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복공판 성능시험 기준적용 문제있어처짐 아닌 구조검토에 의한 응력 검토필요
이석종 기자 | 승인 2015.06.07 20:09

  지하철현장 등 대규모 굴착공사장에서 차량이 통행할 수 있도록 설치된 복공판의 성능시험기준이 잘 못 적용되고 있어 구조적 안전성에 대한 문제점이 지적되고 있다.

  복공판은 강재로 만들어진 일종의 임시 가설부재로서 10m~30m깊이의 굴착공사를 할 때 그 위로 차량이 지나다닐 수 있도록 강재기둥과 보 위에 설치되며, 일반적으로 많이 쓰이는 형식의 복공판 규격은 폭 750mm, 길이 2,000mm, 높이 200mm이다.

 

   
▲ 복공판은 지하철 공사장 등에서 지반을 굴착할 때 상부로 차량이나 보행자가 지나다닐 수 있도록 설치되는 임시구조물의 일종이다.

  본지 확인결과 대부분의 공사현장에서 복공판의 성능기준을 처짐량(5mm)으로 판단하고 있으나, 구조관련 전문가들은 처짐이 아닌 응력으로 검토하는 것이 맞다고 말하고 있다.

응력 vs 처짐

  20년이상의 지하철 설계 경력이 있는 토목구조기술사 "A"씨는 "복공판은  구조부재에 해당하는데 구조부재는 처짐이 아닌 구조검토를 통한 응력을 검토하는 것이 맞다"면서 "처짐은 응력을 검토한 후 부가적인 검토사항이다"라고 말했다.

  응력으로 구조안전성을 검토하여야 한다는 내용은 각종 기준에도 나와있는 내용으로서 '가설공사표준시방서(2014)'에는 '부재 설계는 규정된 하중의 조합에 의해 생기는 응력이 허용응력 이하인지를 검토하는 것으로 한다'라고 규정되있으며, '서울시 지하철 설계기준' 및 '철도설계기준(노반편, 2013)'에도 '복공판은 공사기간중 재하되는 어떠한 하중에도 충분한 강도와 강성을 갖는 구조이어야 한다'라고 규정되어있다.

  "A"기술사는 "대부분의 현장에서 적용하고 있는 처짐 5mm규정은 복공판의 처짐규정이 아닌 복공판을 지지하는 보의 처짐 규정이다"라며 "복공판을 지지하는 보의 처짐규정 L/400을 복공판에 잘 못 적용하고 있는 것으로 보인다"고 말했다.

  이에 대해 지하철 현장의 토목엔지니어 "B"씨는 "현장에서 자재를 선정하기 위해서 자재공급원 승인을 받는데, 복공판의 경우  재하시험을 통해서 13.44톤 재하시 처짐이 5mm이내인가를 기준으로 품질검사를 하고 있다"고 말했다.

  이에 대해 "A"기술사는 "H빔도 품질시험을 하지만 H빔 자체를 시험하지는 않고 KS시험방법에 따라서 H빔의 일부를 잘라서 시편을 만들어서 시험한다"며 "품질시험은 재료를 시험하는 것이지 부재의 성능을 시험하는 것은 아니다"고 말했다.

  이어서 "A"기술사는 "콘크리트를 생각해보시면 된다. 콘크리트라는 재료는 품질시험을 하지만 콘크리트로 만든 옹벽이나 건물뼈대는 시험을 하지 않는다. 마찬가지로 H빔의 재료인 강재의 품질은 시험을 하지만 H빔은 시험을 하지 않는다"면서 "품질시험은 자재에 대해서 하는 것이고, 자재를 붙여서 만든 구조부재의 구조적 안전성은 구조계산으로 확인하는 것이다"고 말했다.

 

   
▲ 서울의 한 지하철공사 현장에 설치되어있는 복공판 위로 차량들이 지나가고 있다.

잘못된 시험 방법 문제 없나?

  토목구조 전문가들은 현재 현장에서의 이루어지고 있는 복공판 처짐 5mm시험은 자칫 부실한 복공판이 공급되는 빌미가  될 수 있다고 우려하고 있다.

  그 이유는 처짐 5mm를 만족한다고해서 구조적으로 안전한 것이 아니기 때문이다.

  본지가 전문가에게 구조검토 의뢰한 결과 국내 건설현장에서 가장 많이 쓰이는 일반 복공판(ㄷ형강을 붙여서 만든 형태)의 경우 규정하중인 13.44톤을 재하했을 때 처짐은 약2mm(계산값)가 발생하는 것으로 나타났다. 이때 응력은 허용응력의 85%수준이었다.

  구조검토를 수행한 "B" 토목구조기술사는 "현재 전국 지하철 현장에서 가장 많이 사용하고 있는 일반 복공판의 재료를 반으로 줄여도 처짐이 4mm발생하므로 처짐 5mm기준을 만족한다"면서 "하지만 정작 중요한 응력은 허용응력의 170%가 발생해서 허용응력을 초과한다"고 말했다.

  이 이야기는, 만일 어떤 업체가 가격 경쟁에서 이기기 위해서 현재 일반적으로 많이 쓰이는 복공판보다 재료를 더 적게 사용한 복공판을 만들어도 처짐 5mm규정은 만족시킬 수 있다는 것이다. 즉 허용응력을 넘어서 끊어질 수 있는 안전하지 않은 복공판이 안전한 복공판으로 둔갑할 수 있다는 것이다.

  이러한 구조안전성 판단기준의 혼동에 대한 우려는 지난달 경찰조사결과 발표에서도 나타났다. 지난 5월13일 경찰청 특수수사과는 시험성적서를 위조하여 불량복공판을 납품한 복공판업체 대표 등 7명을 입건했다고 발표했다. 수사결과 발표 자료에도 복공판의 불량여부를 처짐 5mm기준을 적용한 것이다. 잘 못 알려진 처짐 5mm기준이 현장은 물론 경찰수사에서도 적용된 것이다.

 

   
▲ 전국지하철 현장에서 가장 많이 쓰이는 ㄷ형강 복공판.

올바른 복공판 구조안전성 검토 방법은?

  토목구조기술사회 서석구 회장은 "복공판의 경우 구조검토를 통해서 응력을 확인하여 구조적안전성을 검토하는 것이 맞으며, 품질시험은 KS규정에 따라 복공판을 구성하는 강재의 시편을 채취하여 인장강도 등의 시험을 하고, 부재들의 연결상태가 중요하므로 연결부 용접검사 를 실시하는 것이 바람직한 방법이다"라고 말했다.

  서회장은 덧붙여 "특히 복공판은 ㄷ형강이나 H형강 등을 용접으로 붙여서 만든 구조부재이기 때문에 용접방법 및 용접품질이 매우 중요하다"면서 "일부 복공판의 경우 용접비용을 줄이기 위해서 용접길이 또는 두께를 짧게하는 경우를 본 적이 있다"라며 용접품질관리의 중요성을 강조했다.

@토목신문 이석종 기자

이석종 기자  dolljong@gmail.com

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