팔당 대교 붕괴 사고

소개글

팔당 대교 붕괴 사고에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

상청 서울 관측소 권역에 속하며 1991년 3월 26일 사고 당일 서울 관측소 기후 자료에 의하면 일일 최대 풍속이 ENE 8.7m/sec 였다.
당시 현장에는 풍향 풍속계가 설치되어 있지 않았으므로 정확한 자료가 존안되지 않았다.
지형조건 현황
방조제 공사 현장의 풍향 풍속 계측자료에 의하면 3월 26일 오전에 순간 최대 풍속은 6m/sec에서 10m/sec로 변화하였고 풍향은 ENE에서 WSW로 수차례 급변하였던 계측 기록이 나타나고 있다.
당인 현장에서는 8시 25분경 돌풍을 동반한 강풍으로 인하여 작업 투입 중이던 작업반을 철수시켰으며 붕괴사고 지역 일대가 흙먼지로 뒤덮여 있었던 것으로 확인되었다.
이 지역은 86년 8월 26일 현장 가설 사무실이 돌풍에 의해 붕괴되어 재건축한 바가 있었고 인근 주택의 담장이 사고 당일 돌풍에 의하여 넘어진 적이 있었으며 이는 지형조건에 따른 바람의 영향이 상습적인 강풍과 돌풍이 발생되는 지역으로 조사되었다.
▲ 구조물의 조건 및 붕괴 형태
Pc Box Girder교의 가설공법 중 Staging을 설치하는 방법에는 주로 강재를 사용하는 방법이 일반적으로 쓰이고 있으나 이 경우에는 형하공간을 금부 형강으로 받치는 경우와 TEMPORARY PIER를 설치하고 형강으로 트러스를 제작하여 그 위에서 콘크리트를 타설하는 방법이 있으며 본 현장에서는 후자를 사용하였다.
바람에 의한 가건물 붕괴(1986.8)
팔당교 붕괴당일의 블럭담장붕괴
팔당 대교는 Truss Staging으로 설계하였으며 이 Bent Staging은 지간 25.4m, 높이 30m로서 강재(H-형강)구조재로 되어 있었으며 브레이싱은 L형 강재를 사용하였다.
가설 벤트 지보공은 당초(원안) 축도 지반 위에서 4단으로 기둥을 설치하도록 되어 있었으며 H-형강 기둥이 다중 구조체로 연결되어 있었다. 변경 보강(시공안)은 벤트기둥의 배열을 일축하여 변경하고 사이드 노견측을 확대 보강하였으며, 강재 재료는 H-형강을 사용하였다.
붕괴된 가설 자재 및 상판의 상태가 횡방향은 한강 상류에서 하류 방향으로, 종 방향은 남측 주탑 위치에서 강 남쪽에서 부터 강북 방향으로, 북측주탑 위치에서 강남 방향으로 쏠려서 무너져 있었다.
▲ 교량 구조물의 조건 및 붕괴 형태
팔당대교의 사장교 부분은 그 연장이 총 340m로서 붕괴 형태는 상판 철제빔의 붕괴와 사장교 중간 196m 지점이 붕괴되었다. 교량 DECK의 양쪽에서 STAY CABLE이 설치된 DOUBLE PLANE의 3연속 HARPTYPE 프리스트레스트 콘크리트 사장교이다.
전체적인 지간비는 85m * 170m * 85m로서 중간 지간이 양측 지간의 2배로 되어 있으며 중간지간장은 한강 상에 축조된 것 중 최장 스팬이다.
장지간의 교량의 경우 풍하중에의한 구조물의 영향을 고려하는 것이 정설로서 DECK의 단면을 유선형으로 만들어서 접시 형 Box단면으로 시공하였다.
프리스트레스트 콘크리트 박스 거더교는 일반적인 교량에 비하여 그 자중이 과대하기 때문에 가설 Staging을 설치할 때 많은 주의가 요구되었다.
본 팔당대교는 사장교 구간의 상판 설치 시에 붕괴된 경우로서 사고 당시까지의 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더의 콘크리트 타설 공정 및 붕괴된 상태는 아래 그림과 같다.
사고당시의 시공진행 상황
≪콘크리트 타설상태≫
SEG2 : 바닥, 날개, 벽체, 상부 콘트리트 타설 완료(822m2)
보도구 90% 진행(357×09=321m3)으로 총 1,143m3의 콘크리트 타설을 한 상태였다.
SEG6 : 바닥, 날개 부 콘크리트 타설 완료(314m3)
SEG4,5 : 바닥, 날개 부 콘크리트 타설 완료(126m3)
SEG1 : 바닥, 날개, 벽체, 상부 콘크리트타설 완료(816m3)
붕괴된 상판 구조물의 상태는 횡방향은 한강 상류에서 하류 방향으로, 종방향은 남측 주탑위치에서는 강 남측에서부터 강북 방향으로 북측 주탑위치에서는 강남 방향으로 쏠려서 붕괴되어 있었던 것으로 조사되었다.
팔당대교의 주탑은 그 높이가 확대 기초 상단으로부터 100m이며 폭은 제일 하단 부분에서 12.0m×9.5m의 T-SECTION으로부터 상단부에서 2.5m×2.0m의 구형 단면에 이르기까지 점차적으로 변화하는 모양을 이루고 있었다.
주탑의 높이가 100m이고 폭이 다양하게 변화하기 때문에 이동 거푸집(Climing form)을 사용하여 시공하였으며 한 LIFT의 높이는 3.25m이다.
팔당대교의 철탑(PYLON)은 대체적으로 매우 강성이 큰 구조물로 되어 있으며 철탑해석에서는 상부 DECK로부터 전달되는 하중은 물론 풍하중, 유수압과 교축방향 지진하중, 횡방향 지진하중을 모두 고려한 구조체이다.
팔당대교 붕괴구간 남측 주탑의 사고 전파후 변위상태는 1.0~1.5mm로서 수직 및 수평 변위가 오차 범위 이내이다
주탑 및 H형 주탑의 교차 부의는 붕괴 사고시에 가설재에 긁힌 흔적이 있었으나 그 상태가 미약하며, 주탑에 설치되어 있던 타워크레인은 강 남쪽으로 구대가 다소 밀려가 있었으나, 해체 후 철거된 상태로서 주탑의 사용상에 문제는 없을 것으로 분석되었다.
▲ 동바리 축도 및 기초 파일의 상태
Staging공법을 채택하여 공사를 진행하여 왔기 때문에 기초 파일 보강, 축도의 유실방지, 벤트구조 안전을 증대 등을 변경 시행하였으나, 수차에 걸친 가축도의 유실 및 긴급 복구로 인하여 가축도 성토재가 발파암 등 시민 사토로 형성되어 파일항타 등이 곤란한 재료로 대체되어 있는 상태이었다.
가축도의 축도로 세굴과 월류시의 지반 안정을 위하여 시트파일로 가축도를 보호하였다.
벤트의 기초 파일은 연암상단 1.0m를 기준으로 시공 계획을 하지만 시공 오차와 안전축의 계산을 택하여 연암상단(EL1.71)에 거치하는 것으로 하였다.
사걸 벤트구조 검토 설계시 전도에 대하여 가장 위험한 경우는 거푸집을 설치한 직후의 경우이다.
벤트 상부는 지중과 유수압이 작용할 경우 7cm정도의 변위를 예상하였으며 풍하중을 고려한다면 10cm정도의 수평변위가 발생될 것을 예상하였다.
가축도는 시공상 안전을 고려하여 파일 기초 부분은 EL(+)12.00으로 성토하고 시트파일 보강 부분의 외곽토 어

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