파형강판 구조 및 시공 안정성 검토 자문회의(2차)

2015.  1. 28(수)

도시기반시설본부

(토목부 교량건설과)

｢파형강판 구조 및 시공 안전성 검토 자문회의(2차)｣ 회의록

	<회의개요>
□ 일 시 : 2015.01.28(수) 15:00~17:00 □ 장 소 : 도시기반시설본부 회의실 □ 참 석 자 ○ 발 주 청 : 도시기반시설본부 본 부 장 천석현 시설국장 형태경 토목부장 노우성 토목부 교량건설과장 이동훈 토목부 공사관리관 김동현 ○ 자문위원 : 서울과학기술대학교 교수 김성곤 한국구조물안전협회 대표이사 이채규 ㈜도화엔지니어링 부사장 박광현 ㈜수성엔지니어링 부사장 변윤주 ㈜수성엔지니어링 전무 김성인 ○ 설계사 : (주)대한콘설턴트 상무 최용기 ○ 파형강판 제작사 : 평산에스아이(주) 전무 김문겸 ○ 현장관계자 : 책임감리원 정하설, 현장대리인 정대웅 □ 안 건 ○ 파형강판 구조 및 시공 안전성 검토 자문회의(2차) □ 심의결과 ○ 천호대로(광나루역)확장공사의 파형강판 시공을 위하여 발주청 안전점검 중 자문 전문위원의 우려 표명에 따라 파형강판 시공 보강방안 및 사면 안전성에 대한 전체적인 2차 자문 내용 안건은 타당하며 절취사면의 조속한 안정화를 위하여 우기전까지 좌측 옹벽을 조속히 시공하고 파형강판 상부 콘크리트 보강방안에 대하여는 추가 상세 설계 검토 후 다음 자문회의를 통하여 재 논의.

□ 위원 발언 내용

<위원장 도시기반시설본부장>

○ 작년 7월에 1차 자문회의 개최 결과에 따라 늦었지만 오늘 자문회의를 개최하게 되었습니다.

○ 시공에 우려 표명이 많아 1차 자문회의 개최하였는데 책임감리원의 설명과 보완자료를 보시고 안전한 시공이 될 수 있도록 자문위원님들의 좋은 의견을 논의하여 주시기 바랍니다.

<박광현 위원>

○ 전 자문회의에서 파형강판업체의 파형강판 시공과 토목 시공사의 뒤채움 시공에 대한 책임 소재를 정확히 하기 위하여 일괄시공에 대한 협의가 진행되고 있는지 여부가 궁금합니다.

→ 평산에스아이(파형강판 제작 및 시공업체) : 토목 시공사와 시공에 대한 협의를 진행중이며 파형강판 시공 전에 마무리 예정입니다.

○ 파형강판의 누수부분에 대한 계획은?

→ 평산에스아이(파형강판 제작 및 시공업체) : 2차 자문회의 결과에 따른 상세 설계 시 보완하여 위원님께 검토·확인 예정입니다.

○ 파형강판 안정성 시공을 위한 의견은 다음과 같습니다.

1. 1차 자문회의(14.7.17.) 지적사항을 상세설계 및 시공 시 보완할 수 있도록 기록(보            고서)해야 할 것이 요망됨.

2. 아치의 모멘트 변곡점 위치 선정 시 지반해석 방식으로 선정된 바 frame해석 방식의            결과에 대해서도 위치 선정이 타당한지 비교 검토하여야 할 것임.

3. L형 옹벽 설치계획 시 배면경사를 감안한 옹벽의 활동, 전도 등의 안정성 확보되도록            검토가 요망됨.

4. 무근콘크리트 뒷채움시 배수관의 유지관리를 위하여 배수관이 완전히 콘크리트 속에            묻히지 않도록 계획이 요망됨.(특히 갱구부)

5. 구조해석 시 frame해석 결과가 지반해석 방식의 결과보다 안전율이 2배 정도 줄었            으므로 frame해석에 대한 경계조건, 하중조건 등에 대한 해석의 검증이 반드시 필            요할 것임.(안전율 검토·검증 필요)

6. 파형강판 상부에 무근콘크리트 30cm를 타설하는 것으로 계획된 바, 무근 대신 철근            콘크리트로 계획 할 것이 요망됨. 이 경우 아래의 이점이 있음.

· 파형강판의 구조강도를 보완할 수 있는 구조 안정성이 도모됨.

· 시공 중 되메우기, 다짐 확보에 유리함.

· 무근콘크리트일 경우 균열, 파손(파괴) 등 발생을 방지하고 방수, 유지관리에 유리함.

○ 상부콘크리트에 대한 철근콘크리트로의 상세 설계 시 적용될 수 있도록 바라며 전반적으로 변경(안)에 찬성합니다.

<김성곤 위원>

○ 파형강판에 대한 설계기준이 2014년 제정되었기에 이에 따라 상세 설계부분에 대한 재검토가 필요하며 천호대로 파형강판의 경우 곡률과 폭원이 중요하지 연장은 무의미하므로 파형강판의 규모에 대하여 고려할 사항이 아니라 생각되며 자문회의의 의미가 구조적 안정성인지 공용(시공) 중 안정성 확보인지 의미를 정확히 하여야 할 필요가 있으며 위험요소를 줄이기 위한 것으로 방향 설정이 중요함.

○ 파형강판 안전성 시공을 위한 검토 의견은 다음과 같습니다.

1. 채움 콘크리트 타설부위 및 높이 증가 : 타당함

· 아치의 좌우 및 중앙 겹침부에 타설

· 타설높이를 변곡점까지 증가

· 안정적 뒤채움 공간확보 및 비균형적 거동방지효과

· 낮은 아치형태로 인한 휨 발생구간 최소화

2. 대절토사면 옹벽설치 : 타당함

3. 아치구간 상부 콘크리트 타설 : 재검토 필요

상기 1, 2의 보강안의 취지는 단면의 강성부족 문제가 아니라 강판단면의 강성발휘를          보장하는 방안의 확보 여부였음. 즉, 충분한 뒤채움공간의 확보, 비균형적 거동방지,          휨 발생구간의 최소화 등이 해결되었다고 판단됨.

· 원 보강안(상기 1항)으로도 충분히 보강

· 상부콘크리트 설치는 과다설계 우려

· 상부 콘크리트 타설에 필요한 거푸집 설치, 철근설치, 스터드용접, 타설시 안전 등이              오히려 문제

4. 시공 시 안전확보 방안 필요

· 운행 중 안전을 위한 대차 운영계획 필요

· 리브보강을 위한 콘크리트 채움 시의 누수에 대한 대책 필요

· 운행 중 설치작업량의 최소화를 위한 강판조립, 리브보강(콘크리트 주입)작업의 프              리캐스트화 등 모든 작업에 대한 시공안전 검토가 필요함.

·시공 위험공정에 대해 면밀히 검토하고 사전 시공 시뮬레이션 등의 대책 마련 필요

○ 상부콘크리트 보강이 구조적 또는 시공상에 도움이 되는지, 보조공법인지 보완공법인지에 대한 정리가 필요하며 구조적으로 필요시는 릴리빙슬래브가 최적안이라 생각되며 보고서에 구조적 필요성과 사하중 문제, 철근배근 필요성, 차량통행 문제, 스터드 시공계획 등 시공에 대한 문제가 해결되어야 할 것으로 판단되며 상세 설계 시 필요성에 대한 보완사항에 대하여 재검토가 필요함.

<이채규 위원>

○ 1차 자문회의 지적사항에 대하여 거의 반영되었다고 판단되며 현재 구조물에 대한 수평력 안정성 확보, 콘크리트타설 후 작업로 확보방안 등이 개선되었으며 충분한  시공단계별 해석이 필요하며 자문회의의 목적이 단면개선이 아닌 단계별 시공성 개선과 기존 설계를 최대한 활용하여 안전한 파형강판 지하차도 구조물을 시공하자는데 있음.

○ 파형강판 안전성 시공을 위한 검토 의견은 다음과 같습니다.

1. L형 옹벽과 Box를 분리구조로 설계한다면 L형 옹벽의 활동력이 Box에 수평력으로         작용하게 되므로 Box의 안정 검토에 대해 검토하기 바람.

2. L형 옹벽 및 보강토옹벽 성토체에서 작업로 사용 여부를 확인

3. 시공단계별 해석을 실시(각각의 하중단계를 고려)

<변윤주 (기술지원감리원)>

○ 세월호사고 이후 안전이 최우선으로 파형강판 지하차도 역시 안전하고 튼튼해야 한다는 생각이며 구조계산 검토 시 천단부의 변위가 허용범위를 초과하여 고민 이었으나 가장 불리한 조건에서 검토하는 것과 쉽고 안전하게 시공하는 방안을 찾는게 시민의 안전을 위하여 변경(안)이 타당하다고 생각합니다. 또 만일의 하나 화재발생시 파형강판의 강재가 기능이 저하되더라도 콘크리트가 기능을 유지할 수 있다고 생각합니다.

○ 파형강판 안전성 시공을 위한 검토 의견은 다음과 같음

P14의 시공단계별 해석에서

· 2, 3단계의 채움 콘크리트 1차 타설시 타설순서는 중앙부를 먼저 타설하고 외측부분은

나중에 타설하는 것이 파형강판의 변형을 좀 더 최소화 시킬 수 있을 것으로 판단됨.

· 4, 5 단계 및 6, 7 단계의 경우도 위 2, 3 단계와 동일한 패턴을 유지하는 것이

바람직함.

· 8단계의 경우 상부 채움부 콘크리트에는 장래 발생 될 수 있는 불확실한 상황에 대            비하기 위해서 철근으로 보강하는 것이 바람직함.

<김성인 (기술지원감리원)>

○ 토질분야를 담당하고 있기에 대절토사면 안정성을 중심으로 L형 옹벽 시공 시 사면안정에 좋은 결과가 있으며 판단되며 좌측 BOX구조물 상부에 L형 옹벽을 설치하도록 되었으므로 수평력이 새로이 발생함에 따라 기 설치된 BOX구조물의 안정성을 재검토 바랍니다.

<최용기 (원설계사)>

○ 1차 자문회의에서 지적되었던 뒷채움 시공에 따른 다짐문제는 해결된 것으로 보여지며 4단계 시공시 솟음관리가 중요하며 옹벽을 구조물과 강결하여 토압에 대한 저항성을 높일 것으로 판단되며 상부 콘크리트 보강시 연성 구조물의 의미는 없을 것으로 생각되어 철근+대골형 파형강판의 강성 구조물로 시공하여 시공 및 공용 중 안정성을 증대함이 적정할 것으로 판단됩니다.

○ 파형강판 안전성 시공을 위한 검토 의견은 다음과 같습니다.

1. 쉬트 방수와 유공관을 설치하는 상부 유입수 유도 배수계획은 좌측 L형 옹벽 뒤채움     시공과 연계하여 쉬트 방수층 설치 높이를 아래로 조정하는 것을 검토 바람.

2. 우측 기초박스 상단 벽체 단면력 산정시 완성계의 부재력을 산정하여 단면 검토하고            박스에 하중을 전달하여 검토 하였으나, 파형강판 채움콘크리트 타설전 토압에 저항            하는지 여부도 검토하기 바람.

3. 아치 상단부 콘크리트 채움 구간은 스터드 설치와 철근 배근을 검토하기 바라며, 철근            배근 시에는 측면 콘크리트 채움부에 정착길이 이상 매입하여 단면 변화부에 응력             집중이 발생치 않도록 검토바람.

4. 측변 채움 콘크리트는 뒷채움 시공성을 개선하고, 연성 구조물의 구조성능 개선에 기여            할 것으로 판단되나, 굳지 않은 콘크리트 타설에 의한 파형강판에 솟음이 발생하며,            이는 기 타설부 굳은 콘크리트의 변형제어에 따른 영구변형이 되므로 해석에 의한             변형량을 고려하여 타설 높이를 조정하기바람.

5. 좌측 대절토사면 뒤채움 상단구간은 절취사면과 복토층 두께가 얇아서 슬라이딩 우려가

있고, 최종 복토선으로 시공하기까지 공기가 소요되므로 기존 절취사면에 층따기 반영            등 슬라이딩 방지 방안을 검토 바람.

< 교량건설과장 이동훈>

○ 위원님들의 의견이 옹벽추가 부분과 상부 콘크리트 보강부분에서 변경안을 추천해 주심에 따라 구조물의 안정성 확보를 위하여 상부 콘크리트 보강은 철근콘크리트로 함이 더 안전하지 않나 생각됩니다.

<시설국장 형태경>

○ 파형강판 구조물의 안정성과 함께 대절토사면 및 한전철탑부의 사면 안정성 확보가 시급함에 따라 위원님들의 의견을 반영하여 2015.06.까지 좌측 옹벽 및 뒷채움을 시공하여 사면 안정을 추진하도록 하겠습니다.

○ 옹벽에 대한 설계를 조속히 실시하며 설계 중 위원님의 검토를 받아 세부설계가 추진되도록 조치하겠습니다.

<토목부장 노우성>

○ 지하차도 구조물인 파형강판은 경제적인 구매시기에 따라 선 구매된 부분이 있기에 자재변경은 불가한 실정입니다. 위원님들의 의견을 반영하여 2015.06.까지 좌측 옹벽 및 뒷채움 시공을 완료하겠습니다.

<위원장 도시기반시설본부장>

○ 위원님들의 말씀 감사합니다. 대절토사면 및 한전철탑부의 사면 안정성 확보가 시급함을 위원님들도 공감하였고 기타 자문 의견을 반영하여 설계의 시급성을 감안 2월까지 설계(도급비 반영)를 완료하여 2015.06. 우기 전 까지 대절토사면 및 한전철탑부의 좌측 옹벽 및 뒷채움을 시공하여 사면 안정화를 추진토록 조치하고

○ 또한 파형강판 측면 변곡점까지 우측 옹벽상향 조정과 측면 보강콘크리트 채움은 의원님 전체 동의하므로 추진토록 하고 상부콘크리트 보강부분의 경우는 구조물의 안전성 확보를 위하여 의원님 대부분이 동의하나 일부 의원님께서 과다설계 지적이 있으나 과다설계 보다는 구조전문가의 검증된 안전성 확보가 우선이라 생각되며 무근 또는 철근 등에 대한 상세 보완 설계와 경제성 비교 등을 통해 상세 설계를 실시 상부콘크리트 보강부분의 경우 다음 자문회의를 개최 결정하도록 하겠습니다. 수고하셨습니다.