KR20180027669A - Apparatus for measuring deflection of bridge girders - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an apparatus for measuring deflection of a girder of a bridge, which is able to accurately obtain an actual deflection value of a girder by obtaining a spring-wire rigidity ratio through actual measurement. The apparatus for measuring deflection of a girder of a bridge comprises a wire, a first connector, a second connector, a spring, a linear variable differential transformer (LVDT). An upper end of the wire is connected to the girder. The first connector is connected to a lower end of the wire. The second connector is arranged below the first connector at an interval. The spring is connected between the first connector and second connector. The LVDT is mounted between the first connector and the second connector to measure displacement of the first connector. The correction device is connected to the second connector to pull the wire and spring and has a reference chuck capable of measuring displacement of the second connector. According to the present invention, it is possible to obtain an actual deflection value of a girder simply and accurately by obtaining a spring-wire rigidity ratio through actual measurement by pulling the wire and the spring by a side of the ground or the girder with an adjustment device.

Description

교량 거더의 처짐 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING DEFLECTION OF BRIDGE GIRDERS}[0001] APPARATUS FOR MEASURING DEFLECTION OF BRIDGE GIRDERS [0002]

본 발명은 교량 거더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프링-와이어 강성비를 실측에 의해 구함으로써 실제 거더 처짐값을 정확하게 구할 수 있는 교량 거더의 처짐 측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bridge girder, and more particularly, to a bridge girder deflection measuring apparatus capable of accurately obtaining an actual girder deflection value by obtaining a spring-wire stiffness ratio by actual measurement.

교량 구조물의 구조 안전성 평가에 있어서 실시간으로 전체적인 구조 거동을 관리하기 위해 기하학적인 형상 변화를 측정하는 것은 매우 중요하다. 거더의 처짐 측정은 대표적으로 변위측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer: LVDT)를 이용한 방법이 있고, 레이저 측정기, CCTV(Closed Circuit Television)를 이용한 처짐 측정, GPS(Global Positioning System)를 이용한 처짐 측정 또는 유선 계측 장비를 이용하는 방법 등이 있다. 거더의 처짐은 LVDT를 거더의 하부에 직접 설치하여 측정하는 것이 간단하다. 그러나 거더의 높이가 높은 경우, LVDT를 설치하기 어려워 대부분 와이어(Wire)를 거더에 고정시켜 지면으로 내린 뒤 스프링에 고정하는 방식을 선택하고 있다. In the structural safety assessment of bridge structures, it is very important to measure the geometric shape changes in order to manage the overall structural behavior in real time. The deflection of the girder is typically measured by a LVDT (Linear Variable Differential Transformer) method. The deflection is measured using a laser measuring instrument, a closed circuit television (CCTV), deflection measurement using a GPS (Global Positioning System) And a method of using a wire measuring instrument. The deflection of the girder is simple to measure by installing the LVDT directly under the girder. However, when the height of the girder is high, it is difficult to install the LVDT, so most of the wires are fixed to the girder and then lowered to the ground and fixed to the spring.

한국 등록특허 제10-1154489호 "철도교의 재하실험 장치와 이를 이용한 철도교의 내하력 산출방법 및 철도교의 처짐 측정방법"이 개시되어 있다. 이 특허 문헌의 방법은 거더의 처짐을 측정하기 위해 거더에 와이어(Wire)를 연결하고, 와이어의 끝단에 스프링을 연결하여 텐션(Tension)을 가한다. 스프링을 당겨 변형시키고, 와이어의 변위와 스프링의 변위를 측정하여 처짐 보정비를 구한다. 거더가 하중에 의해 변형될 때 스프링의 변위를 LVDT에 의해 측정하여 거더 처짐을 산출하고 있다. 이 특허 문헌의 방법은 처짐 보정비를 산출하여 거더 처짐을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다. 위 특허 문헌들에 개시되어 있는 철도교의 처짐 측정방법은 본 명세서에 참고로 포함된다.Korean Patent No. 10-1154489 discloses "a load testing apparatus for a railroad bridge, a method for calculating a load bearing capacity of a railroad bridge using the apparatus, and a method for measuring a deflection of a railroad bridge ". In the method of this patent document, a wire is connected to a girder to measure a deflection of the girder, and a spring is connected to the end of the wire to apply a tension. Pull the spring to deform, measure the displacement of the wire and the displacement of the spring to obtain the deflection compensation. When the girder is deformed by the load, the displacement of the spring is measured by the LVDT to calculate the girder deflection. The method of this patent document has an advantage in that the deflection of the girder can be accurately measured by calculating the deflection maintenance cost. The method of measuring deflection of a railway bridge disclosed in the above patent documents is incorporated herein by reference.

상기한 바와 같은 거더의 처짐 측정방법에서 와이어는 일종의 수직강성을 가진 스프링의 일종이므로 와이어 자체에서도 탄성변위가 발생된다. 이로 인하여 LVDT에 의해 측정되는 처짐값은 실제 거더의 처짐값이 아니다. 예를 들면, 와이어의 스프링계수(kw)와 스프링의 스프링계수(ks)가 동일한 경우, 하중(P)에 대해 실제 거더 처짐값(D)이 10㎜라면, LVDT에 의해 측정되는 거더 처짐값(d)은 5㎜로 측정된다. 이는

Figure pat00001
의 관계로부터 산술적으로 알 수 있다. In the method of measuring deflection of a girder as described above, since the wire is a kind of spring having a vertical stiffness, elastic displacement occurs in the wire itself. Therefore, the deflection measured by the LVDT is not the actual deflection of the girder. For example, if the actual spring deflection value D is 10 mm with respect to the load P when the spring coefficient k w of the wire is equal to the spring coefficient k s of the spring, the girder deflection value measured by the LVDT d) is measured at 5 mm. this is
Figure pat00001
And the relationship between the two.

스프링-와이어 강성비(

Figure pat00002
)는 항상 0보다 크므로, LVDT에 의해 측정되는 거더 처짐값은 실제 거더 처짐 값보다 작게 측정된다. 스프링-와이어의 강성비가 1:10일 경우, 거더 처짐값은 약 10% 낮게 나타나게 된다. 교량 구조물의 침하량 측정은 구조물의 안전성을 검토하는데 중요한 요소이며, 처짐비가 10%인 경우 일반적으로 10% 이상 내하력이 높게 평가되는 오류를 범하는 것이다. 이는 안전진단에서 실제 구조물이 불안전한 경우에도 안전한 것으로 판정될 수 있는 위험성이 있다. 교량의 처짐 측정방법에서 처짐 산정 오류로 교량의 내하력이 실제보다 높게 잘못 판정하는 것은 개선되어야 한다. 따라서 교량 거더의 처짐을 정확하게 측정할 수 있는 측정 장치 및 방법이 요구되고 있다. Spring-wire stiffness ratio (
Figure pat00002
) Is always greater than 0, so that the girder deflection measured by the LVDT is measured to be smaller than the actual girder deflection. If the spring-to-wire stiffness ratio is 1:10, the girder deflection is about 10% lower. The measurement of the settlement of the bridge structure is an important factor to examine the safety of the structure, and when the deflection ratio is 10%, it is generally considered that the load bearing capacity is evaluated to be higher than 10%. There is a risk that the safety diagnosis can be judged to be safe even if the actual structure is unsafe. In the method of measuring the deflection of a bridge, it is necessary to improve that the deflection calculation error causes the load bearing capacity of the bridge to be higher than actual. Therefore, there is a need for a measuring apparatus and method capable of accurately measuring the deflection of a bridge girder.

본 발명은 상기와 같은 요구를 충족할 수 있는 새로운 교량 거더의 처짐 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring deflection of a new bridge girder which can satisfy the above-mentioned demands.

본 발명의 일 측면에 따르면, 교량 거더의 처짐 측정 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치는, 상단이 거더에 연결되어 있는 와이어와; 와이어의 하단에 연결되어 있는 제1 연결기와; 제1 연결기의 아래쪽에 간격을 두고 배치되어 있는 제2 연결기와; 제1 연결기와 제2 연결기 사이에 연결되어 있는 스프링과; 제1 연결기의 변위를 측정할 수 있도록 제1 연결기와 제2 연결기 사이에 장착되어 있는 측정수단과; 와이어와 상기 스프링을 당길 수 있도록 제2 연결기에 연결되어 있으며, 제2 연결기의 변위를 측정할 수 있는 기준척을 갖는 보정기구를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring deflection of a bridge girder. The apparatus for measuring deflection of a bridge girder according to the present invention comprises: a wire having an upper end connected to a girder; A first connector connected to a lower end of the wire; A second connector disposed at an interval below the first connector; A spring connected between the first connector and the second connector; Measuring means mounted between the first connector and the second connector for measuring the displacement of the first connector; And a correction mechanism connected to the second connector for pulling the wire and the spring and having a reference chuck capable of measuring displacement of the second connector.

또한, 보정기구는 제2 연결기와 간격을 두고 배치되어 있는 베이스 플레이트와; 베이스 플레이트와 간격을 두고 제2 연결기와 베이스 플레이트 사이에 배치되어 있는 고정 플레이트와; 제2 연결기에 연결되어 있으며, 고정 플레이트에 승강할 수 있도록 결합되어 있고, 기준척이 승강할 수 있도록 장착되어 있는 조정 스크루를 구비한다. The correction mechanism may further comprise: a base plate spaced apart from the second connector; A fixing plate disposed between the second connector and the base plate at an interval from the base plate; And a control screw which is connected to the second coupling unit and is coupled to the fixing plate so as to be able to move up and down, and which is mounted so that the reference chuck can move up and down.

본 발명의 다른 측면에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치는, 하단이 고정구조물에 연결되어 있는 와이어와; 와이어의 상단에 연결되어 있는 제1 연결기와; 제1 연결기의 위쪽에 간격을 두고 배치되어 있는 제2 연결기와; 제1 연결기와 제2 연결기 사이에 연결되어 있는 스프링과; 제1 연결기의 변위를 측정할 수 있도록 제1 연결기와 제2 연결기 사이에 장착되어 있는 측정수단과; 와이어와 스프링을 거더 쪽으로 당길 수 있도록 거더에 설치되어 있으며, 제2 연결기의 변위를 측정할 수 있는 기준척을 갖는 보정기구를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring deflection of a bridge girder, including: a wire having a lower end connected to a fixed structure; A first connector connected to the top of the wire; A second connector disposed above and spaced apart from the first connector; A spring connected between the first connector and the second connector; Measuring means mounted between the first connector and the second connector for measuring the displacement of the first connector; And a correction mechanism provided on the girder so as to pull the wire and the spring toward the girder and having a reference chuck capable of measuring displacement of the second connector.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 교량 거더의 처짐 측정 방법은, 거더의 처짐을 측정하기 위해 서로 연결되어 있는 와이어와 스프링 중 어느 하나를 거더에 연결하는 단계와; 와이어와 스프링 중 어느 하나를 당긴 후 와이어와 스프링의 당긴 거리를 측정하는 단계와; 스프링의 변위를 변위측정자기센서에 의해 측정하는 단계와; 당긴 거리와 스프링의 변위에 의해 와이어-스프링 강성비를 산출하는 단계와; 와이어-스프링 강성비에 의해 거더 처짐값을 산출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring deflection of a bridge girder, comprising: connecting one of a wire and a spring connected to a girder to measure a deflection of the girder; Measuring the pulling distance of the wire and the spring after pulling one of the wire and the spring; Measuring a displacement of the spring by a displacement measuring magnetic sensor; Calculating a wire-spring stiffness ratio by displacement of the pulling distance and the spring; And calculating the girder deflection value by the wire-spring stiffness ratio.

본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치 및 방법은, 지면 또는 거더 쪽에서 와이어와 스프링을 조정기구로 당겨 스프링-와이어 강성비를 실측에 의해 구하여간 실제 거더 처짐값을 간편하고 정확하게 구할 수 있다.The apparatus and method for measuring deflection of a bridge girder according to the present invention can easily and accurately determine an actual girder deflection value obtained by measuring a spring-wire stiffness ratio by actual measurement by pulling a wire and a spring with an adjusting mechanism on the ground or a girder side.

도 1은 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치에서 보정기구를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치에서 게이지 블록을 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치에 의한 스프링-와이어 강성비의 측정을 위한 준비 상태를 부분적으로 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치에 의한 스프링-와이어 강성비의 측정 상태를 부분적으로 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치에 의한 스프링-와이어 강성비의 측정 상태를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치의 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.1 is a front view showing an apparatus for measuring deflection of a bridge girder according to the present invention.
2 is a perspective view showing a correction mechanism in a bridge girder deflection measuring apparatus according to the present invention.
3 is a front view showing a gage block in an apparatus for measuring deflection of a bridge girder according to the present invention.
4 is a front view partially showing a ready state for measurement of a spring-wire stiffness ratio by a deflection measuring apparatus of a bridge girder according to the present invention.
5 is a front view partially showing a measured state of a spring-wire stiffness ratio by a deflection measuring apparatus of a bridge girder according to the present invention.
6 is a schematic view for explaining a measurement state of a spring-wire stiffness ratio by a deflection measuring apparatus of a bridge girder according to the present invention.
7 is a front view showing another embodiment of the apparatus for measuring deflection of a bridge girder according to the present invention.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a deflection measuring apparatus for a bridge girder according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치(10)는 와이어(20), 제1 연결기(30), 제2 연결기(40), 한 쌍의 스프링(50)과 측정수단으로 LVDT(60)를 구비한다. 와이어(20)의 상단은 거더(2)에 연결되어 있다. 와이어(20)는 PC강선(Prestressed concrete steel wire)으로 구성될 수 있다. 1 and 2, a device 10 for measuring deflection of a bridge girder according to the present invention includes a wire 20, a first connector 30, a second connector 40, a pair of springs 50 And an LVDT 60 as a measuring means. The upper end of the wire (20) is connected to the girder (2). The wire 20 may be constructed of a prestressed concrete steel wire.

와이어(20)와 스프링(40)은 제1 연결기(30)에 의해 서로 연결되어 있다. 제1 연결기(30)는 와이어(20)의 하단에 연결되는 제1 로드(Rod: 32)와, 제1 로드(32)의 하단으로부터 양쪽으로 벌어져 있는 제2 및 제3 로드(34, 36)를 갖는다. 제1 연결기(30)는 제1 로드(32)의 하단으로부터 제2 및 제3 로드(34, 36)가 분기되어 있는 영문 역 "Y"자 형태로 형성되어 있다. The wire 20 and the spring 40 are connected to each other by the first connector 30. The first coupler 30 includes a first rod 32 connected to the lower end of the wire 20 and second and third rods 34 and 36 extending from the lower end of the first rod 32, . The first coupler 30 is formed in the shape of a letter "Y" in which the second and third rods 34 and 36 are branched from the lower end of the first rod 32.

제2 연결기(40)는 제1 연결기(30)의 아래쪽에 제1 연결기(30)와 간격을 두고 배치되어 있다. 한 쌍의 스프링(50)은 제1 및 제2 연결기(30, 40)를 연결하도록 제2 및 제3 로드(34, 36)의 하단과 제2 연결기(40) 사이에 연결되어 있다. 스프링(50)들은 코일스프링(Coil spring)으로 구성될 수 있다. LVDT(60)는 제1 연결기(30)의 변위를 측정할 수 있도록 제1 연결기(30)와 제2 연결기(40) 사이에 장착되어 있다. The second connector 40 is disposed at a distance from the first connector 30 below the first connector 30. A pair of springs 50 are connected between the lower end of the second and third rods 34 and 36 and the second connector 40 so as to connect the first and second connectors 30 and 40. The springs 50 may be configured as coil springs. The LVDT 60 is mounted between the first connector 30 and the second connector 40 so that the displacement of the first connector 30 can be measured.

본 발명에 따른 처짐 측정 장치(10)는 LVDT(60)에 의해 측정되는 거더 처짐을 보정할 수 있는 보정기구(70)를 구비한다. 보정기구(70)는 와이어(20)와 스프링(50)을 지면(4) 쪽으로 당길 수 있도록 제2 연결기(40)에 설치되어 있다. 보정기구(70)는 베이스 플레이트(Base plate: 72), 고정 플레이트(Fixed plate: 74), 조정 스크루(Adjusting screw: 76)와 기준척(Reference ruler: 78)으로 구성되어 있다. The deflection measuring apparatus (10) according to the present invention has a correcting mechanism (70) capable of correcting the girder deflection measured by the LVDT (60). The correction mechanism 70 is installed in the second connector 40 so as to pull the wire 20 and the spring 50 toward the paper surface 4. The correction mechanism 70 includes a base plate 72, a fixed plate 74, an adjusting screw 76, and a reference ruler 78.

베이스 플레이트(72)는 제2 연결기(40)와 간격을 두고 지면(4)에 수평하게 설치되어 있다. 베이스 플레이트(72)의 수평 설치를 위해 기초 슬래브(Foundation slab: 80)가 지면(4)에 더 설치되어 있다. 기초 슬래브(80)는 무수축 콘크리트(Non-shrinkage concrete)의 타설에 의해 시공될 수 있다. 베이스 플레이트(72)는 복수의 기초 볼트(Foundation bolt: 82)에 의해 기초 슬래브(80)에 정착되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 보정기구(70)의 무게, 예를 들면 베이스 플레이트(72)나 기초 슬래브(80)의 무게가 와이어(20)와 스프링(50)들의 스프링계수를 더한 값보다 크면, 보정기구(70)는 지면(4)에 설치되지 않고 제2 연결기(40)에 매달린 형태로 설치될 수도 있다.The base plate 72 is horizontally installed on the paper surface 4 at a distance from the second connector 40. A foundation slab 80 is further provided on the ground surface 4 for horizontal installation of the base plate 72. The foundation slab 80 can be constructed by casting non-shrinkage concrete. The base plate 72 is fixed to the base slab 80 by a plurality of foundation bolts 82. In some embodiments, if the weight of the correction mechanism 70, such as the weight of the base plate 72 or the base slab 80, is greater than the sum of the spring coefficients of the wire 20 and the springs 50, The mechanism 70 may be installed in a form suspended from the second connector 40 instead of being mounted on the ground 4.

고정 플레이트(74)는 베이스 플레이트(72)와 간격을 두고 제2 연결기(40)와 베이스 플레이트(72) 사이에 평행하게 배치되어 있다. 복수의 고정 스크루(Fixed screw: 84)이 베이스 플레이트(72)의 상면에 수직하게 결합되어 있다. 고정 플레이트(74)는 그 상하면을 지지하도록 고정 스크루(84)들에 체결되어 있는 한 쌍의 너트(86a, 86b)에 의해 고정 스크루(84)에 고정되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 고정 플레이트(74)는 서포트 브래킷(Support bracket), 서포트 바(Support bar) 등에 의해 고정되어 베이스 플레이트(72)의 위쪽에 설치될 수 있다.The fixing plate 74 is disposed between the second connector 40 and the base plate 72 at a distance from the base plate 72 in parallel. A plurality of fixed screws 84 are vertically coupled to the upper surface of the base plate 72. The fixing plate 74 is fixed to the fixed screw 84 by a pair of nuts 86a and 86b fastened to the fixing screws 84 to support the upper and lower surfaces thereof. In some embodiments, the fixing plate 74 may be fixed by a support bracket, a support bar, or the like, and installed above the base plate 72.

조정 스크루(76)는 제2 연결기(40)와 고정 플레이트(74)를 연결하도록 결합되어 있다. 조정 스크루(76)의 하단은 고정 플레이트(74)의 중앙에 형성되어 있는 구멍(74a)을 통해 고정 플레이트(74)의 아래쪽으로 연장되어 있다. 너트(74b)가 고정 플레이트(74)의 상면을 지지하여 조정 스크루(76)에 고정할 수 있도록 조정 스크루(76)에 체결되어 있다. The adjusting screw 76 is coupled to connect the second connector 40 and the fixing plate 74. The lower end of the adjusting screw 76 extends downward through the fixing plate 74 through a hole 74a formed at the center of the fixing plate 74. [ And the nut 74b is fastened to the adjusting screw 76 so as to support the upper surface of the fixing plate 74 and to be fixed to the adjusting screw 76. [

기준척(78)은 고정 플레이트(74)의 아래쪽으로 연장되어 있는 조정 스크루(76)를 따라 승강할 수 있도록 장착되어 있다. 구멍(78a)이 조정 스크루(76)에 끼울 수 있도록 기준척(78)의 중앙에 형성되어 있다. 너트(78b)가 기준척(78)의 하면을 지지하여 조정 스크루(76)에 고정할 수 있도록 조정 스크루(76)에 체결되어 있다. The reference chuck 78 is mounted so as to be able to move up and down along the adjusting screw 76 extending downward from the fixing plate 74. The hole 78a is formed at the center of the reference chuck 78 so as to be fitted into the adjusting screw 76. [ And a nut 78b is fastened to the adjusting screw 76 so as to support the lower surface of the reference chuck 78 and be fixed to the adjusting screw 76. [

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 처짐 측정 장치(10)는 LVDT(60)에 의해 측정되는 거더 처짐의 보정을 위한 게이지 블록(Gage block: 90)을 더 구비한다. 게이지 블록(90)은 고정 플레이트(74)의 높이를 조정할 수 있도록 베이스 플레이트(72)와 고정 플레이트(74) 사이에 배치된다. 1 to 3, the deflection measuring apparatus 10 according to the present invention further includes a gage block 90 for correcting the girder deflection measured by the LVDT 60. The gauge block 90 is disposed between the base plate 72 and the fixing plate 74 so that the height of the fixing plate 74 can be adjusted.

게이지 블록(90)은 기준척(78)을 지지할 수 있도록 높이가 복수의 측정면(92a~92g)이 계단식으로 형성되어 있으며 서로 간격을 두고 평행하게 배치되어 있는 한 쌍의 측정 블록(Calibration block: 92)과, 측정 블록(92)들을 연결하고 있는 연결 블록(94)으로 구성되어 있다. 측정 블록(92)들의 측정면(92a~92g)들은 측정 블록(92)들의 측정면(92a), 즉 윗면(92h)을 영점으로 1㎜에서 30㎜까지 7단계로 기준척(78)의 높이를 조정할 수 있도록 형성되어 있다. 측정면(92a~92g)들의 높이와 단계는 기준척(78)의 높이를 조정하는데 적합하도록 변경될 수 있다. 도 2와 도 3에 게이지 블록(90)의 측정면(92a~92g)들은 기준척(78)의 윗면을 지지하도록 홈 형태로 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 측정면(92a~92g)들은 기준척(78)의 아랫면을 지지하도록 계단식으로 형성될 수도 있다. The gauge block 90 includes a pair of measurement blocks 92a to 92g having a height so as to support the reference chuck 78 and having a plurality of measurement blocks 92a to 92g arranged in parallel and spaced apart from each other, : 92, and a connection block 94 connecting measurement blocks 92. The measurement planes 92a to 92g of the measurement blocks 92 are arranged in such a manner that the measurement surface 92a of the measurement blocks 92, that is, the top surface 92h, As shown in Fig. The height and step of the measurement planes 92a-92g may be varied to suit the height of the reference chuck 78. [ 2 and 3 show that the measurement surfaces 92a to 92g of the gauge block 90 are formed in a groove shape to support the upper surface of the reference chuck 78. However, Or may be formed in a stepwise manner to support the lower surface of the chuck 78.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치에 의한 측정 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of measuring the sag deflection of a bridge girder according to the present invention having such a configuration will be described.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 작업자는 게이지 블록(90)의 윗면(92h)이 고정 플레이트(74)의 하면에 지지되도록 게이지 블록(90)을 베이스 플레이트(72)와 고정 플레이트(74) 사이에 배치하고, 기준척(78)의 윗면을 고정 플레이트(74)의 하면에 지지시킨다. 기준척(78)의 윗면이 고정 플레이트(74)의 하면에 지지될 때 LVDT(60)에 의해 측정되는 값은 영점으로 설정할 수 있다. 4 to 5, the operator places the gauge block 90 between the base plate 72 and the fixing plate 74 so that the upper surface 92h of the gauge block 90 is supported on the lower surface of the fixing plate 74 And the upper surface of the reference chuck 78 is supported on the lower surface of the fixing plate 74. [ The value measured by the LVDT 60 when the upper surface of the reference chuck 78 is supported on the lower surface of the fixed plate 74 can be set to a zero point.

작업자가 조정 스크루(76)를 하강시키면, 제2 연결기(40)가 조정 스크루(76)와 함께 하강되면서 스프링(50)들을 지면(4) 쪽으로 당겨주게 된다. 또한, 기준척(78)이 조정 스크루(76)와 함께 하강된다. 작업자가 조정 스크루(76)를 상승시키면, 기준척(78)이 조정 스크루(76)와 함께 상승된다. When the operator lowers the adjusting screw 76, the second connector 40 is lowered together with the adjusting screw 76 to pull the springs 50 toward the paper surface 4. Further, the reference chuck 78 is lowered together with the adjusting screw 76. [ When the operator raises the adjusting screw 76, the reference chuck 78 is raised together with the adjusting screw 76. [

조정 스크루(76)의 조정에 의해 기준척(78)이 1mm 하강되어 측정면(92a)에 지지되면, LVDT(60)에 의해 측정되는 값은 y1으로 기록한다. 이와 같은 방법으로 1㎜에서 30㎜까지 단계적으로 기준척(78)을 이동시켜 제1 연결기(30)에 의해 서로 연결되어 있는 와이어(20)와 스프링(50)들을 당기고, 와이어(20)와 스프링(50)들을 당긴 거리로 기준척(78)의 변위, 즉 1mm(d1), 2㎜(d2), 5㎜(d5), …, n㎜(dn)에 대한 값을 y1, y2, y5, …, ydn으로 기록할 수 있다. When supported on a standard chuck 78 is 1mm surface (92a) falling is determined by adjustment of the adjustment screw 76, a value measured by LVDT (60) is written to y 1. In this way, the reference chuck 78 is moved stepwise from 1 mm to 30 mm to pull the wire 20 and the springs 50 connected to each other by the first connector 30, (D 1 ), 2 mm (d 2 ), 5 mm (d 5 ),. , and the values for n mm (d n ) are y 1 , y 2 , y 5 , ... , yd n can be recorded.

기준척(78)의 하강에 의해 와이어(20)와 스프링(50)이 하중(P)을 받아 당겨질 때, LVDT(60)에 의해 측정되는 값(D)으로부터 스프링-와이어 강성비를 수학식 1로 구할 수 있다.The spring-wire stiffness ratio from the value D measured by the LVDT 60 to the formula 1 when the wire 20 and the spring 50 are pulled by the lowering of the reference chuck 78 by the load P Can be obtained.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, Pw는 와이어의 인장력, Ps는 스프링의 인장력, kw는 와이어의 스프링계수, ks는 스프링의 스프링계수, d는 기준척의 변위로 와이어와 스프링을 당긴 거리, D는 LVDT에 의해 측정되는 값이다. Where P w is the tensile force of the wire, P s is the tensile force of the spring, k w is the spring coefficient of the wire, k s is the spring coefficient of the spring, d is the distance of the wire and spring to the displacement of the reference chuck, It is the measured value.

스프링-와이어 강성비는 스프링(50)을 아래(처짐 방향)로 d(d1, d2, d5, …, dn)만큼 인장시켰을 때 스프링(50)의 인장값, 즉 LVDT(60)에 의해 측정되는 값 D와 d-D 간의 기울기임을 알 수 있다. 스프링(50)이 한국산업규격(KS)인 경우, 한국산업규격의 스프링계수를 그대로 사용할 수 있다. 와이어(20)의 스프링계수는 수학식 2에 의해 구할 수 있다. Spring-wire rigidity ratio is a tension value, i.e., LVDT (60) of the spring 50 when sikyeoteul tension by the spring 50 under (deflection direction) d (d 1, d 2, d 5, ..., d n) Is the slope between the values D and dD measured by the above equation. When the spring 50 is a Korean Industrial Standard (KS), the spring coefficient of Korean Industrial Standard can be used as it is. The spring coefficient of the wire 20 can be obtained by the following equation (2).

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, E는 와이어의 탄성계수, A는 와이의 단면적, L은 와이어의 길이이다. Where E is the modulus of elasticity of the wire, A is the cross-sectional area of the wire, and L is the length of the wire.

한편, 스프링(50)의 스프링계수와 와이어(20)의 탄성계수, 단면적, 길이 및 경계조건이 실제와 다를 가능성이 있고, 불확성도 크다. 따라서 스프링-와이어 강성비를

Figure pat00005
에 의해 구하여 실제 거더 처짐값을 계산하는 것은 정확한 실제 거더 처짐값을 얻기 어렵다. On the other hand, there is a possibility that the spring coefficient of the spring 50 and the elastic modulus, cross-sectional area, length, and boundary condition of the wire 20 are different from each other and uncertainty is large. The spring-to-wire stiffness ratio
Figure pat00005
To calculate the actual girder deflection value, it is difficult to obtain an accurate actual girder deflection value.

본 발명에 따른 처짐 측정 장치(10)에 있어서, 보정기구(70)를 사용하는 실측에 의해 구한 와이어-스프링 강성비와 LVDT(60)에 의해 측정되는 값(D)으로부터 스프링-와이어 강성비를 구하여 실제 거더 처짐값(d0)을 수학식 3에 의해 간편하고 정확하게 구할 수 있다. In the deflection measuring apparatus 10 according to the present invention, the spring-wire stiffness ratio is determined from the wire-spring stiffness ratio obtained by actual use of the correcting mechanism 70 and the value D measured by the LVDT 60, The girder deflection value d o can be obtained simply and accurately by the equation (3).

Figure pat00006
Figure pat00006

와이어-스프링 강성비는 항상 O보다 크며, 본 발명에 따른 처짐 측정 장치(10)에 의해 보다 정밀하게 산정할 수 있다. 현재 안전진단 등에서 거더(2)의 처짐 측정값은 대부분 과소평가된 것이며, 처짐의 과소평가는 그만큼 교량의 내하력이 높게 평가되어 불안전한 교량이 안전한 교량으로 평가되는 오류를 범할 수도 있다.The wire-spring stiffness ratio is always larger than 0, and can be estimated more precisely by the deflection measuring apparatus 10 according to the present invention. In the present safety diagnosis, the deflection measurement of the girder (2) is mostly underestimated, and an underestimation of the deflection may lead to an error in which the load bearing capacity of the bridge is evaluated as high and the unsafe bridge is evaluated as a safe bridge.

본 발명에 따른 처짐 측정 장치(10)에 있어서, 보정기구(70)의 사용에 의해 1회 측정으로도 스프링-와이어 강성비를 구할 수 있으나, 게이지 블록(90)을 사용하여 단계적으로 측정하고, 이를 회귀분석하여 스프링-와이어 강성비의 조정값을 직접 산정하여 실제 거더 처짐값을 산출하는 것이 바람직하다. In the deflection measuring apparatus 10 according to the present invention, although the spring-wire stiffness ratio can be obtained even once by the use of the correction mechanism 70, it is possible to measure the stiffness ratio step by step using the gauge block 90, It is preferable to calculate the actual girder deflection value by directly calculating the adjustment value of the spring-wire stiffness ratio by regression analysis.

도 7에 본 발명에 따른 교량 거더의 처짐 측정 장치의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 다른 실시예의 처짐 측정 장치(10A)와 앞에서 설명한 처짐 측정 장치(10)의 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. 다른 실시예의 처짐 측정 장치(10A)의 보정기구(70)는 와이어(20)와 스프링(50)을 거더(2)쪽에서 당길 수 있도록 거더(2)의 하면에 설치되어 있다. 즉, 다른 실시예의 처짐 측정 장치(10A)는 앞에서 설명한 처짐 측정 장치(10)를 거꾸로 배치한 것과 거의 같다. 7 shows another embodiment of the apparatus for measuring deflection of a bridge girder according to the present invention. Referring to Fig. 7, the same configuration of the deflection measuring apparatus 10A of the other embodiment and the deflection measuring apparatus 10 described above are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted. The correction mechanism 70 of the deflection measuring apparatus 10A of another embodiment is provided on the lower surface of the girder 2 so as to pull the wire 20 and the spring 50 from the girder 2. [ That is, the deflection measurement device 10A of the other embodiment is almost the same as the deflection measurement device 10 described above.

다른 실시예의 처짐 측정 장치(10A)에 있어서, 와이어(20)의 하단은 고정구조물의 일례로 지면(4)에 설치되어 있는 기초 슬래브(80)의 기초 볼트(82)에 연결되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 와이어(20)의 하단은 교량의 하부구조물, 브래킷, 포스트(Post) 등 다양한 고정구조물에 연결될 수도 있다. 베이스 플레이트(72)는 거더(2)의 하면에 장착되어 있다. 와이어(20)의 상단은 제1 연결기(30)의 제1 로드(32)에 연결되어 있다. 제1 연결기(30)는 지면(4)쪽에 이웃하는 연결기로 되고, 제2 연결기(40)는 제1 연결기(30)의 위쪽에 간격을 두고 배치되어 거더(2)쪽에 이웃하는 상부 연결기로 된다.In the deflection measuring apparatus 10A of another embodiment, the lower end of the wire 20 is connected to the foundation bolt 82 of the foundation slab 80 installed on the ground 4 as an example of the fixed structure. In some embodiments, the lower end of the wire 20 may be connected to various fixed structures such as the bridge's lower structure, brackets, posts, and the like. The base plate 72 is mounted on the lower surface of the girder 2. The upper end of the wire (20) is connected to the first rod (32) of the first connector (30). The first connector 30 is a connector adjacent to the ground 4 and the second connector 40 is disposed above the first connector 30 with an interval therebetween to be an upper connector adjacent to the side of the girder 2 .

작업자가 조정 스크루(76)를 상승시키면, 제2 연결기(40)가 조정 스크루(76)와 함께 상승되면서 스프링(50)들을 거더(2) 쪽으로 당겨주게 된다. 또한, 기준척(78)이 조정 스크루(76)와 함께 상승된다. 기준척(78)의 상승에 의해 와이어(20)와 스프링(50)이 하중(P)을 받아 당겨질 때, 와이어(20)와 스프링(50)들을 당긴 거리와 LVDT(60)에 의해 측정되는 값(D)으로부터 스프링-와이어 강성비를 구하여 실제 거더 처짐값을 정확하게 구할 수 있다.When the operator raises the adjusting screw 76, the second connector 40 is lifted together with the adjusting screw 76 to pull the springs 50 toward the girder 2. Further, the reference chuck 78 is raised together with the adjusting screw 76. [ When the wire 20 and the spring 50 are pulled by the rise of the reference chuck 78 and the load 50 is pulled by the load P, the distance between the wire 20 and the spring 50 and the value measured by the LVDT 60 The actual spring girder deflection value can be obtained accurately by determining the spring-wire stiffness ratio from the reference value D in FIG.

이와 같이 다른 실시예의 처짐 측정 장치(10A)는 보정기구(70)를 거더(2)의 하면에 설치함으로써, 조정 스크루(76)의 조정에 의해 와이어(20)와 스프링(50)들을 거더(2)쪽에서 당길 수 있다. 따라서 거더(2) 주위의 환경에 맞춰 거더(2)의 실제 거더 처짐값을 간편하고 정확하게 구할 수 있다.The deflection measuring device 10A of the other embodiment is provided with the correction mechanism 70 on the lower surface of the girder 2 so that the wire 20 and the springs 50 are fixed to the girder 2 ). Therefore, the actual girder deflection value of the girder 2 can be obtained easily and accurately in accordance with the environment around the girder 2. [

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10, 10A: 처짐 측정 장치 20: 와이어
30: 제1 연결기 40: 제2 연결기
50: 스프링 60: LVDT
70: 보정기구 72: 베이스 플레이트
74: 고정 플레이트 76: 조정 스크루
78: 기준척 80: 기초 슬래브
84: 고정 스크루 90: 게이지 블록
92: 측정 블록 94: 연결 블록10, 10A: deflection measuring device 20: wire
30: first connector 40: second connector
50: spring 60: LVDT
70: Correction mechanism 72: Base plate
74: Fixing plate 76: Adjusting screw
78: reference chuck 80: foundation slab
84: fixed screw 90: gauge block
92: measuring block 94: connecting block

Claims (11)

상단이 거더에 연결되어 있는 와이어와;
상기 와이어의 하단에 연결되어 있는 제1 연결기와;
상기 제1 연결기의 아래쪽에 간격을 두고 배치되어 있는 제2 연결기와;
상기 제1 연결기와 상기 제2 연결기 사이에 연결되어 있는 스프링과;
상기 제1 연결기의 변위를 측정할 수 있도록 상기 제1 연결기와 상기 제2 연결기 사이에 장착되어 있는 측정수단과;
상기 와이어와 상기 스프링을 당길 수 있도록 상기 제2 연결기에 연결되어 있으며, 상기 제2 연결기의 변위를 측정할 수 있는 기준척을 갖는 보정기구를 포함하는 교량 거더의 처짐 측정 장치.A wire connected to the upper end of the girder;
A first connector connected to a lower end of the wire;
A second connector disposed at an interval below the first connector;
A spring connected between the first connector and the second connector;
Measuring means mounted between the first connector and the second connector to measure the displacement of the first connector;
And a correction mechanism connected to the second connector to pull the wire and the spring, the correction mechanism having a reference chuck capable of measuring a displacement of the second connector. 제1항에 있어서,
상기 보정기구는,
상기 제2 연결기와 간격을 두고 배치되어 있는 베이스 플레이트와;
상기 베이스 플레이트와 간격을 두고 상기 제2 연결기와 상기 베이스 플레이트 사이에 배치되어 있는 고정 플레이트와;
상기 제2 연결기에 연결되어 있으며, 상기 고정 플레이트에 승강할 수 있도록 결합되어 있고, 상기 기준척이 승강할 수 있도록 장착되어 있는 조정 스크루를 구비하는 교량 거더의 처짐 측정 장치. The method according to claim 1,
The correction mechanism may include:
A base plate spaced apart from the second connector;
A fixing plate disposed between the second connector and the base plate at an interval from the base plate;
And a control screw connected to the second connector and coupled to the fixed plate so as to be able to move up and down and to be able to move up and down the reference chuck. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정수단은 변위측정자기센서로 이루어지고, 상기 보정기구는 상기 기준척의 높이를 조정할 수 있도록 상기 베이스 플레이트와 상기 고정 플레이트 사이에 배치되어 있는 측정 블록을 더 구비하는 교량 거더의 처짐 측정 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the measuring means comprises a displacement measurement magnetic sensor and the correction mechanism further comprises a measurement block disposed between the base plate and the fixed plate so as to adjust the height of the reference chuck. 제3항에 있어서,
상기 측정 블록은,
상기 기준척을 지지할 수 있도록 높이가 다른 복수의 측정면이 계단식으로 형성되어 있으며, 서로 간격을 두고 평행하게 배치되어 있는 한 쌍의 측정 블록과;
상기 한 쌍의 측정 블록의 한쪽 끝에 연결되어 있는 연결 블록으로 이루어지는 교량 거더의 처짐 측정 장치.The method of claim 3,
The measurement block includes:
A pair of measurement blocks having a plurality of measurement surfaces having different heights so as to be able to support the reference chucks, the measurement blocks being arranged in parallel with each other at an interval;
And a connection block connected to one end of the pair of measurement blocks. 하단이 고정구조물에 고정되어 있는 와이어와;
상기 와이어의 상단에 연결되어 있는 제1 연결기와;
상기 제1 연결기의 위쪽에 간격을 두고 배치되어 있는 제2 연결기와;
상기 제1 연결기와 상기 제2 연결기 사이에 연결되어 있는 스프링과;
상기 제1 연결기의 변위를 측정할 수 있도록 상기 제1 연결기와 상기 제2 연결기 사이에 장착되어 있는 측정수단과;
상기 와이어와 상기 스프링을 상기 거더 쪽으로 당길 수 있도록 상기 거더에 설치되어 있으며, 상기 제2 연결기의 변위를 측정할 수 있는 기준척을 갖는 보정기구를 포함하는 교량 거더의 처짐 측정 장치.A wire having a lower end fixed to the fixed structure;
A first connector connected to an upper end of the wire;
A second connector disposed above the first connector at an interval;
A spring connected between the first connector and the second connector;
Measuring means mounted between the first connector and the second connector to measure the displacement of the first connector;
And a correction mechanism provided on the girder so as to pull the wire and the spring toward the girder and having a reference chuck capable of measuring a displacement of the second connector. 제5항에 있어서,
상기 보정기구는,
상기 거더의 하면에 수평하게 장착되어 있는 베이스 플레이트와;
상기 베이스 플레이트와 간격을 두고 상기 베이스 플레이트의 아래쪽에 배치되어 있는 고정 플레이트와;
상기 제2 연결기에 연결되어 있으며, 상기 고정 플레이트에 승강할 수 있도록 결합되어 있고, 상기 기준척이 승강할 수 있도록 장착되어 있는 조정 스크루를 구비하는 교량 거더의 처짐 측정 장치. 6. The method of claim 5,
The correction mechanism may include:
A base plate horizontally mounted on a lower surface of the girder;
A fixing plate disposed below the base plate at an interval from the base plate;
And a control screw connected to the second connector and coupled to the fixed plate so as to be able to move up and down and to be able to move up and down the reference chuck. 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 측정수단은 변위측정자기센서로 이루어지고, 상기 보정기구는 상기 기준척의 높이를 조정할 수 있도록 상기 베이스 플레이트와 상기 고정 플레이트 사이에 배치되어 있는 측정 블록을 더 구비하는 교량 거더의 처짐 측정 장치.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the measuring means comprises a displacement measurement magnetic sensor and the correction mechanism further comprises a measurement block disposed between the base plate and the fixed plate so as to adjust the height of the reference chuck. 제7항에 있어서,
상기 측정 블록은,
상기 기준척을 지지할 수 있도록 높이가 다른 복수의 측정면이 계단식으로 형성되어 있으며, 서로 간격을 두고 평행하게 배치되어 있는 한 쌍의 측정 블록과;
상기 한 쌍의 측정 블록의 한쪽 끝에 연결되어 있는 연결 블록으로 이루어지는 교량 거더의 처짐 측정 장치.8. The method of claim 7,
The measurement block includes:
A pair of measurement blocks having a plurality of measurement surfaces having different heights so as to be able to support the reference chucks, the measurement blocks being arranged in parallel with each other at an interval;
And a connection block connected to one end of the pair of measurement blocks. 거더의 처짐을 측정하기 위해 서로 연결되어 있는 와이어와 스프링 중 어느 하나를 상기 거더에 연결하는 단계와;
상기 와이어와 상기 스프링 중 어느 하나를 당긴 후 상기 와이어와 상기 스프링의 당긴 거리를 측정하는 단계와;
상기 스프링의 변위를 변위측정자기센서에 의해 측정하는 단계와;
상기 당긴 거리와 상기 스프링의 변위에 의해 와이어-스프링 강성비를 산출하는 단계와;
상기 와이어-스프링 강성비에 의해 거더 처짐값을 산출하는 단계를 포함하는 교량 거더의 처짐 측정 방법.Connecting any one of the wires and springs connected to each other to the girder to measure deflection of the girder;
Measuring a pulling distance between the wire and the spring after pulling either the wire or the spring;
Measuring a displacement of the spring by a displacement measuring magnetic sensor;
Calculating a wire-spring stiffness ratio by the pulled distance and displacement of the spring;
And calculating a girder deflection value by the wire-spring stiffness ratio. 제9항에 있어서,
상기 당긴 거리를 측정하는 단계는,
상기 와이어와 상기 스프링 중 어느 하나는 기준척이 장착되어 있는 조정 스크루에 연결하고, 상기 조정 스크루의 조정에 의해 상기 와이어와 상기 스프링 중 어느 하나를 당기면서 상기 기준척의 변위로 상기 당긴 거리를 산출하는 교량 거더의 처짐 측정 방법.10. The method of claim 9,
The step of measuring the pulled-
One of the wire and the spring is connected to an adjustment screw on which the reference chuck is mounted and the pulling distance is calculated by the displacement of the reference chuck by pulling one of the wire and the spring by the adjustment of the adjustment screw Method of measuring deflection of bridge girder. 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 와이어-스프링 강성비(ρ)와 상기 거더 처짐값(d0) 각각은 아래의 식에 의해 구하는 교량 거더의 처짐 측정 방법.
Figure pat00007

(여기서, d는 와이어와 스프링을 당긴 거리이고, D는 변위측정자기센서에 의해 측정되는 값이다.) 11. The method according to claim 9 or 10,
Wherein each of the wire-spring stiffness ratio (rho) and the girder deflection value (d 0 ) is obtained by the following equation.
Figure pat00007

(Where d is the distance between the wire and the spring and D is the value measured by the displacement measurement magnetic sensor).
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