- 하중 분산형 압축 앵커의 인장 메커니즘과 주의점
하중 분산형 압축 앵커는 정착장 내부 위치에 따라 내하체가 단차를 두고 분산 배치되어 있으므로, 각각의 내하체와 연결된 강연선의 자유장 길이가 서로 다르다.
- 그렇다면 자유장 길이가 서로 다른 강연선들을 일반 인장기로 한꺼번에 잡아당기면 어떻게 될까?
동시 인장기는 모든 강연선을 단일 헤드로 일률적으로 인장하는 장치다. 따라서 인장력에 따라 모든 강연선의 늘어남량이 동일하게 고정된다.
여기서 재료역학의 기본 법칙을 적용해 보면 치명적인 문제가 드러난다.
동일한 늘어남량을 적용할 때, 자유장 길이가 짧은 강연선일수록 하중과 응력이 훨씬 더 크게 작용하게 된다. 결과적으로 길이가 가장 짧은 최상단 내하체에 하중이 집중되어 그라우트 압축 파괴가 먼저 일어나거나 강연선이 조기 항복하는 구조적 불균형을 초래하게 된다.
그렇다면 구체적으로 무엇이 문제인가?
앵커의 내적 안정성을 검토할 때, 특정 내하체에 집중되는 하중이 그라우트의 허용 압축력을 초과하면 그라우트체가 파괴된다. 그라우트가 깨져버리면 지반과의 정착력을 잃게 되므로 앵커로서의 기능을 완전히 상실하고 만다.
그렇다면 하중 분산형 앵커는 어떻게 인장해야 하는가?
강연선마다 제각각인 자유장 길이를 고려하여, 각 강연선에 동일한 설계 하중이 균등하게 전달되도록 강연선을 하나씩 순차적으로 인장하는 '개별 인장기(또는 차등 인장 시스템)'를 사용해야 한다.
개별 인장 방식은 각 강연선에 가해지는 힘의 크기(인장력)를 동일하게 유지하면서, 강연선의 늘어남량은 유연하게 달리 제어하는 방식이다.
유압 시스템을 활용하여 자유장 길이가 다른 각 강연선에 정확히 목표한 동일 힘이 가해지도록 제어한다. 이렇게 동일한 힘을 가하더라도 내하체와 연결된 강연선의 길이가 저마다 다르기 때문에, 실제 늘어남량은 강연선 길이에 비례하여 각기 다르게 나타나게 된다.
결과적으로 모든 내하체에 작용하는 응력이 완벽히 균등해지므로, 특정 내하체에 하중이 집중되는 현상과 그라우트의 압축 파괴를 완벽히 방지할 수 있다.
