앵커 PPT.pptx

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국내에서 적용중인 앵커 특성 및 제원

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1. 앵커 정의

2. 앵커 분류

3. 가설 앵커 종류 및 공법

4. 영구앵커 종류 및 공법

5. 영구앵커 비교

목차

앵커 : 토목 , 건축구조물을 지반에 정착시키기 위해 고강도 강재에 높은 긴장력을 도입하여 구속력 또는 선행 하중을 가하는 보강재

앵커 적용 예

•앵커재료는 KS D 7002, KS D 3505 에 부합하는 PS 강재 , 강연선 사용 ( 건설공사비탈면 설계기준 , 2006)

PS 강선 및 PS 강연선 (KS D 7002)

d1. 앵커 정의

* 앵커 분류 : 정착지반 종류 , 설치방법 , 그라우트 방법 , 사용기간 , 지지방식에 따른 분류 가능

앵커 분류

2. 앵커 분류

1. 앵커 사용기간에 의한 분류

1.1 가설앵커 : 18~24 개월 미만의 가설 구조물에 적용되는 앵커1.2 영구앵커 : 24 개월 이상의 내구성을 필요로 하는 구조물에 적용

2. 정착지반의 지지방식에 의한 분류

2.1 마찰형 앵커 : 앵커 주위 면과 흙의 전단저항을 이용하여 인장력을 기대하는 방식2.2 지압형 앵커 : 앵커 선단부를 국부적으로 크게 뚫어 플레이트와 기타 재료를 이용하여 내력을 증진시키는 방식2.3 복합형 앵커 : 마찰형 + 지압형

정착지반의 지지방식에 따른 분류

(a) 마찰형 앵커 (b) 지압형 앵커 (c) 복합형 앵커

2. 앵커 분류

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3. 마찰형 앵커

3.1 인장형 앵커 : 하중을 가할때 인장력은 정착장을 통해 지반에 가해짐 인장균열 발생 가능성 높음 앵커체의 정착력이 상대적으로 낮음 ( 인장력 증가시 정착구간 확대 ) 그라우트에서 발생된 압축력 감소로 그라우트체 종방향 팽창 , 횡방향으로 팽수축 ( 구속압 감소 )

정착부 : 선단부에 강선과 그라우트를 부착시킨 구간

자유장 : 쉬스관을 이용하여 그라우트와 강선을 비정착시킨 구간

3.2 압축형 앵커 : 선단 재하판 ( 앵커 선단에 강선을 고정 )+ 앵커 강연선에 쉬스관을 사용 강선이 그라우트에 부착되지 않음 ( 앵커 전장이 자유장 ) 앵커 두부에 가해지는 하중이 앵커 선단에 직접 전단됨 앵커 전장에 압축력이 가해짐에 따라 진행성 균열 및 인잔균열 발생 가능성 감소 그라우트에서 발생된 압축력은 그라우트체 종방향 수축 , 횡방향으로 팽창 ( 구속압 증대 )

선단재하판( 내하체 )

인장력

인장력

압축력

압축력

2. 앵커 분류

인장력

압축력

재하후

인장력

압축력 ( 최소 )

재하후

3

응력집중 구간

3.3 압축형 하중분산 앵커 : 하중집중에 따른 그라우트 균열 발생을 억제하기 위하여 여러 개의 내하체를 이용 내하체를 중심으로 응력 집중이 발생 파쇄대 , 연약지반 , 토사지반에 유리하다고 보고됨 하중분산 앵커를 사용하기 위해서는 강연선의 길이가 달라야 함 ( 개별인장 필요 )

압축력

인장력

2. 앵커 분류

내하체

인장형

압축형

압축형 하중분산

2. 앵커 분류

3.4 앵커 종류에 따른 마찰력 분포

선단부

선단부

선단부

선단부

선단부

초기 : 정착부와 자유장이 만나는 구간에 마찰력 최대

중기 : 응력집중에 의한 균열 발달로 마찰력은 정착장으로 이동

후기 : 인장균열 발달에 따라 최대 마찰력 발현 구간은 선단부

초기 : 내하체에 의하여 최대 마찰력은 선단부 구간

중기 : 압축 크리프에 의한 균열 개시로 최대 마찰력 발현 구간은 앞으로 이동

후기 : 정착부와 자유장이 만나는 구간에 마찰력 최대

다수의 내하체가 존재하기 때문에 응력분산으로 크리프 균열에 의한 마찰력 이동은 없다고 보고됨 각각의 내하체를 구성하는 강연선에 가해지는 인장력이 다를 경우 응력집중에 의한 내하체 주변 인장균열 발생 가능 각 내하체에서 발생한 균열결합으로 인장력 소실 발생 가능성 존재 지반특성을 고려하여 적용해야 할 것으로 판단됨

3. 가설앵커 종류 및 공법

1. DBH-RA 앵커

· 강연선과 연결된 인너블럭에 스프링을 설치· 해체 시 스프링을 당기면 스프링 강선이 늘어나면서 스프링 원형 체적 감소로 길이만큼 인너블럭이 움직이면서 강연선이 해체· 지반과 그라우트 마찰 및 압축력을 이용한 마찰 · 압축력 앵커로 별도의 제거용 스프링 및 인출용 강선 필요

DBH-RA 앵커

2. CTR 앵커

· 강연선이 인장된 상태에서 웨지에 정착된 제거용 강선을 잡아당기면 하중을 지지하던 중심재가 밑으로 내려옴 과 동시에 스페이서와 웨지가 붕괴되면서 웨지와 강연선의 구속력이 해제되어 강연선이 해체됨 .· 마찰 · 압축형 앵커· 제거용으로 이용될 경우 별도의 강연선과 웨지가 필요

CTR 앵커


3. SW-RCD 앵커

· 공사후 앵커 두부에서 강연선을 절단하여 구속력 해제· 앵커 두부에서 강연선을 돌리면 강연선에 연결된 해체 나사는 상부 헤드캡 내부 해체 너트로 이동· 웨지가 상부 헤드캡에 고정되면서 공간이 확보되어 강연선의 구속력 해제· 단독 앵커헤드에 웨지가 인장시 쐐기형태로 압착되어 있어 웨지가 빠지지 않아 제거가 어려움· 강연선을 각각 돌려서 제거하므로 강연선 제거에 시간이 많이 듬

SW-RCD 앵커

4. U-TURN 앵커

· 강연선을 U 자 모양으로 구부린후 내하체에 설치하고 강연선을 직접 당겨 제가하는 방식· 시공후 강연선을 절단한 후 앵커 두부에 설치된 강연선을 크레인 또는 윈치 등으로 인발하여 강연선 제거· 압축 분산형 앵커 타입으로 지반에 대한 안정성은 우수· 강선의 휨 가공으로 타 앵커에 비하여 강도가 낮음· 강선 제거시 크레인 장비 이용해야 하며 제거된 강선은 재활용 불가능

U-TURN 앵커


5. MTR 앵커

· 마찰식 하중분산 압축형 앵커· 반발력에 의한 해체식 ( 타격식 ) 으로 인력으로 가능한 장점· 가닥수 적용이 자유로움· 회전식 개발됨 ( 작업속도 향상 )

MTR 앵커

6. 오토백 인장 제거식 앵커

· 마찰식 압축 분산형 앵커· 인장된 강연선에 릴리스캡을 끼운 후 해머로 캡을 타격함· 7 연선 강선에서 2 선만 충격이 전달되는 방식으로 압축력에 의하여 스프링이 압축되며 이에 따라 5 선은 스프링 반동에 의해 웨지 외부로 밀려나감· 웨지와 강선 사이의 구속력이 해제되며 강선을 제거

오토백 인장 제거식 앵커


1. VSL, SKT 앵커

VSL 앵커Corrugated Duct

Epoxy Sealing

지압판

Anchor Head

Spiral Bar

보호캡

Adhesive Fiber Reinforced Tape

Steel Cramp

Sleeve

Grout HoseSpreaderEpoxy Fill

Nose Cone

VSL 앵커

앵커 타입 인장형

정착방식 쐐기식

특징 내하체없음 ( 그라우트와 강선과의 마찰력 이용 )

장점 1. 시공방법이 간결함

단점

1. 부식에 취약함2. 재인장 어려움3. 인장형 앵커이므로 정착구간 길이를 이용하여 앵커 인장력 조절4. 그라우트재에 균열 발생 가능성 큼5. 그라우트에서 앵커체가 이탈될 가능성 큼

정착구자유부 정착부

앵커 구간에 따른 명칭

4. 영구앵커 종류 및 공법2. DBH 앵커

DBH 앵커3. PCD 앵커

PCD 앵커

앵커 타입 압축형

정착방식 웨지타입

특징 1. 이형철근과 이형파이프를 이용하여 인장력 증가시킴2. 정착부 구간 또한 웨지를 이용하여 강연선 정착

장점 1. 웨지 타입이므로 재인장 용이2. Unbonded P.C.Strand 강연선을 사용하기 때문에 부식에 대한 저항성 큼3. 강연선의 꼬임이 없기 때문에 강연선 탄성계수 큼4. 탄성계수 큼 , 인장력 발현

단점 1. 인장력을 증진시키기 위하여 정착구에 이형철근과 이형파이프를 이용 ( 상대적으로 고가 )2. 고정정착헤드에 강연선이 연결되므로 헤드가 커져 천공경이 타 앵커보다 큼

앵커 타입 압축형 하중분산


특징 정착부 정착을 위하여 강연선을 내하체 헤드부위에 압착 그립하여 직선결속

장점 1. 웨지 타입이므로 재인장 용이2. Unbonded P.C.Strand 강연선을 사용하기 때문에 강연선 탄성계수 큼3. 압축형 하중분산앵커이기 때문에 인장력 증진과 균열 발생 감소4. 불량한 지반에 탁월

단점 1. 강연선이 그라우트에 직접 노출되기 때문에 보관 불량 또는 강연선에 응력집중시 부식 발생 가능성2. 인장시 각각의 강연선 길이가 다름 ( 최대 늘음량 고려 필수 , 설치가 어려움 )3. 가설앵커로 ( 낮은 실적에 의한 신뢰도 하락 )4. 영구앵커로써 사용할 경우 다수의 내하체 사용에 따른 가격 상승

P.C. 강연선 Presressed concrete wire and strand : 외부에 의한 인장력을 상쇄하기 위하여 강연선에 미리 응력을 가한 강연선을 의미함

Unbonded P.C. 강연선 PC 강연선 위에 Grease 를 도포하면서 그리스 충진 및 코팅한 제품으로 내구성이 우수 콘크리트와의 직접 접촉이 없어 일반적으로 부식방지를 위한 sheath 가 필요 없음


4. SEEE 앵커 (F-TA 형 )


정착방식 너트방식 ( 수지 코팅을 이용하여 부식 저항성 큼 )

특징 PC 강연선을 만숀에 삽인한 뒤 압착하여 정착시킴

장점 1. 꼬임선 케이블 방식을 적용하기 때문에 유연성 뛰어남2. 무압그라우팅 공법 적용3. 다수의 적용 사례 (신뢰도 상승 )

단점 1. 강연선 재가공 필수2. 무압그라우팅 공법에 의한 인장강도 감소3. 꼬임선 방식에 의한 강연선 탄성계수 감소4. PC 강연선 사용에 따른 상대적 부식 발생 취약성 5. 강선이 7 또는 19 가닥으로 한정되어 때문에 설계하중을 앵커 규격에 맞쳐야함6. 국부적 파괴에 의한 전면 재시공 사례7. 지지층의 지지력미확보시 지압판 , 블록의 침하로 만숀 , 너트 위치가 맞지 않아 설계하중을 확보할 수 없음8. 상대적으로 고가

SEEE 타입 앵커 만숀을 이용한 정착구 압착방식

슬리브에 강연선을 삽입한 뒤 압착장비에 주입 피스톤을 이용하여 슬리브와 강연선을 압착시켜 일체화를 시킴

압착 완료

SEEE 앵커


4. SEEE 앵커 (F-TA 형 )

SEEE 앵커 제원


5. PW 앵커

PW 앵커



특징 정착부 정착 방법은 각각의 강연선을 압착구에 주입한 뒤 압착구를 압착하여 소성변형을 일으켜 일체화함

장점 1. 웨지 타입이므로 재인장 용이2. Unbonded P.C.Strand 강연선을 사용하기 때문에 강연선 탄성계수 큼3. Unbonded P.C. 강연선을 PE 파이프안에 넣어 이중으로 처리함에 따라 부식에 대한 저항성 큼4. 균등한 인장력이 강연선에 가해짐 ( 정착방법에 의한 응력집중 감소 )5. 국내 순수 기술로 개발되었기 때문에 노 게런티 ( 저렴한 가격 )6. PC 강연선 수의 선택이 자유로움 ( 설계하중에 따라 앵커력 조절가능 )7. 천공경이 상대적으로 작음 ( 공사비 절감 )8. 압축형 앵커의 단점을 보완하기 위해 불량한 지반에 대해서는 이중가압패커 호완 적용9. 다수의 적용 사례 ( 앵커의 신뢰성 확보 )

단점 1. 인장작업을 위한 최소한의 여유장 필요2. 특수공법에 의한 제작 어려움

강연선 압착구

각각의 강연선을 압착구에 삽입 압착구 압착

소성변형에 의한일체화

PW 앵커 정착부 정착순서도


5. PW 앵커

PW 앵커 규격

5. 영구앵커 비교 (PW vs SEEE 타입 )

1. 정착부 구간의 강선 정착 방식

1 차 굵은강연선

2 차 꼬임형상 중앙부( )동일한 굵기의 강연선사용

PW 앵커 SEEE 앵커강연선 배열

축력 YY 방향 응력

강연선 배열

축력 YY 방향 응력

0.4MPa 압축력 0.45MPa 압축력

• 강연선 배열에 의한 응력집중 12.5% 감소• 응력집중 감소에 의한 강연선 장기 강도 획득• 크리프 균열 발생 저감• 앵커 수명 연장 및 장기 안정성 확보

1 차 굵은강연선

2 차 개별압착

`

강연선 정착 방식에 의한 응력 집중 수치해석 결과 (FLAC 2D 이용 )


2. 강연선의 꼬임방식에 따른 분류

SEEE 앵커 강연선 꼬임 ( 꼬임선 방식 )

PW 앵커 강연선 꼬임 (평행선 방식 )

꼬임선 방식 평행선 방식

꼬임에 의한 강연선 각각의 길이 차이 강연선이 교차하는 구간에 응력집중 꼬임선 방식은 유연성은 향상 , 강도 효율 저하 교량 케이블 적용시 단경간 현수교 케이블용으로 사용

꼬임에 의한 강연선 각각의 길이 차이 없음 교차에 의한 응력집중 없음 강도 저감 감소 인장시 역학적 특성은 강선과 동일


구성12.7 X 7 선 앵커 15.2 X 7 선 앵커

SEEE PW SEEE vs PW SEEE PW SEEE vs PW

인장하중 130.7T 149.6T 14.5% 171.4T 186.2T 8.7%

정착제 길이 2800mm 1950mm 43.6% 3200mm 2800mm 14.3%

천공경 135mm 115mm 17.4% 135mm 127mm 6.3%

3. 기타

SEEE 앵커 (12.7mm X 7 선 )

PW 앵커 (12.7mm X 7 선 )

천공경 감소 정착제 길이 감소 ( 경제적 설계 ) 공사기간 단축 및 공사비 절감 인장하중 증가 ( 강도 발현 및 장기 안정성 향상 )

감사합니다

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