[사고사례] 00~00 제00-0공구 000교량 강재형틀 탈락사고

1. 사고개황 및 경위

ㅇ 000교량(鋼아치교) 강재 형틀이 한파(영하 15℃)로 수축되면서 측면부 가설벤트(측면부 SEG 3,4 강재형틀 지지용도)에 수평력이 작용하여 가설벤트 하단부 스크류잭이 뽑힘과 동시에 전도되었고,

 

- 이에 따라 가설벤트에 의해 지지되던 강재형틀(SEG3,4)이 붕괴되면서 중앙부 가설벤트(중앙부 SEG 2,3 강재형틀 지지용도)까지 인근 00 35호선 측으로 기울어져 도로를 통제하는 사고 발생

 

[참고1] 강재형틀 탈락 개요도

2. 교량 파손부위 상세전경

3. 피해 및 조치사항

3.1 피해사항

ㅇ 인적피해 및 물적피해 : 없음

ㅇ 기타피해(피해복구 비용 전부 시공사 부담)

- 강재형틀 탈락구간 하부통과(강원도 강릉시 성산면 일원) 0000호선 지장

- 000교량 교각 P7～P9 재시공 필요(아치교각→사각중공벽식 교각), 개통공기에는 지장없음

- 강재형틀 철거시 0035호선 일부시설 손상

3.2 조치사항

ㅇ ‘16.01.24 07:00 : 국도35호선 통제, 바로 옆 도로(2차선)로 우회통행 조치

ㅇ ‘16.01.24～‘16.01.26 : 국도35호선 통제 및 탈락구간 조치방법 검토

날 짜	시 간	내 용	비고
‘16.01.24	07:00	국도35호선 통제, 바로 옆 도로(2차선)로 우회통행 조치
	~12:00	교량, 지반, 구조, 품질․안전 등 분야별 전문가로 구성된 초기사고 대응팀(6명) 급파, 현장조사 실시	건설사고조사위원회 및 국토부 조사관 등
	13:00∼14:30	복구방법 1차 자문회의 개최	외부전문가 참석
	18:00∼21:00	복구방법 2차 자문회의 개최	외부전문가 참석
‘16.01.25	10:00∼12:00 13:00∼15:00	복구방법 3, 4차 자문회의 개최	외부전문가 참석 * 강구조학회 및 철거전문가 등
‘16.01.26	14:00	복구방법 및 철거업체 최종결정	00건설산업㈜

ㅇ ‘16.01.26～‘16.03.31 : 남대천교 사고원인분석 및 대책 연구용역 시행

- 2. 19. 연구용역 중간보고회 개최

- 3. 07. 연구용역 최종보고회 개최

- 5. 20. 연구용역 최종보고서 완료

 

ㅇ ‘16.05.17～18, 30 : 복구를 위해 해체해 둔 가드레일 재설치 완료

 

ㅇ ～‘16.07.30 : 표면부 손상된 아스팔트 재포장 실시

 

ㅇ ‘16.05.17～ : 남대천교 재시공 시행 중(‘16.12월 시공완료 예정)

 

- 당초(강합성 아치교)로 시공시 개통공기(‘17년 말) 지연 예상으로 단순교 변경

 

 

4. 사고원인

 

4.1 직접원인

급격한 기온저하(영하 15℃)*로 인한 강재형틀 내 부가응력(온도하중)에 의해 가설벤트(BENT3, 강재형틀 SEG 3,4 지지) 하단부 스크류잭이 뽑힘과 동시에 벤트 전체가 전도되면서 강재형틀도 탈락됨

* 기온저하 : 41.2℃ 저하, [강재형틀 거치완료시(‘15.9.9) 26.6℃ → 사고당시(‘16.1.24) -14.6℃]

4.2 간접원인

ㅇ 시공계획서 부실 및 시공순서 미준수에 따른 강재형틀 거치기간 연장, 강재형틀 거치상태[콘크리트 미타설) 지속에 따른 추가조치(강재형틀 온도하중 영향, 지속적 계측 등) 이행 미흡, 가설벤트 구조변경시 구조검토 미흡 등의 요인도 작용

 

4.3 시공계획 수립 및 시공순서 준수에 관한 사항

 

ㅇ (시공사) 시공계획서에 교각(P7, P9)부 철근조립에 관한 사항(시공방법, 자재투입계획 등)과 강재형틀 거치 및 조립 후의 후속과정(철근조립, 속채움 콘크리트 타설)에 대한 시공계획서를 미흡하게 수립하였고,

 

- 강재형틀의 일부분(SEG3, 4)은 EPS블럭 시공이 완성되지 않은 상태임에도 불구하고 수립한 시공계획서와 다르게 강재형틀을 먼저 거치함으로 인하여 작업공간 협소 등으로 인한 시공효율 저하로 EPS시공이 지연되면서 콘크리트 미타설 상태의 강재형틀 거치기간이 최소 일주일 이상 연장되었고, 또한 콘크리트 타설시에는 교각설치부까지 1,264m3를 연속타설(이어치기) 하지 않은채 666m3만 타설 후 시공을 중지하는 등 시공순서를 제대로 준수하지 않았음.

 

ㅇ (감리사) 시공계획서가 부실하게 작성되었음에도 이를 보완조치 하지 않았고, 시공사가 기 승인된 시공계획서(이산철감 제2015-0967호, ‘15.7.30 승인)를 준수하지 않은채 임의로 시공순서를 변경, 공사를 시행하고 있음에도 이를 시정조치 하지 않았음.

 

4.4 강재형틀 거치상태(콘크리트 미타설) 지속에 따른 추가조치에 관한 사항

 

ㅇ (시공사 및 감리사) 강재형틀 거치 후 강재형틀 내부에 콘크리트를 일부만 타설한 상태로 동절기까지 장기간(약 2개월) 거치하고 있었음에도 기온차에 의한 강재형틀에서 발생가능한 부가응력(온도하중 등)을 검토하지 못한채, 지속적인 계측을 이행하지 않았으며(거치전․직후, 콘크리트 타설시 3회만 실시), 당초 가설벤트도 계측토록 계획(시공계획서)하였음에도 이를 이행하지 않았음.

 

4.4 가설시설물 하부구조 변경 검토에 관한 사항

 

ㅇ (시공사) 가설벤트 설치방법(도면)을 특별시방서(가설벤트 하단부 스크류잭 설치)에 준하여 변경하였음에도(당초: 가설벤트 상단부에만 스크류잭 설치 → 변경: 가설벤트 상단부 및 하단부에 스크류잭 설치) 해당 변경사항에 대한 구조계산서를 안전관리계획서 및 시공상세도에 변경 포함시키지 않는 등 안전관리계획서 및 시공상세도를 미흡하게 작성하였고, 또한 가설벤트 도면변경에 따른 구조계산시 벤트 하단부 스크류잭 용량 결정을 위한 약식계산은 이행하였으나, 가설구조물에 대한 설계기준이 구체적으로 명시되지 않은 이유로 변경된 가설벤트에 대한 세부 구조계산(강재형틀 온도하중에 의한 가설벤트에 작용하는 외력 검토 등)은 재이행하지 하지 않았음.

 

ㅇ (감리사) “가설벤트 하부에 스크류잭을 설치”토록 특별시방서에 명시되어 있는 이유로 변경된 가설벤트에 대한 세부 구조계산이 재이행되지 않은 시공상세도를 승인하였고, 또한 위 변경사항에 대하여 대상시설물별 세부 안전관리계획서를 재수립 하도록 조치하지 못하였음.

 

5. 재발 방지대책

5.1. 기술적 측면

ㅇ 강재구조물의 주요구조부, 취약구조부 분석 및 설정

- 강재 플레이트의 접합부, 현장용접부, 단면의 급변부, 응력집중부(구조검토 결과) 등 구조체에서 취약할 수 있는 부분을 분석하여 설정

ㅇ 설정된 강재의 주요구조부 및 취약구조부는 시공시(또는 거치시) 온도조건과 현재 온도조건을 비교, 신축량 및 부재응력 상태 수시확인

ㅇ 강재의 변형상태는 측량장비 및 계측장비를 이용하여 확인

- 측량장비(Total Staition 등)를 활용한 부재 특정부위(취약구조부) 좌표추적을 통한 변형상태 확인

- 변형률계를 활용한 취약구조부 계측

- 강재구조물이 가설벤트 등에 지지되어 있을 경우 강재구조물에 접해있는 가설벤트 부위의 좌표 추적, 응력조정 필요시 구조검토 결과에 따라 벤트 높이 조정

ㅇ 강재 부재 비틀림 발생시 응급보강 조치 후 구조계산 실시, 구조계산 결과에 따라 재보강 실시

 

5.2. 관리적 측면

ㅇ 가설구조물 시공상세도 작성 및 준수 철저

- 가설구조물(가설벤트 등)은 반드시 시공상세도 작성 후 시공상세도에 따라 설치

- 시공상세도는 반드시 구조계산 결과에 따라 작성하며, 제출 및 승인시 구조계산서 첨부, 감리는 필요시 비상주감리원 검토