하면, 디지털각도계본체와 디지털각도계본체에 고정된 제1암 및 디지털각도계본체에 회동 가능하게 지지된 제2암을 구비한 디지털각도계와, 제1암의 상단에 회동 가능하게 설치되는 상부링크와, 제1암과 상부링크의 우측단에 회동 가능하게 연결되는 우측링크를 구비하여 디지털각도계에 의하여 탄성패드의 기울기(α)를 정확하게 측정할 수 있음 아울러 제1암에 1mm 간격으로 새겨진 본척눈금과 상부링크에 결합된 부척에 19/20mm 간격으로 새겨진 부척눈금에 의하여 변형거리(L)를 측정함으로써 보다 정밀하고 정확한 변형거리를 측정할 수 있으며, 시중품인 디지털각도계에 상부링크, 우측링크, 부척을 추가하는 것에 의하여 변형거리(L)과 기울기(α)를 측정할 수 있으므로 부품수가 최소화되고 구조가 간단하게 되어 제조비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 의한 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치의 사시도,
도 2는 본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치의 분해 사시도,
도 3은 교량의 상부구조물에 변형이 발생하지 않은 상태를 보인 도면,
도 4는 교량의 상부구조물이 수축한 상태를 보인 도면,
도 5 및 도 6은 변형거리 측정방법을 예시한 도면,
도 7은 교량의 상부구조물 및 탄성받침을 보인 도면,
도 8은 종래 기술에 의한 장치의 기울기 및 변형거리 측정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 의한 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치의 바람직한 실시예를 보인 것이다.

본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치는, 디지털각도계본체(110)와, 상기 디지털각도계본체(110)에 좌측단이 고정되며 전면에 본척눈금(130)이 새겨진 제1암(120)과, 상기 디지털각도계본체(110)에 좌측단이 회동 가능하게 지지된 제2암(140)을 구비한 디지털각도계(100)와; 상기 디지털각도계본체(110)에 고정되며 하단연부의 좌측단에서 우측으로 상향경사지게 절취된 경사절취부(211)가 형성된 하단접촉부(210)를 가지는 하단접촉편(200)과; 상기 제2암(140)의 상단에 회동 가능하게 연결되며 상기 제1암(120)에 평행하게 배치되고 상단연부의 좌측단에서 우측으로 하향경사지게 절취된 경사절취부(311)가 형성된 상단접촉부(310)를 가지는 상부링크(300)와; 상기 제1암(120)과 상부링크(300)의 우측단에 상하단이 회동 가능하게 연결되며 상기 제2암(140)에 평행한 우측링크(400)와; 상기 상부링크(300)의 중간부에 고정된 연결대(520)의 하단에 결합되며 부척눈금(510)이 새겨진 부척(500);을 포함하여 구성된다.

상기 디지털각도계(100)는 시중품을 사용할 수 있으며, 제1암(120)과 제2암(140)이 스테인리스 스틸 재질로 구성되어 자(尺)로써 사용할 수 있도록 눈금이 새겨진 형식의 것을 사용하며, 시중품 중 제1암(120)과 제2암(140)에 30cm의 눈금이 새겨진 것을 사용할 수 있다.

또한 상기 제1암(120)은 측정하고자 하는 변형거리(L)에 따라 절단하여 사용할 수 있으며, 제2암(140)은 탄성받침(30)의 탄성패드(33)의 높이에 따라 적절한 길이로 절단하여 사용할 수 있다.

도시예에서는 제2암(140)에 새겨진 눈금은 본 발명에서 기울기(α)와 변형거리(L)를 측정하는 데에 소용되는 것이 아니므로 이에 대한 도시는 생략한다.

상기 디지털각도계(100)는 제1암(120)과 제2암(140)이 완전히 겹쳐졌을 때를 0도로 하여 제1암(120)과 제2암(140)을 각기 서로 각도를 가지고 대치된 두 물체에 밀착시켰을 때 두 물체 사이의 각도를 측정하는 것이다.

디지털각도계본체(110)에는 각도측정모듈과 배터리(도시생략)가 내장되어 있으며, 전면에는 측정된 각도를 표시하기 위한 표시창(111)이 구비되고, 표시창(111)의 일측에는 전원스위치버튼(112)과 영점세팅버튼(113)이 구비된다.

상기 디지털각도계본체(110)에는 수은전지(도시생략)이 교체 가능하게 내장되어 각도측정모듈과 표시창(111)에 필요한 전원을 공급하도록 구성된다. 수은전지는 그 수명을 감안하여 주기적으로 교체할 수 있다.

또한 디지털각도계(100)는 평상시에는 전원스위치버튼(112)을 오프로 함으로써 불필요한 수은전지의 소모를 방지할 수 있다.

이러한 디지털각도계(100)는 시중품을 사용하는 것이므로 디지털각도계본체(110)의 구체적인 구성에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.

본 실시예에서는 디지털각도계(100)를 설치함에 있어서는 제1암(120)과 제2암(140)이 완전히 겹쳐진 상태에서 영점세팅버튼(143)을 눌러서 영점을 세팅한 다음, 다시 제1암(120)과 제2암(140)을 90도로 벌려서 표시창(111)에 90도가 표시되었을 때, 다시 영접세팅버튼(113)을 눌러서 영점을 세팅한 상태로 설치된다.

상기 하단접촉편(200)은 제1암(120)의 좌측단 형상과 디지털각도계본체(110)의 상면 형상에 대응하여 가공된 형태로 형성되며, 전면에 결합편(220)을 형성하여 결합편(220)을 관통하는 스크루(도시생략)를 디지털각도계본체(110)의 상면에 체결하거나 접착제에 의하여 접착하는 것에 의하여 고정할 수 있다.

여기서 디지털각도계(100)를 시중품을 사용할 경우 본척눈금(130)이 영점을 기준으로 좌우측에 대칭으로 새겨지지 않고, 좌측을 영점으로 하여 우측을 향해 배치되는바, 이 경우에는 예컨대 본척눈금(130)이 300mm 까지 새겨져 있다면, 150mm 눈금을 영점으로 간주하여 측정할 수 있다.

도시예는 제1암(120)을 본 발명의 용도에 맞게 제작한 예를 도시한 것으로 이해하면 될 것이다.

상기 디지털각도기본체(110)와 제2암(140) 하단의 회동중심점(D)과 제1암(120)의 우측단과 우측링크(400)의 하단의 회동중심점(F)는 상기 하부접촉부(210)의 하단연부를 지나는 하단수평선 상에 위치하도록 구성되고, 상기 제2암(140)의 상단과 상부링크(300)의 회동중심점(C)과 상부링크(300)의 우측단과 우측링크(400)의 상단의 회동중심점(E)는 상기 상부접촉부(310)의 상단연부를 지나는 상단수평선 상에 위치하도록 구성된다.

이를 위하여 상기 상부링크(300)의 좌측단에 상향돌출되게 형성되며 상기 상부접촉부(310)의 상단연부를 지나는 상단수평선 상에 중심이 위치하는 힌지공(321)을 가지는 힌지편(320)과, 상기 힌지공(321)에 대응하여 상기 제2암(140)의 상단에 형성되는 힌지공(141) 및, 힌지공(141, 321)에 끼워지는 힌지핀(H1)이 구비되고,

상기 상부링크(300)의 우측단에 상향돌출되게 형성되며 상기 상부접촉부(310)의 상단연부를 지나는 상단수평선 상에 중심이 위치하는 힌지공(331)을 가지는 힌지편(330)과, 상기 힌지공(331)에 대응하여 상기 우측링크(400)의 상단에 형성되는 힌지공(411) 및, 상기 힌지공(331, 411)에 끼워지는 힌지핀(H2)이 구비되며, 상기 제1암(120)의 우측단에 형성되며 상기 하부접촉부(210)의 하단연부를 지나는 하단수평선 상에 중심이 위치하는 힌지공(121)과, 상기 힌지공(121)에 대응하여 상기 우측링크(400)의 하단에 형성되는 힌지공(412) 및, 상기 힌지공(121, 412)에 끼워지는 힌지핀(H3)이 구비된다.

상기 힌지핀(H1, H2, H3)는 핀 형태로 형성하여 양단이 멈춤링(도시생략)을 끼울 수도 있으며, 볼트와 너트로 구성할 수도 있다.

상기 본척눈금(130)은 영점을 기준으로 좌우측에 대칭으로 배치되며, 1mm 간격으로 새겨지는 본척소눈금(131)과, 5mm 간격으로 새겨지는 본척중눈금(132) 및, 10mm 간격으로 새겨지는 본척대눈금(133)으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 부척눈금(510)은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 배치되며, 19/20mm 간격으로 새겨지는 부척소눈금(511)과, 19/10mm 간격으로 새겨지는 부척대눈금(512)으로 구성된다.

이러한 본척눈금(130)과 부척눈금(5100)에 의하여 5/100mm까지 측정할 수 있다. 본척눈금(130)과 부척눈금(510)에 의한 측정원리에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 부척(500)은 본척눈금(130)이 새겨진 제1암(120)과 겹쳐졌을 때 본척눈금(130)과 부척눈금(510)을 모두 확인할 수 있도록 하기 위하여 투명재질로 구성하는 것이 바람직하다.

또한 본척눈금(130)과 부척눈금(510)은 중간부의 영점을 기준으로 하여 좌측과 우측에 대칭으로 구비하여 상부구조물(10)이 수축하였을 때와 신장하였을 때의 변형거리(L)의 측정이 가능하게 된다.

상기 부척(500)과 연결대(520)는 용접 또는 나사결합방식 또는 접착제에 의한 접착방식으로 결합할 수 있으며, 연결대(520)는 상부링크(300)에 용접 또는 나사결합방식으로 결합할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치에 의하여 변형거리(L)과 기울기(θ)를 측정하는 과정에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치의 하단접촉부(210)의 좌측단과 상단접촉부(310)의 좌측단을 탄성받침(30)의 상부판체(31)와 하부판체(32) 사이로 삽입하여 탄성패드(33)의 측면(도시예에서는 우측면)에 접촉되도록 한다.

이때, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 교량의 상부구조물(10)이 수축되거나 신장되지 않은 경우에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 하단접촉부(210)와 상단접촉부(310)의 좌측단이 수직선상에 위치하게 되며, 제1암(120)과 상부링크(300)은 수평을 유지하고, 제2암(140)과 우측링크(400)는 수직을 유지하게 된다.

따라서 디지털각도계(100)의 디지털각도계본체(110)의 표시창(111)에는 90.0도가 표시되며, 작업자는 상부구조물(10)이 수축하거나 신장하지 않고 탄성받침(30)의 탄성패드(33)가 변형되거나 기울기 않았음을 확인할 수 있게 된다.

아울러 제1암(200)과 상부링크(300)는 좌우측으로 상대 이동이 없는 상태이므로 도 5에 도시한 바와 같이, 제1암(200)에 구비된 본척눈금(210)의 영점과 상부링크(300)에 연결대(420)을 통해 결합된 부척(500)의 부척눈금(510)의 영점이 일치하게 된다.

따라서 작업자는 상부구조물(10)이 수축하거나 신장하지 않고 탄성패드(33)의 변형거리(L)가 0임을 확인할 수 있게 된다.

이때, 탄성패드(33)의 측면의 상단과 하단 사이의 거리(H1)와, 탄성패드(33)의 측면에 대한 상단접촉부(310)와 하단접촉부(210)의 접촉점(A, B) 사이의 거리(D1)는 동일하다.

도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 교량의 상부구조물(10)이 수축한 경우에는, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 우측으로 이동하고, 탄성패드(33)의 상단이 우측으로 변형되어 변형거리(L)과 기울기(α)가 발생하게 되는데, 도 4에 도시한 바와 같이, 상부링크(300)의 좌측단에 구비된 상단접촉부(310)와 제1암(200)의 좌측단에 결합된 하단접촉부(210)를 탄성패드(33)의 측면(도면에서는 우측면)에 접근시키면, 제2암(140)은 하단이 디지털각도계본체(110)에 회동 가능하게 설치되고 상단이 상부링크(300)에 회동 가능하게 연결되며, 우측링크(400)는 하단이 제1암(200)의 우측단에 회동 가능하게 연결되고 상단이 상부링크(300)의 우측단에 회동 가능하게 연결되어 있으므로 상단접촉부(310)의 좌측단이 먼저 탄성패드(33)의 우측면 상단에 접촉하게 되고, 하전접촉부(210)의 좌측단은 변형거리(L)만큼 더 이동한 다음 탄성패드(33)의 우측면 하단에 접촉하게 된다.

이에 따라 제1암(200)에 구비된 본척눈금(130)과 연결대(520)을 통해 상부링크(300)에 결합된 부척(500)의 부척눈금(510)에 의하여 변형거리(L)를 측정할 수 있으며, 제2암(140)과 우측링크(400)가 기울게 되고, 디지털각도계본체(110)의 표시창(111)에 기울기(α)에 상당하는 숫자가 표시되어 기울기(α)를 확인할 수 있게 된다.

이때, 제1암(120)과 상부링크(300)와 제2암(140) 및 우측링크(400)이 평행사변형 링크를 이룸과 아울러 제2암(140)의 상단과 상부링크(300)의 회동중심점(C)과 상부링크(300)의 우측단과 우측링크(400)의 상단의 회동중심점(E)이 상부접촉부(310)의 상단수평선상에 위치하고, 제1암(120)과 제2암(140)의 회동중심점(D)과 제1암(120)의 우측단과 우측링크(400)의 하단의 회동중심점(F)이 하부접촉부(210)의 하단수평선상에 위치하므로 탄성패드(33)이 변형되지 않은 상태(도 3 참조)에서의 탄성패드(33)의 측면의 상단과 하단 사이의 거리(H1)과, 탄성패드(33)가 변형된 상태(도 4 참조)에서의 탄성패드(33)의 측면 상단과 하단 사이의 거리(H2)는 H2 = H1로 되고, 탄성패드(33)의 측면에 대한 하단접촉부(210)와 상단접촉부(310)의 접촉점(A, B) 사이의 거리(D2)는 D2 = H2 (=H1)으로 되고, 탄성패드(33)의 기울기(α; 예컨대, 75도)와, 제2링크(140)와 우측링크(400)의 기울기(β; 예컨대, 75도) 및 디지털각도계본체(110)의 표시창(111)에 표시되는 숫자(75.0)가 모두 일치하게 된다.

따라서 디지털각도계본체(110)의 표시창(111)에 표시되는 숫자에 의하여 탄성패드(33)의 기울기(α)를 정확하게 측정할 수 있게 된다.

또한 상기 디지털각도계(100)는 0.1도까지 측정할 수 있는 것을 사용할 경우 탄성패드(33)의 기울기(α)를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

아울러 도 4에 도시한 바와 같이, 상부링크(300)가 제1암(120)에 대하여 상대적으로 우측으로 이동한 상태이므로 상부링크(300)에 연결대(520)을 통해 결합된 부척(500)이 제1암(120)에 대하여 우측으로 이동한 상태로 된다.

작업자는 제1암(120)에 새겨진 본척눈금(130)과 부척(500)에 새겨진 부척눈금(510)의 일치하는 눈금을 확인하는 것에 의하여 탄성패드(33)의 변형거리(L)를 측정할 수 있다.

예컨대, 도 6에 도시한 바와 같이, 부척눈금(510)의 영점이 본척눈금(130)의 32를 지난 위치에 있고, 부척눈금(510)의 8.5 눈금이 본척눈금(130)에 일치한 경우, 본척눈금(130)이 1mm 간격으로 새겨지고, 부척눈금(510)이 19/20mm 간격으로 새겨져 있으므로 이때의 변형거리(L)는 32.85mm가 된다.

여기서, 도면에서는 기울기(α)가 75도이고, 변형거리(L)가 32.85mm인 것으로 도시하였으나, 본척눈금(130)과 부척눈금(510)은 도면의 한정된 면적에 도시하기 위하여 조정된 것으로 실제 눈금과는 차이가 있으며, 기울기(α)가 75도일 때 변형거리(L)가 반드시 32.85mm가 되는 것은 아니다.

이와 같이 교량의 상부구조물(10)의 수축에 따른 탄성패드(33)의 변형거리(L)를 5/100mm까지 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

한편, 교량의 상부구조물(10)이 신장하였을 때, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 탄성받침(30)의 상부판체(31)가 좌측으로 이동하고, 탄성패드(33)의 상단이 좌측으로 변형되어 변형거리(L)와 기울기(α)가 발생하게 되었을 경우에는 상술한 수축시와 대칭적 작동에 의하여 변형거리(L)과 기울기(α)의 측정이 가능하게 되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 디지털각도계본체와 디지털각도계본체에 고정된 제1암 및 디지털각도계본체에 회동 가능하게 지지된 제2암을 구비한 디지털각도계와, 제1암의 상단에 회동 가능하게 설치되는 상부링크와, 제1암과 상부링크의 우측단에 회동 가능하게 연결되는 우측링크를 구비하여 디지털각도계에 의하여 탄성패드의 기울기(α)를 정확하게 측정할 수 있음 아울러 제1암에 1mm 간격으로 새겨진 본척눈금과 상부링크에 결합된 부척에 19/20mm 간격으로 새겨진 부척눈금에 의하여 변형거리(L)를 측정함으로써 보다 정밀하고 정확한 변형거리를 측정할 수 있으며, 시중품인 디지털각도계에 상부링크, 우측링크, 부척을 추가하는 것에 의하여 변형거리(L)과 기울기(α)를 측정할 수 있으므로 부품수가 최소화되고 구조가 간단하게 되어 제조비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 상부구조물 20: 하부구조물
30: 탄성받침 31: 상부판체
32: 하부판체 33: 탄성패드
100: 디지털각도계 110: 디지털각도계본체
111: 표시창 112: 전원스위치버튼
113: 영점세팅버튼 120: 제1암
130: 본척눈금 131: 본척소눈금
132: 본척중눈금 133: 본척대눈금
140: 제2암 200: 하단접촉편
210: 하단접촉부 220: 결합편
300: 상부링크 310: 상부접촉부
320, 330: 힌지편 400: 우측링크
500: 부척 510: 부척눈금
511: 부척소눈금 512: 부척대눈금

Claims (2)

1. 전면에 본척눈금(130)이 세겨진 제1암(120)과;
   상기 제1암(120)에 대하여 회동 가능하게 배치되는 제2암(140)과;
   상기 제2암(140)의 상단에 회동 가능하게 연결되며 상기 제1암(120)에 평행하게 배치되고 상단연부의 좌측단에서 우측으로 하향경사지게 절취된 경사절취부(311)가 형성된 상단접촉부(310)를 가지는 상부링크(300)와;
   상기 제1암(120)과 상부링크(300)의 우측단에 상하단이 회동 가능하게 연결되며 상기 제2암(140)에 평행한 우측링크(400)와;
   하단연부의 좌측단에서 우측으로 상향경사지게 절취된 경사절취부(211)가 형성된 하단접촉부(210)를 가지는 하단접촉편(200);을 포함하여 구성되는 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치에 있어서,
   상기 제1암(120)은 디지털각도계(100)의 디지털각도계본체(110)에 고정되며,
   상기 제2암(140)은 상기 디지털각도계본체(110)에 좌측단이 회동 가능하게 지지되고,
   상기 하단접촉편(200)은 상기 디지털각도계본체(110)에 고정되며,
   상기 상부링크(300)의 중간부에 고정된 연결대(520)의 하단에 결합되며 부척눈금(510)이 새겨진 부척(500)을 더 포함하고,
   상기 상부링크(300)의 좌측단에 상향돌출되게 형성되며 상기 상단접촉부(310)의 상단연부를 지나는 상단수평선 상에 중심이 위치하는 힌지공(321)을 가지는 힌지편(320)과, 상기 힌지공(321)에 대응하여 상기 제2암(140)의 상단에 형성되는 힌지공(141) 및, 힌지공(141, 321)에 끼워지는 힌지핀(H1)을 구비하며,
   상기 상부링크(300)의 우측단에 상향돌출되게 형성되며 상기 상단접촉부(310)의 상단연부를 지나는 상단수평선 상에 중심이 위치하는 힌지공(331)을 가지는 힌지편(330)과, 상기 힌지공(331)에 대응하여 상기 우측링크(400)의 상단에 형성되는 힌지공(411) 및, 상기 힌지공(331, 411)에 끼워지는 힌지핀(H2)이 구비되며, 상기 제1암(120)의 우측단에 형성되며 상기 하단접촉부(210)의 하단연부를 지나는 하단수평선 상에 중심이 위치하는 힌지공(121)과, 상기 힌지공(121)에 대응하여 상기 우측링크(400)의 하단에 형성되는 힌지공(412) 및, 상기 힌지공(121, 412)에 끼워지는 힌지핀(H3)을 구비함으로써,
   상기 디지털각도기본체(110)와 제2암(140) 하단의 회동중심점(D)과 제1암(120)의 우측단과 우측링크(400)의 하단의 회동중심점(F)는 상기 하단접촉부(210)의 하단연부를 지나는 하단수평선 상에 위치하도록 구성되고, 상기 제2암(140)의 상단과 상부링크(300)의 회동중심점(C)과 상부링크(300)의 우측단과 우측링크(400)의 상단의 회동중심점(E)는 상기 상단접촉부(310)의 상단연부를 지나는 상단수평선 상에 위치하도록 구성되고,
   상기 본척눈금(130)은 영점을 기준으로 좌우측에 대칭으로 배치되며, 1mm 간격으로 새겨지며,
   상기 부척눈금(510)은 영점을 기준으로 좌측과 우측에 대칭으로 배치되며, 19/20mm 간격으로 새겨지고,
   상기 본척눈금(130)은 1mm 간격으로 새겨지는 본척소눈금(131)과, 5mm 간격으로 새겨지는 본척중눈금(132) 및, 10mm 간격으로 새겨지는 본척대눈금(133)로 구성되며, 상기 부척눈금(510)은 19/20mm 간격으로 새겨지는 부척소눈금(511)과, 19/10mm 간격으로 새겨지는 부척대눈금(512)로 구성되어 5/100mm까지 측정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 교량용 탄성받침의 변형량 및 기울기 측정장치.
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