KR102092895B1 - 정밀 소류력 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정밀 소류력 측정장치에 관한 것으로, 호안의 과다, 과소 설계에 의한 유실 및 파괴 발생을 막고 생태하천 복원을 위한 수리적 안정성을 평가하기 위해 하천 바닥에 설치되어 물의 흐름방향과 그와 직교하는 방향의 소류력을 측정할 수 있도록 하면서도 그 구성이 단순하고 정밀한 측정이 가능하도록 한 것이다.
Description
본 발명은 소류력 측정장치에 관한 것으로, 특히 호안의 과다, 과소 설계에 의한 유실 및 파괴 발생을 막고 생태하천 복원을 위한 수리적 안정성을 평가하기 위해 하천 바닥에 설치되어 물의 흐름방향과 그와 직교하는 방향의 소류력을 측정할 수 있도록 하면서도 그 구성이 단순하고 정밀한 측정이 가능하도록 한 정밀 소류력 측정장치에 관한 것이다.
시멘트계 호안블럭이나 석축, 콘크리트 중량체옹벽 등을 이용한 하천정비는 내구적, 경제적 측면에서 일면 유리한 점이 있었으나, 결과론적으로 하천을 단순히 수로화하는 기현상을 가져왔고, 하천부지와 하천을 콘크리트 중량체로 차단하여 하천 생태계의 단절과 고수부지의 생태환경 파괴, 자연미의 손상, 하천정화능력의 상실 등 환경적 측면에서 대단한 악영향을 미친 것으로 평가되고 있다.
이같은 환경파괴는 기상이변을 낳았고, 뒤늦게나마 사람과 자연이 공존 공생하며 살아야 한다는 것을 인식하게 되면서 미약하나마 자연형 하천을 표방하는 시공법들이 대두되고 있다.
자연형 생체하천을 지향하는 공법 중 순수식생 공법은 하천의 자연상태에 가장 적합하나, 하천의 특성 및 토양의 특성에 따른 적합한 식물종의 선정이 어렵고 치수 및 이수의 기능면에서 홍수소통 단면적의 감소, 조도계수의 증가 등이 문제가 있었다. 특히 홍수시 소류력에 의해 식물 및 호안의 유실 가능성이 크다는 점은 반드시 해결해야 하는 과제가 되었다.
이에 따라, 소류력을 대비하기 위한 다양한 방안들이 개시되기도 하였다. 예컨대 등록특허공보 제1437857호(2014.08.29.)에는 소류력에 의한 파손, 유실의 우려가 적은 생태호 조성 구조물을 개시되었고, 등록특허공보 제099431호(2010.10.21.)에는 소류력에 대한 저항력이 향상되도록 하여 삭제된 식불들의 유실이 방지되도록 한 하천변의 식생녹화구조체가 개시되기도 하였다.
그러나, 전술된 것처럼 소류력에 대응할 수 있도록 한 다양한 방안들이 개시되었음에도 불구하고 그 이전에 생태하천 복원을 위한 수리적 안정성을 평가하기 위해 소류력을 측정하는 것이 필요한데, 이에 대한 마땅한 측정장치가 없다는 점이 문제였다.
이에 따라 본 출원인은 한국공개특허공보 제2017-0052220호(2017.05.12)를 통해 생태하천 복원을 위한 수리적 안정성을 평가하기 위해 수로 바닥에 설치되어 물의 흐름방향으로 뿐만 아니라 그 직교하는 방향의 소류력을 측정할 수 있도록 한 의 이차원 소류력 측정장치를 개시한 바 있었다.
하지만, 본 출원인이 한국공개특허공보 제2017-0052220호를 통해 개시한 발명의 경우 하부 지지부재와; 하단부가 상기 하부 지지부재에 지지된 상태로 세워지고 수평방향으로 힘을 받으면 변위 가능하도록 탄성재질로 이루어진 탄성봉과; 상기 탄성봉의 상단부에 결합되어 탄성지지된 상부 지지부재와; 상기 상부 지지부재의 상측에 결합되어 상기 상부 지지부재와 함께 상기 탄성봉에 의해 탄성지지되며 수로의 바닥면과 같은 높이에 위치하여 상면이 흐르는 물에 접촉되면서 변위를 일으키도록 한 전단판과; 상기 전단판의 전후방향 변위거리를 측정하는 제1감지센서와; 상기 전단판의 좌우방향 변위거리를 측정하는 제2감지센서를 포함하여, 상기 제1감지센서와 제2감지센서가 측정한 값을 근거로 소류력을 측정할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 하고 있다.
하지만, 이같은 종래기술의 경우 전단판이 탄성봉에 의해 탄성지지되어 있기 때문에 전체 구성이 복잡하게 되는 것은 물론 센서와 전단판 사이에 탄성봉의 중간 개입으로 소류력을 정밀하게 측정하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서 더 단순하면서도 정밀하게 소류력을 측정하기 위한 기술의 개발이 필요하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 호안의 과다, 과소 설계에 의한 유실 및 파괴 발생을 막고 생태하천 복원을 위한 수리적 안정성을 평가하기 위해 하천 바닥에 설치되어 물의 흐름방향과 그와 직교하는 방향의 소류력을 측정할 수 있도록 하면서도 그 구성이 단순하고 정밀한 측정이 가능하도록 한 정밀 소류력 측정장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 정밀 소류력 측정장치는, 하천 바닥에 설치되어 소류력을 측정할 수 있도록 한 소류력 측정장치로서, 상면이 개방된 상부 개구부를 갖는 수용부를 구비하고 하천 바닥에 매립되되 적어도 상면이 드러나도록 부분 매립되는 하우징; 상기 하우징의 상부 개구부에 수평하게 위치하면서 상면이 하천수와 접촉하여 하천수의 흐름에 의해 전후방향 및 좌우방향으로 변위 가능하도록 설치되는 전단판; 상기 전단판의 하면에 결합되어 상기 전단판과 함께 변위되는 제1연결부재; 상기 하우징의 수용부에서 상기 제1연결부재의 전측과 후측에 각각 결합되어 상기 제1연결부재를 통해 상기 전단판을 지지하면서 상기 전단판의 전후방향 변위량을 측정하는 전측 로드셀 및 후측 로드셀; 상기 하우징의 수용부에서 상기 전측 로드셀 및 후측 로드셀의 전단부와 후단부와 결합되어 상기 전측 로드셀 및 후측 로드셀을 지지하는 제2연결부재; 상기 하우징의 수용부에서 상기 제2연결부재의 좌측과 우측에 각각 결합되어 상기 제1연결부재로부터 전측 로드셀 및 후측 로드셀을 통해 상기 전단판을 지지하면서 상기 전단판의 좌우방향 변위량을 측정하는 좌측 로드셀 및 우측 로드셀을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 전측 로드셀, 후측 로드셀, 좌측 로드셀 및 우측 로드셀은 중간에서 양단부에 결합되는 부재들 간 지지와 수평방향 변위량 측정이 모두 가능한 S-BEAM형 로드셀인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1연결부재는 상기 전단판의 하면 중앙부로부터 하방으로 연장되어 상기 전측 로드셀과 후측 로드셀 사이에서 결합되는 사각 기둥 형태로 형성되며, 상기 제2연결부재는 전후방향으로 긴 직사각 형상을 그리면서 상기 전측 로드셀 및 후측 로드셀과 제1연결부재를 외측으로 둘러싸는 외벽 형태로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 하면이 개방된 하부 개구부를 구비하여 상기 전측 로드셀, 후측 로드셀, 좌측 로드셀 및 우측 로드셀과 연결된 라인들이 인입될 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 둘레를 따라 외측을 감싼 형태로 콘크리트 타설되어 형성된 콘크리트 중량체; 콘크리트 중량체의 각 모서리부에 결합된 상태에서 상하로 길게 형성되어 하천 바닥에 박히도록 한 복수의 앵커; 상기 앵커 각각에 설치되어 진동을 일으키면서 자신이 설치된 해당 앵커가 하천 바닥에 더 깊숙이 박히도록 유도하는 복수의 진동기;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 상단부에서 상기 하우징의 모서리와 모서리 사이 중간 지점에 각각 설치되어 각 지점에서 양편에 위치한 하우징 모서리 간 경사진 정도를 측정하는 복수의 경사계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 정밀 소류력 측정장치는, 독특한 형태의 연결부재를 구비함으로써 로드셀에 의해 전단판에 대한 지지와 변위량 측정 모두를 담당하도록 구성하는 것이 가능하여 전체적으로 매우 간단한 구성을 가지면서도 정밀한 소류력 측정이 가능하다.
또한, 본 발명은 앵커와, 진동기, 경사계를 추가적으로 구비하는 구성에 의해 수심이 깊으면서 물길을 차단하기 어려운 환경에서도 용이한 설치가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 설치상태도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 평면도
도 3은 도 2에서 전단판을 제외한 참조도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 측단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치에서 사용되는 S-BEAM형 로드셀의 사진
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 소류력 측정장치에서 하천 설치를 위해 콘크리트 중량체와 복수의 앵커, 진동기가 추가된 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템의 사시도
도 7은 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템의 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 평면도
도 3은 도 2에서 전단판을 제외한 참조도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 측단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치에서 사용되는 S-BEAM형 로드셀의 사진
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 소류력 측정장치에서 하천 설치를 위해 콘크리트 중량체와 복수의 앵커, 진동기가 추가된 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템의 사시도
도 7은 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템의 구성도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 정밀 소류력 측정장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
<실시예>
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 설치상태도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 정밀 현장용 소류력 측정장치(100)는 하천 바닥에 매립된 형태에서 전단판(120)의 변위에 의한 하중을 측정하는 방식으로 하천 내를 흐르는 물의 흐름방향으로 뿐만 아니라 그 직교하는 방향의 소류력을 측정할 수 있도록 한다. 본 발명은 이로써 호안의 과다, 과소 설계에 의한 유실 및 파괴 발생을 막고 생태하천 복원을 위한 수리적 안정성을 평가하기 위한 수리적 안정성 평가시스템을 구현할 수 있도록 구성된다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 현장용 소류력 측정장치에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 평면도이고, 도 3은 도 2에서 전단판을 제외한 참조도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치의 측단면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치에서 사용되는 S-BEAM형 로드셀의 사진이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치는 하우징(110)과, 전단판(120)과, 연결부재(130)와, 각방향의 로드셀들(전측 로드셀(140a), 후측 로드셀(140b), 좌측 로드셀(140c) 및 우측 로드셀(140d))을 포함하여 이루어진다.
상기 하우징(110)은 도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼 상면이 개방된 상부 개구부(110b)를 갖는 수용부(110a)를 구비한 용기 형상의 몸체로 이루어져 하천 바닥에 상면이 드러난 상태로 안정적으로 매립될 수 있도록 한다. 상부 개구부(110b)에는 상기 전단판(120)이 전후좌우 방향으로 변위 가능하도록 설치된다. 또한, 상기 하우징(110)은 하면이 개방된 하부 개구부(110c)를 구비한다. 이로써, 전측 로드셀(140a), 후측 로드셀(140b), 좌측 로드셀(140c) 및 우측 로드셀(140d)과 연결된 라인들이 쉽게 인입될 수 있도록 한다.
상기 전단판(120)은 도시된 것처럼 상기 하우징(110)의 상부 개구부(110b) 너비보다 작은 사각의 판재로 구비되어 전후방향 및 좌우방향으로 변위 가능하도록 여유 틈새를 제외하고 상부 개구부(110b)를 거의 덮을 수 있도록 위치한다. 그리고 상기 전단판(120)은 그 상면이 하천수와 접촉하면서 하천수의 흐름에 의해 전후방향 및 좌우방향으로 변위 가능하도록 연결부재(130)를 통해 전측 로드셀(140a), 후측 로드셀(140b), 좌측 로드셀(140c) 및 우측 로드셀(140d)에 의해 지지된다.
여기서, 하우징(110)의 상부 개구부(110b)와 전단판(120) 사이의 틈새를 메워주어 하천수가 하우징(110)의 수용부(110a) 내부로 침투하지 못하도록 차단하는 유연한 재질의 차단막((121)이 구비된다. 상기 차단막(121)은 얇은 실리콘 막이나 비닐, 고무 등의 소재로 가능하다.
상기 연결부재(130)는 본 발명에서 가장 주목해야 할 요소 중 하나로 상기 전단판(120)의 변위를 허용하도록 하면서 중간에서 로드셀에 지지시켜주는 중간 매개 역할을 겸하게 된다. 이같은 연결부재(130)는 전측 로드셀(140a) 및 후측 로드셀(140b)에 전후방향 변위 가능하도록 지지된 상태에서 전단판(120)을 지지하는 제1연결부재(131)와, 좌측 로드셀(140c) 및 우측 로드셀(140d)에 좌우방향 변위 가능하도록 지지된 상태에서 전측 로드셀(140a) 및 후측 로드셀(140b)을 지지시켜주는 제2연결부재(132)로 이루어진다.
여기서 상기 제1연결부재(131)는 전단판(120)의 하면에 결합되어 전단판(120)과 함께 변위되도록 한 것으로 상기 전단판(120)의 하면 중앙부로부터 하방으로 연장되어 전측 로드셀(140a)과 후측 로드셀(140b) 사이에서 결합되는 사각 기둥 형태로 부재이다.
또한, 상기 제2연결부재(132)는 상기 하우징(110)의 수용부(110a)에서 전후방향으로 긴 직사각 형상을 그리면서 상기 전측 로드셀(140a) 및 후측 로드셀(140b)과 제1연결부재(131)를 외측으로 둘러싸는 링 형상을 갖는 외벽 형태의 부재로 형성된다. 상기 제2연결부재(132)는 상기 전측 로드셀(140a) 및 후측 로드셀(140b)과 결합되어 이들을 지지하면서 좌측 로드셀(140c)과 우측 로드셀(140d)에 의해 하우징(110) 내벽에 지지된다.
이같은 제1연결부재(131)와 제2연결부재(132)의 형상을 살펴보면, 제1연결부재(131)가 기둥형상으로 형성되어 전측 로드셀(140a)과 후측 로드셀(140b) 사이에 배치되고, 제2연결부재(132)는 직사각 링 형상으로 이들을 외측에서 감싸도록 한 독특한 형상에 의하여 로드셀들이 전단판(120)을 전후방향 및 좌우방향 변위 모두를 허용하는 상태로 지지하고 각 방향의 변위량을 측정할 수 있도록 하면서도 전체 구성을 매우 단순화 하는 것이 가능해지는 것이다.
상기 전측 로드셀(140a), 후측 로드셀(140b), 좌측 로드셀(140c) 및 우측 로드셀(140d)은 도 3에 도시된 것처럼 각각 하우징(110) 내부에서 전, 후, 좌, 우 방향에 배치되어 전단판(120)을 지지하면서 전단판(120)의 전후방향 및 좌우방향 변위량을 측정하는 역할을 하게 된다. 이같은 로드셀들의 역할과 관련하여 주목할 점은 로드셀들이 단지 전단판(120)의 변위량을 측정하는 역할만 하는 것이 아니라 제1연결부재(131) 및 제2연결부재(132)와 함께 전단판(120)을 지지하는 역할까지 겸하도록 하였다는 점이다. 이같이 전측 로드셀(140a), 후측 로드셀(140b), 좌측 로드셀(140c) 및 우측 로드셀(140d)이 변위량 측정뿐만 아니라 전단판(120)을 지지하는 역할까지 안정적으로 수행할 수 있도록 도 5에 첨부된 사진과 같이 시중에서 판매되고 있는 S-BEAM형 로드셀을 채택하여 사용한다. 상기 S-BEAM형 로드셀의 경우 충분한 지지력을 가질 수 있도록 전체적으로 S자형의 몸체를 가지는 가운데 고강도 합금강을 소재로 하여 그 표면에는 무전해 니켈도금되었으며, 양단부에는 양측에 위치하는 부재들과 쉽게 결합될 수 있도록 볼트공을 구비한다. 그리고 S자형 몸체의 중간부위에는 변위량 측정을 위한 센서가 내장되어 있다.
이같은 S-BEAM형 로드셀을 사용한 전측 로드셀(140a) 및 후측 로드셀(140b)은 하우징(110)의 수용부(110a)에서 제1연결부재(131)의 전측과 후측에 각각 결합되어 제1연결부재(131)를 통해 전단판(120)을 지지하는 동시에 전단판(120)의 전후방향 변위량을 측정한다. 좌측 로드셀(140c) 및 후측 로드셀(140b)은 하우징(110)의 수용부(110a)에서 제2연결부재(132)의 좌측과 우측에 각각 결합되어 제1연결부재(131)로부터 전측 로드셀(140a) 및 후측 로드셀(140b)을 통해 전단판(120)을 지지하는 동시에 전단판(120)의 좌우방향 변위량을 측정한다.
이처럼 본 발명의 실시예에 의한 정밀 소류력 측정장치는 변위 가능하도록 설치된 전단판(120)과, 하우징(110)에 대해 전단판(120)을 변위 가능하도록 지지하면서 변위량을 측정하는 전측 로드셀(140a), 후측 로드셀(140b), 좌측 로드셀(140c) 및 우측 로드셀(140d) 사이에 독창적인 형상의 제1연결부재(131)와 제2연결부재(132)만 개입된 매우 단순화된 구성을 통해 하천수의 흐름방향과 그와 직교하는 방향으로 작용하는 2차원 소류력을 보다 정밀하게 측정하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 소류력 측정장치에서 하천 설치를 위해 콘크리트 중량체와 복수의 앵커, 진동기가 추가된 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템의 사시도이며, 도 7은 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 소류력 측정장치의 경우 하천 바닥에 무인 설치할 수 있도록 콘크리트 중량체와 복수의 앵커, 진동기 및 복수의 경사계가 추가되어 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템을 구성한다. 이는 하천의 수심이 깊은데다가 물길을 차단하기 어려워 현장에 작업 인력을 투입하기 어려운 상황에서 유용하게 사용될 수 있도록 한 것이다. 추가된 구성요소들에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 앵커(160a,160b,160c,160d)는 콘크리트 중량체(150)의 각 모서리부에 결합된 상태에서 상하로 길게 형성되고 하단부는 첨예하게 형성되어 하천 바닥에 박히면서 콘크리트 중량체(150)를 안정적으로 지지할 수 있도록 한 것이다.
상기 진동기(170a,170b,170c,170d)는 상기 앵커(160a,160b,160c,160d) 내부, 바람직하게는 앵커(160a,160b,160c,160d)의 내부에서 하단부 쪽에 설치되어 진동을 일으키면서 자신이 설치된 해당 앵커(160a,160b,160c,160d)가 하천 바닥에 더 깊숙이 박히도록 유도한다. 즉, 상기 앵커(160a,160b,160c,160d)와 함께 설치된 진동기(170a,170b,170c,170d)가 진동을 일으키면 콘크리트 중량체(150) 및 하우징(110)의 무게를 고스란히 받고 있는 앵커(160a,160b,160c,160d)가 진동하면서 펄로 이루어진 하천 바닥에 더 깊숙이 박히게 된다. 이들 진동기(170a,170b,170c,170d)는 네 개가 한꺼번에 진동할 수도 있고 그 중 하나만 진동할 수도 있도록 제어된다.
상기 경사계(180a,180b,180c,180d)는 상기 하우징(110)의 모서리와 모서리 사이 중간 지점에 각각 설치되어 각 지점에서 양편에 위치한 하우징(110)의 모서리 간 경사진 정도를 측정하게 된다. 이로써 상기 경사계(180a,180b,180c,180d)들 즉, 제1경사계(180a), 제2경사계(180b), 제3경사계(180c), 제4경사계(180d)가 각각 측정신호를 제어기에 전달하면 상기 제어기는 하우징(110)의 모서리 중 상대적으로 높게 위치한 모서리를 파악할 수 있게 된다. 그러면 제어기는 상대적으로 높게 위치한 하우징(110)의 모서리 쪽에 설치된 해당 앵커(160a,160b,160c,160d)의 진동기(170a,170b,170c,170d)를 작동시킴으로써 해당 모서리 쪽 앵커(160a,160b,160c,160d)가 하천 바닥에 조금 더 박히도록 할 수 있으며, 이같은 방식에 의하여 하우징(110)을 전체적으로 수평한 상태를 만들 수 있다.
이같이 현장용으로 보강된 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템을 설치하는 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저 기중기를 이용하여 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템을 하천 바닥에 내려놓는다. 그러면 펄로 이루어진 하천 바닥에 앵커(160a,160b,160c,160d)가 그 하단부터 점차 박히기 시작하여 점진적으로 깊숙해진다. 그리고 콘크리트 중량체(150)의 커다란 자중에 의해 하우징(110)의 하부가 하천 바닥에 안착되어 매립된 상태가 된다. 이때 하천 바닥이 비교적 부드러운 펄로 이루어져 있기 때문에 상기 하우징(110)은 큰 어려움 없이 하천 바닥에 안착되어 부분 매립된 상태가 될 수 있으며, 하천 바닥의 토질에 따라 소류력 측정장치를 하천 바닥에 내려놓을 때부터 진동기(170a,170b,170c,170d)를 작동시켜 앵커(160a,160b,160c,160d)가 진동하는 상태로 하천 바닥에 매립시킬 수 있다.
이후 하우징(110)의 상단부 각 지점에 설치된 경사계(180a,180b,180c,180d)들은 그 각 지점에서 양편에 위치한 하우징(110)의 모서리 간 경사진 정도를 측정하여 측정신호를 제어기에 전달한다. 이로써 제어기는 하우징(110)의 상단부 모서리 중 상대적으로 높게 위치한 모서리를 파악할 수 있게 되며 상대적으로 높게 위치한 모서리 쪽에 설치된 앵커(160a,160b,160c,160d)의 진동기(170a,170b,170c,170d)를 작동시켜준다. 이같이 각 지점의 경사계(180a,180b,180c,180d)가 하우징(110)의 상단부 모서리 간 경사진 정도를 측정하고 그에 따라 하우징(110)의 모서리 중 상대적으로 높은 위치에 있는 모서리의 앵커(160a,160b,160c,160d)를 진동시켜 해당 모서리의 높이를 낮추는 작업을 반복적으로 실시하게 되면 하우징(110) 전체적으로 수평한 상태가 되어 정밀 소류력 측정장치의 설치작업이 완료된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 하우징 120 : 전단판
130 : 연결부재 140a, 140b,140c,140d : 로드셀
150 : 콘크리트 중량체 160a,160b,160c,160d : 앵커
170a,170b,170c,170d : 진동기 180a,180b,180c,180d : 경사계
130 : 연결부재 140a, 140b,140c,140d : 로드셀
150 : 콘크리트 중량체 160a,160b,160c,160d : 앵커
170a,170b,170c,170d : 진동기 180a,180b,180c,180d : 경사계
Claims (6)
- 상면이 개방된 상부 개구부를 갖는 수용부를 구비하고 하천 바닥에 매립되되 적어도 상면이 드러나도록 부분 매립되는 하우징와, 상기 하우징의 상부 개구부에 수평하게 위치하면서 상면이 하천수와 접촉하여 하천수의 흐름에 의해 전후방향 및 좌우방향으로 변위 가능하도록 설치되는 전단판과, 상기 전단판의 하면에 결합되어 상기 전단판과 함께 변위되는 제1연결부재와, 상기 하우징의 수용부에서 상기 제1연결부재의 전측과 후측에 각각 결합되어 상기 제1연결부재를 통해 상기 전단판을 지지하면서 상기 전단판의 전후방향 변위량을 측정하는 전측 로드셀 및 후측 로드셀과, 상기 하우징의 수용부에서 상기 전측 로드셀 및 후측 로드셀의 전단부와 후단부와 결합되어 상기 전측 로드셀 및 후측 로드셀을 지지하는 제2연결부재와, 상기 하우징의 수용부에서 상기 제2연결부재의 좌측과 우측에 각각 결합되어 상기 제1연결부재로부터 전측 로드셀 및 후측 로드셀을 통해 상기 전단판을 지지하면서 상기 전단판의 좌우방향 변위량을 측정하는 좌측 로드셀 및 우측 로드셀을 포함하여 하천 바닥에서 소류력을 측정할 수 있도록 한 소류력 측정장치;
상기 하우징의 둘레를 따라 외측을 감싼 형태로 콘크리트 타설되어 형성된 콘크리트 중량체;
상기 콘크리트 중량체의 각 모서리부에 결합된 상태에서 상하로 길게 형성되어 하천 바닥에 박히도록 한 복수의 앵커; 및
상기 앵커 각각에 설치되어 진동을 일으키면서 자신이 설치된 해당 앵커가 하천 바닥에 더 깊숙이 박히도록 유도하는 복수의 진동기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템. - 제1항에 있어서,
상기 전측 로드셀, 후측 로드셀, 좌측 로드셀 및 우측 로드셀은 중간에서 양단부에 결합되는 부재들 간 지지와 수평방향 변위량 측정이 모두 가능한 S-BEAM형 로드셀인 것을 특징으로 하는 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템. - 제2항에 있어서,
상기 제1연결부재는 상기 전단판의 하면 중앙부로부터 하방으로 연장되어 상기 전측 로드셀과 후측 로드셀 사이에서 결합되는 사각 기둥 형태로 형성되며,
상기 제2연결부재는 전후방향으로 긴 직사각 형상을 그리면서 상기 전측 로드셀 및 후측 로드셀과 제1연결부재를 외측에서 둘러싸는 외벽 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템. - 제3항에 있어서,
상기 하우징은 하면이 개방된 하부 개구부를 구비하여 상기 전측 로드셀, 후측 로드셀, 좌측 로드셀 및 우측 로드셀과 연결된 라인들이 인입될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하우징의 상단부에서 상기 하우징의 모서리와 모서리 사이 중간 지점에 각각 설치되어 각 지점에서 양편에 위치한 하우징 모서리 간 경사진 정도를 측정하는 복수의 경사계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 설치용 정밀 소류력 측정시스템.
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