• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.128-142
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• 2021

연구목적: 본 연구는 기 시공된 앵커의 안전관리에 대하여 고찰을 실시하고 이를 통해 현장에서 실시한 리프트오프 시험결과를 평가한다. 또한 필요 시 대책공법에 대하여 연구하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 현장의 가시설 배면 36개의 지점에 리프트오프 시험을 수행한 후 얻어진 잔존긴장력에 대해 강연선항복하중, 허용긴장력 및 설계긴장력과 비교한다. 또한 이를 통해 안정성을 분석하고 앵커의 안정상태를 평가한다. 연구결과 및 결론: 시험결과 26개 지점의 잔존긴장력은 안정상태에 있었다. 그러나 10개 지점에서 잔존긴장력이 설계긴장력 보다 크고 허용긴장력 보다 작은 것으로 분석되었고 파단문제가 발생할 수 있는 불안정상태인 것으로 평가되었다. 따라서 10개 지점에서 나타난 불안정상태의 앵커는 주기적인 계측과 품질시험을 통한 관리 및 관찰을 수행해야 하며 해당 지점뿐 아니라 주변 지점에 대해서도 주기적인 관찰을 실시하여 안정상태를 유지시켜야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.35-47
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• 2020

비탈면 보강 용도로 사용되는 영구앵커의 경우 사용기간 동안 지지력 및 내구성이 확보되어야 한다. 그러나 최근 국내·외 연구 결과에 따르면 앵커의 장기거동에 따라 긴장재 파단, 정착구 파손, 비탈면 변형 및 손상, 시간에 따른 잔존긴장력 감소 등의 현상들이 보고되고 있다. 이러한 문제는 앞으로 증가할 것으로 보이며, 이로 인한 유지보수 비용의 증가, 시설물 붕괴 사고 등의 문제가 불가피할 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 그라운드 앵커의 유지관리 절차 및 방법을 현실적으로 보완하기 위해 문헌연구를 수행하여 국내 유지관리 기법의 문제점 및 한계를 제시하였다. 이후 실제 현장 그라운드 앵커에 설치되어 있는 하중계 계측자료를 분석하여 앵커들의 경과일에 따른 잔존긴장력의 변화를 파악하였고, 최종 분석 결과를 통해 앵커의 시공조건, 구성암반 등이 긴장력의 증감에 미치는 영향을 파악하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.43-51
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• 2019

현재 국내에서는 비탈면의 안정성 확보를 위해 그라운드 앵커공법을 적용하고 있다. 그라운드 앵커는 시간이 지남에 따라 노후화 및 환경적 영향에 의한 부식, 릴렉세이션, 크립 등으로 긴장력 감소현상이 발생하며, 이로 인해 앵커의 긴장력은 설계앵커력 이하로 감소할 가능성을 내포하고 있다. 이에 국내에서는 정기적인 점검 시 또는 이상 징후가 발생한 앵커를 대상으로 리프트오프 시험을 수행하여 앵커의 잔존긴장력을 확인하고 있으나, 현재 국내 리프트오프 시험기준(국토해양부, 2010)은 수행 및 평가방법이 자세히 명시되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 선행연구들을 바탕으로 하중 재하 제하 사이클, 하중 증분방법, 긴장재 긴장 방법 등을 고려하여 리프트오프 시험을 수행하였으며 현장에서의 시공성과 시간적 제한을 고려하여 효율적인 리프트오프 시험 및 평가방법 개선안을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.493-511
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• 2018

본 논문에서는 그라운드 앵커의 긴장력 손실에 대응하고자 긴장력 상시확인을 위한 앵커 긴장력 상시 육안확인장치에 대한 내용을 다루었다. 그라운드 앵커는 사회적 인프라 시설의 안정성을 확보하기 위해 시공되었지만 지속적인 긴장력 손실로 인해 시설물에 대한 안전이 심각하게 우려되고 있는 실정이다. 이에 앵커의 유지관리가 요구되지만 현재 잔존긴장력의 계측은 경제적인 측면을 고려하여 표본조사로 이루어지고 있어 정밀도에 대한 한계점을 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 앵커의 긴장력을 육안으로 확인할 수 있는 앵커 긴장력 상시 육안확인장치의 개발을 목적으로 개념설계, 실내 인장실험을 통한 규격화를 수행하였으며, 현장시험을 통해 성능을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.641-644
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• 2010

프리스트레싱 시스템이 도입된 구조물의 사용수명이 오래됨에 따라, 이들 구조물의 잔존수명 평가와 보수 및 보강 등의 유지관리 차원에서 프리스트레싱 시스템의 현재 긴장력에 대한 평가는 매우 중요한 현안이 되어왔다. 따라서, 본 논문에서는 프리스트레싱 시스템의 현재 긴장력을 평가하기 위한 첫 단계로서 프리스트레싱 시스템의 긴장력이 구조계의 강성에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위하여 부착식 텐던 형식의 프리스트레싱 시스템이 도입된 시험체를 대상으로 SIMO sine sweep test를 수행하고 긴장력과 시험체의 유효 강성에 대한 상관성을 규명하였다. 그 결과, 프리스트레싱 시스템의 긴장력은 시험체의 유효강성을 증가시키며, 저차 고유진동수가 긴장력과 높은 상관성을 지니는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권8호
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• pp.25-35
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• 2021

현재 국내에서는 비탈면 및 구조물 안정성 확보를 목적으로 네일, 록볼트 등과 함께 그라운드 앵커 공법을 사용하고 있다. 이 중 장기목적으로 사용되는 영구앵커의 경우 사용기간 중 지지력과 내구성이 확보되어야 하나, 최근 연구 결과에 따르면 장기거동에 따른 잔존 긴장력 감소와 비탈면 변형 등의 현상이 보고되고 있다. 이와 같은 잔존 긴장력 감소 문제는 앞으로 지속적으로 증가될 것으로 전망되며, 이로 인한 유지관리 비용 증가 등의 문제가 불가피할 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 국내·외 문헌연구를 통해 영구앵커의 긴장력에 영향을 미치는 요인들을 파악하였으며, 과거 수행된 하중계 모니터링 자료를 분석한 선행연구들을 조사하였다. 이후, 이를 기초자료로 활용하여 실제 현장에서 수집한 하중계 계측자료를 분석하여 앵커의 긴장력 감소현황을 파악하였고, 그 장기하중감소특성을 분석하였다. 마지막으로 앞의 내용을 종합하여, 설치 직후 100일 부근의 단기 데이터를 통해 영구앵커의 장기하중감소특성을 예측하는 기법을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.217-223
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• 2017

이 연구는 포스트텐션 콘크리트 부재의 화재에 대한 구조성능 평가기술을 개발하기 위하여, 고온에 노출된 포스트텐션 보와 슬래브 부재의 구조특성과 평가기법을 내화 실험을 통하여 연구하였다. 내화 실험 시 가열은 전기로를 사용하였으며 수열온도를 $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 하였다. 이 연구로부터 고온을 받는 강연선은 응력 이완이 발생되고, 냉각되면서 긴장력의 일부 복원이 나타나는 것을 알 수 있었다. 포스트텐션 보와 슬래브 실험체가 각각 목표온도 도달 후 4시간 경과 시 포스트텐션 부재의 강연선의 잔존 긴장력을 살펴보면, 포스트텐션 보는 $400^{\circ}C$에서는 70%, $600^{\circ}C$에서는 10%, $800^{\circ}C$에서는 2%정도로 볼 수 있으며, 포스트텐션 슬래브는 $400^{\circ}C$에서는 94%, $600^{\circ}C$에서는 84.5%, $800^{\circ}C$에서는 62%정도로 나타났다. 상대적으로 포스트텐션 슬래브의 잔존 긴장력 손실이 작았던 이유는 슬래브가 고온에 일면 노출되었고, 강연선의 강도복원이 일어났기 때문으로 여겨졌다. 이 연구로부터 화재가 발생하는 경우 포스트텐션 부재는 강도 및 긴장력의 손실이 발생하고, 보강 시 손실된 내력만큼의 복원설계가 필요함을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.17-26
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• 2023

강연선의 손상 및 파단위험에 대하여 적극적으로 대처하기 위해서는 기존의 사후 유지관리 체계만으로는 한계가 있으며 시설물의 내구성, 안전성 저하를 정량적으로 평가 및 예측하고 시설물의 자산가치를 고려한 합리적인 유지관리 체계의 구축이 요구된다. 따라서 가설앵커에 큰 결함이 발생하기 전 사전조치가 이루어지도록 하는 선제적 유지관리 방안을 고려해볼 가치가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 선제적 과긴장 공법을 고안하여 설계 및 현장시험을 통해 그 효과를 검토하고 신뢰성 기반 최적화 설계를 수행하여 저항계수를 산정하였다. 이때 과긴장 앵커의 흙막이 가시설 지지효과는 강연선 파단전 유효긴장력에 대한 강연선 파단후 잔존긴장력의 비를 이용하여 평가하였으며 저항계수는 각 확률변수에 대한 최적해를 Excel solver를 이용하여 구하고 이를 한계상태식에 적용하여 산정하였다. 연구결과 과긴장률이 125%~130%인 경우 강연선 파단 후에도 높은 흙막이 가시설 지지효과를 보였으며 최적화 설계결과 하중계수(γ)는 1.25, 저항계수 Φ₁, Φ₂, Φ₃은 0.7, 0.5, 0.6을 적용함이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.12-20
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• 2023

본 연구에서는 영구 교좌장치가 설치되는 교량의 교각 상부에서 FCM에 의한 상부공 시공에 주로 적용하고 있는 "내부 프리스트레싱 긴장재에 의한 임시 고정시스템"에서 강봉에 도입한 긴장력의 변화와 주두부의 기울음 특성을 분석하여 안정성 확보 방안에 대한 기초자료를 제시하였다. 상기 시스템은 시공 중 불균형 모멘트에 의하여 발행하는 상향력에 저항하기 위하여 교각과 교각 상부의 PSC BOX 내부에 연직으로 강봉을 설치한 후 상부에서 인장 및 정착하기 때문에, 그 동안 강봉에 도입한 긴장력의 변화와 주두부의 기울음 정도를 확인하기 어려웠다. 따라서, 강봉의 길이 변화 및 주두부 변위에 대한 계측 및 분석은 미세 측정이 가능한 FBG 센서를 활용하여 각 세그먼트 진행의 전후에 수행하였다. 강봉의 계산 인장력과 잔존 인장력을 비교한 결과 안전율은 모든 교량에서 저하하였다. 그 원인은 주로 강봉의 정착 과정에서부터 1세그먼트 완료까지의 초기 긴장력 손실로 확인되어 이에 대한 대책을 제시하였다. 주두부의 미세 기울음 특성을 분석한 결과 안전율이 충분히 확보된 교량에서도 세그먼트의 진행에 따라 미세 기울음이 증가되는 양상을 보였으며, 세그먼트 진행 단계별로 콘크리트 타설 전,후의 차이도 뚜렸하게 확인되었다. 또한, 모든 교량에서 미세 기울음의 증가는 강봉의 긴장력 손실과 밀접한 관계를 보이며 기울음 측면과 반대 측면의 응력 감소가 더욱 크게 나타났다. 이러한 현상의 원인은 불균형모멘트에 의하여 기울음 측면과의 반대 측면의 강봉에 상향 인장력이 발생하여 강봉의 응력 차이를 유발시킨 때문으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.695-703
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• 2012

현재 교량, 터널, 원전격납구조물, 가스탱크 등의 주요 사회기반 구조물은 긴장재에 의해 구속효과가 적용된 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조물로 주로 이루어져 있으며, 기술의 발전과 함께 프리스트레스트 콘크리트의 적용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 일반적으로 콘크리트 구조물은 다른 구조재료에 비하여 내화성이 뛰어나다고 평가되고 있으나, 긴장재에 의해 구속된 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 경우, 고온의 화재에 대한 부재의 거동은 일반 콘크리트 구조물의 거동과는 상이하나, 이와 관련된 국내외 연구 또한 미비한 실정이다. 그러므로, 이 연구에서는 $1400{\times}1000{\times}300mm$ 부재의 양방향에 430 kN의 긴장력을 준 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널부재를 제작하여, 5분 이내에 $1200^{\circ}C$의 화재하중을 가할 수 있는 RABT 화재 시나리오를 적용하여 이방향으로 구속된 프리스트레스트 콘크리트의 내화성능을 실험적으로 검토하였다. 또한 잔존내력구조실험을 수행하여, 화재에 의해 손상을 받은 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 잔류응력을 일반 철근콘크리트 구조물과 비교 검토하였다. 이 연구 결과를 통해 화재에 대한 PSC 부재와 RC 부재의 거동은 서로 상이하였음을 확인하였다.