대형교량 붕괴사고 사례 및 원인분석 2012. 8.

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대형교량 붕괴사고 사례 및 원인분석 2012. 8.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 교량붕괴 원인 및 방지대책
2. 콘크리트교각붕괴
3. 개착BOX 슬래브 콘크리트 치기 중 동바리 붕괴
4. PSC교량 상판슬래브 붕괴

본문내용

용한다.
2) 시공계획서에서 적용한 상부하중 w=5,550kgf/m2을 적용치 않고, 슬래브 치기높이 1.10m에서 슬래브 붕괴가 발생하였으므로 슬래브 치기높이 1.10m에 해당하는 하중 w=3,119kgf/m2로 변경하여 적용한다.
3) 이음부의 결합오차로 인한 동바리 축의 꺽임 편차를 구조해석시 고려하기 위하여 이음부 동바리 축의 편심량 e=0.93cm를 고려하여 구조검토를 실시한다.
4) Box 구조물의 종방향 경사((131.01- 130.89) /20=0.006)를 산정한 결과 종단구배 0.6%였고, 슬래브 종단구배로 인하여 동바리 하단부에는 편차가 발생되게 되는데, 구조검토시 종단구배로 인한 동바리 편심오차를 적용하여 검토한다.
5) 축방향 압축력에 의한 국부좌굴응력과 편심에 의한 모멘트를 고려하여 검토한다.
3. 개착 BOX 슬래브 콘크리트 치기 중 동바리 붕괴
■ 사고발생원인 분석
1) 시스템 동바리의 지주 이음을 동바리 좌굴장 가운데(가로부재와 가로부재사이)에 두어 좌굴에 취약한 구조로 설치.
2) 현장조사결과 좌굴변위는 이음부에서 크게 발생하고 편심모멘트 증가에 따른 동바리의 파괴는 격점부에서 발생.
3) 구조물의 종방향 경사(0.6%)로 인한 편심하중이 시공계획서의 구조계산서에서는 고려되지 않음.
4) 시스템 동바리의 이음부 결합오차로 인한 동바리 축의 꺽임 편차(0.93cm)로 인해 발생한 편심하중 때문에 동바리에 좌굴하중이 확대.
5) 시스템 동바리 구조검토 결과 시공계획서의 구조계산서에서는 동바리의 종방향 경사(0.6%)와 지주 이음부 결합오차로 인한 동바리 축의 꺽임 편차로 인한 편심모멘트를 고려하지 않음.
4. PSC교량 슬래브 붕괴
■ 사고현황
○ 사고내용 : 2007. 4. 5. 17시경 거금도 연도교(국도27호선) OO교 상판슬래브(S2) 콘크리트 슬래브 타설중 중앙부 20M 구간이(높이 13.5m, 35+4@50+35=270m) 붕괴가 되었음.
○ 피해현황 : 사망5인 부상7인
<붕괴구간 전경사진>
4. PSC교량 슬래브 붕괴
■ 원인분석
○동바리 기초지반 지지력에 대해 설계 및 시공현황을 조사한 결과 안전성을 확보하고 있는 것으로 추정함.
○사용된 시스템동바리는 “거푸집 동바리 안전작업 매뉴얼(노동부, 한국산업안전관리공단, 1998.5)에 따라 구조적 안전성을 검토하였으며, 최대 하중을 받는 부재의 여유도(허용응력대비 93%)가 많지 않는 것으로 파악됨.
○따라서 수많은 부재중 1개의 부재에 문제가 있는 경우 전체가 붕괴될 수 있는 구조로서 동바리 시공상 오류가 있어 붕괴로 진전된 것으로 추정됨.
○설계문제점 : 검증 구조계산에서는 연직하중만 고려할 경우 안전성을 확보하나 시방서에서 규정한 수평하중을 고려하면 안전성을 확보하지 못함. 그러나 원설계 검토서에서는 연직 및 수평하중을 고려하였음에도 불구하고 안전하다고 검토한 것은 해석 모델링상에서 오류가 있어 수평하중의 영향이 반영되지 않았던 것으로 추정됨. 슬래브 콘크리트타설시 연직하중뿐 아니라 거푸집상부에서 횡방향으로 콘크리트를 부으므로 횡방향 하중을 고려하여야함.
○붕괴의 가장 근본적인 원인을 제공하는 것은 설계상의 오류로 판단하였으며, 시공측면에서는 동바리 구조체에 편심을 유발하게 할 수 있는 문제점과 설계시 제시한 규격 이외의 동바리 자재사용 등을 지적하였음.
4. PSC교량 슬래브 붕괴
평면도
종단면도
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
□ 검토 개요
V형각주 타설시 수평력을 케이블타이(V형각주를 연결하는 케이블)가 받아주어 수평력이
발생하지 않는 조건과 수평력을 동바리가 지지하는 조건으로 구분하여 검토함.
□ 검토 결과
케이블 타이를 설치하여 수평력이 발생하지 않는 조건에서는 안전성을 확보하고 있으나
수평력이 발생하는 조건에서는 안전성을 확보하지 못함. 외관조사결과 변형이 발생한 것으로
보아 수평력이 발생하고 있으며 보강이 필요하다 판단됨.
V형 각주 시스템 동바리 검토 결과(응력 및 변형 분포)
4. PSC교량 슬래브 붕괴
○ 1안
단면
작용응력
(tf/㎡)
최대응력비
적정성
주주
4920.63
0.504
O.K
○ 2안
단면
작용응력
(tf/㎡)
최대응력비
적정성
주주
5863.87
0.601
O.K
○ 3안
단면
작용응력
(tf/㎡)
최대응력비
적정성
주주
5863.87
0.601
O.K
○ 검토 결과
- 3개안 모두 안전성을 확보한 것으로 계산되었음.
- V형각주 하단부의 보강은 3안을 기본으로 함
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
4. PSC교량 슬래브 붕괴
벤트 설치 개요
4. PSC교량 슬래브 붕괴
1. 콘크리트 구조체 외관조사
붕괴의 원인으로 발생된 제2경간 정착부 주위의 슬래브에서 하연의 피복콘크리가 탈락되었으며, 붕괴의 영향으로 인한 슬래브 손상 영향범위는 단부에서 4m 이내인 것으로 파악됨.
교대, V형각주 및 슬래브에 균열은 비구조적 균열로 판단되므로 향후 균열에 대한 보수가 요구됨.
2. 시스템 동바리 외관조사
수직재와 수평재을 연결하는 연결핀 및 수직재 받침철물의 설치 불량 등이 조사되었으며, V형각주 하단부에 설치된 가새재(브레이싱)는 수평력을 적절하게 분산시키는 구조가 아닌것으로 판단됨.
4. PSC교량 슬래브 붕괴
3. 콘크리트 및 강재 조사
콘크리트는 설계기준강도를 확보하고 있는 것으로 평가되었으며, 굽휨이 발생된 철근에 대한 인장시험결과 문제점은 없는 것으로 판단됨.
4. 안전성 평가 및 보수·보강 방안
슬래브 중앙부의 시스템 동바리 구조는 안전성을 확보하지 못한 것으로 평가되어 보다 안전성을 확보할 수 있는 벤트와 빔을 이용한 동바리 공법을 제안함.
V형각주 하단부의 동바리도 일부 부재가 허용응력을 초과하므로 사재 및 가새재를 추가한 보강방법 및 횡방향 변위를 제어할 수 있는 케이블 보강방안을 제시함.
붕괴구간인 S2 상부 슬래브 시공방법으로는 남아있는 슬래브의 붕괴영향부를 절단제거하고 이어타설하는 방법을 제시함.

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