2. 현황 및 문제점

2.1 동바리 사고현황 및 원인분석

(1) 동바리 사고현황

(1.1) 사고내용


(1.1.1) 고속도로의 경우 ‘05～’06년 2건 발생(건설계획처-1513, 07.4.19)

(2) 원인분석(언론 보도내용)

(2.1) 시스템 동바리 구조계산 부실

(2.2) 시스템 동바리 수평재의 고정작업 부실, 고정핀 일부 누락, 거푸집을 지지하는 장선과 멍에의 부실고정 등의 시공부실

2.2 관련기준 및 현행

2.2.1 관련기준

2.2.1.1 콘크리트 표준시방서(건설교통부, ‘03)

(1) 제5장(거푸집 및 동바리)-1.7.3(거푸집 및 동바리 계산)

(1.1) (1) 거푸집 및 동바리는 연직방향하중, 수평방향하중 및 콘크리트 측압 등에 대해 설계해야 하며, 동바리의 설계는 강도뿐만 아니라 변형에 대해서 고려.

(1.2) (2) 풍압, 유수압, 지진 등의 영향을 크게 받을 때에는 별도로 이들 하중 고려.

2.2.1.2 가설공사 표준시방서(건설교통부, ‘04)

(1) 제3장(거푸집 및 동바리)-1.4(제출물)

(1.1) (4)-① 시공사는 동바리 시공계획서를 작성하여 책임감리원의 승인을 받아 시공하여야 한다. 시공계획서에는 고정하중, 활하중, 수평하중 및 기타 설계시 고려되는 하중 포함

(2) 제3장(거푸집 및 동바리)-1.5.5(수평하중)

(2.1) (1) 풍하중 이외에 타설시의 충격 또는 시공오차 등에 의한 최소의 수평하중을 고려하며, 풍하중과 최소 수평하중의 영향을 고려하여 불리한 경우에 검토

(3) 제3장(거푸집 및 동바리)-1.6.4(동바리 설계)

(3.1) (5) 동바리에 설치되는 수평연결재 및 가새는 예상되는 모든 수평하중을 지지하여 동바리 자체로 수평하중이 전달되지 않도록 하여야 함.

2.2.2 현 동바리 구조검토 및 시공도

2.2.2.1 설계조건

(1) 동바리 : φ 60.5 × 2.5t

(2) 설계하중

2.2.2.2 구조검토

(1) 단면도(일차원 검토)


(2) 검토결과

(2.1) 동바리 간격 : 91.4cm×61.0cm(종방향×횡방향)

(2.2) 동바리 응력검토 : 2,113.1kgf < 6,000kgf/본 OK

(2.2.1) Pa = 설계하중× 동바리 종간격 × 동바리 횡간격

= 0.379 kgf/㎠ × 91.4cm × 1.0cm = 2,113.1kgf

2.2.2.3 동바리 시공도

2.3 문제점

(1) 수평방향 하중 미적용 및 수평변위 미검토

(1.1) 축력만 받는 동바리 구조계산(1차원)으로 수평방향 하중(수평하중, 풍하중 등) 및 수평변위 검토 곤란

(1.2) 구조검토에 없는 가새를 경험적으로 시공도 작성

(2) 시공사가 구조계산 및 시공도면 등을 작성함으로 취약성 내포

(2.1) 구조검토가 취약하고 경제성 위주의 시공사가 구조계산 및 시공상세도를 작성함으로 취약성 내포

(2.2) 실시설계시 가시설도(동바리)에 대한 구조계산 및 시공상세도를 작성하지 않고 있어 시공사에서 참고할 구조계산 및 시공도면에 대한 기초자료가 없음.

3. 개선내용

3.1 동바리 특성 비교 및 안정성 검토

3.1.1 동바리 특성 비교

3.1.2 동바리 안전성 검토

3.1.2.1 설계조건

(1) 프로그램 : MIDAS/Civil(2006)

(2) 모델 단면도


(3) 사용재료
 

(4) 설계하중
 

(4.1) 콘크리트 표준시방서(건교부, ‘03) - 1.7.3 거푸집 및 동바리 구조계산 및 도로교 설계기준(건교부, ’05)-2.111 참조

3.1.2.2 안정성검토

(1) 검토방법

(1.1) 동바리 높이를 4.8m를 기준으로 1.8m씩 증가하여

(1.2) 수평재 간격 1.8m 및 1.35m, 가새 설치 및 미설치시 검토

(1.3) 수평하중과 풍하중은 각각 불리한 경우 검토

(1.4) 수직재는 힌지로 수평재는 고정으로 검토

(2) 검토단면


(3) 검토결과(2차원 해석) 

(3.1) * : 수평하중 지배, ** : 풍하중 지배

3.1.2.3 안정성 검토결과

(1) 가새 미설치시 수평변위가 과다 발생하며, 동바리 높이 약 13m이상 부터 응력이 N.G 발생

(2) 가새 설치시 동바리 높이 약 10m초과 부터(가새 설치시) 수평방향 하중은 풍하중이 지배

(2.1) 가새 : 동바리에 작용하는 횡력에 견딜 수 있도록 수평재와 수평재, 수직재와 수직재를 연결하여 고정하는 부재

3.2 개선방안

(1) 실시설계시 교량 동바리 구조검토 및 시공도면 작성

(1.1) 실시설계시 동바리 구조계산 및 시공도면을 작성하고 건설시 시공사가 구조계산서 및 설계도면을 참고하여 시공계획서 작성

(1.1.1) 동바리 구조계산서는 구조계산서에 수록하고 설계도면은 교량 가시설도로 별도 작성

(1.1.2) 교량 가시설도는 계약문서로 효력은 없지만 시공계획서 제출 및 동바리 시공시 교량 가시설도에서 제시한 기준 이상으로 시공계획서 제출 및 시공

(1.2) 동바리 구조계산은 수평방향 하중 및 수평변위 검토가 가능한 2D(횡방향 및 종방향) 또는 3D 해석 수행

(1.2.1) 구조검토 단면 예시도


(1.2.2) 구조검토 절차

※ 동바리 재료의 성능 등은 붙임 “거푸집 동바리 구조ㆍ설치 안전관리 기준 및 가설기자재 구조검토 적용기준” 참조 

(2) 동바리는 수평변위가 최소화 되도록 가새 설치

(3) 시스템 동바리 높이는 가급적 10m이하로 적용

(3.1) 시스템 동바리 높이가 10m초과시 수평방향 하중은 풍하중이 지배되어 수평변위 과다 발생 및 수평재 및 가새 추가 보강 등이 필요하므로

(3.2) 수평재 및 가새 추가 보강, 지반성토 등을 통한 높이 조정 및 강재동바리 적용 등에 대하여 안정성, 경제성, 시공성을 검토하여 적용

(3.2.1) 강관동바리는 강관 지주를 3본이상 이어서 사용하지 않도록 함. (고속도로 전문시방서, 한국도로공사, ‘04. 12)

4. 결론

(1) 설계중 노선 : 진행사항을 고려 본 기준 적용

(2) 설계완료후 미발주 또는 공사중 노선

(2.1) 공사주관부서에서 현장여건을 고려 적용여부 판단