천안 세종 고속도로 공사장 붕괴 사고: 추정 원인 분석과 안전관리 대책

본 글은 어디까지나 원인 추정에 관한 글 입니다.

1. 사고 개요

지난 2월 25일 오전 9시 49분, 충남 천안시 서북구 입장면 도림리 인근 고속도로 공사 현장에서 교각 위 구조물이 붕괴하는 대형 사고가 발생했다. 사고 당시 현장에서 작업 중이던 8명의 근로자가 매몰된 것으로 추정되며, 현재 소방당국이 구조 작업을 진행 중이다.

이 사고는 DR거더 런칭가설 공법이 적용된것으로 추정되는 현장에서 발생했다는 점에서 주목된다. DR거더는 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더를 활용한 교량 건설 공법으로, 경제성과 시공성을 확보하면서도 높은 안정성을 지향하는 구조다. 그러나 이번 사고는 거더 설치 과정에서의 문제로 인해 발생했을 가능성이 제기되고 있다.

2. 사고 발생 원인 분석

현재까지 정확한 원인은 밝혀지지 않았지만, 유사 사례와 기술적 요인을 종합적으로 고려할 때 몇 가지 가능성을 추정할 수 있다.

(1) DR거더 런칭가설의 구조적 문제

DR거더 런칭가설은 거더를 교각에 올려놓고 1차 긴장력을 도입한 후, 바닥판을 설치한 뒤 2차 긴장력을 도입하여 완성하는 방식이다. 이 과정에서 다음과 같은 문제가 발생했을 가능성이 있다.

거더의 초기 정착 불량: 거더가 교각 위에서 안정적으로 거치되지 않았거나, 정착이 불완전했을 경우 붕괴 위험이 증가한다.

긴장력 조절 오류: 1차 및 2차 긴장력의 불균형이 발생하면 거더가 설계하중을 견디지 못하고 붕괴될 가능성이 크다.

콘크리트 강도 부족: 프리스트레스트 거더의 콘크리트 강도가 설계 기준을 충족하지 못했을 경우, 구조적 안전성이 저하될 수 있다.

(2) 시공 과정에서의 문제

거더 설치 중 변형 발생: 거더를 런칭할 때, 순차적인 이동과정에서 비틀림 또는 횡방향 변위가 발생하면 구조적 안정성이 저하된다.

시공 중 부적절한 지지 방식: 거더의 일시적인 지지 장치(Temporary Support)가 충분하지 않았을 경우, 작업 중 하중을 견디지 못하고 붕괴될 가능성이 크다.

거더 연결부의 불량: 거더 간 연결부가 올바르게 시공되지 않았거나, 접합부가 충분한 강성을 확보하지 못했을 가능성이 있다.

(3) 환경적 요인

급격한 기온 변화: 겨울철 기온 변동으로 인해 콘크리트가 예상보다 늦게 양생되었거나, 온도 차이에 의한 수축·팽창이 구조에 영향을 미쳤을 가능성이 있다.

바람 및 진동 영향: 시공 중 강풍이나 기타 외부 충격(크레인 작업, 주변 교통 진동 등)이 거더의 안정성을 저해했을 수도 있다.

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3. 유사 사고 사례와 시사점

최근 시흥 교량 붕괴 사고(2024년)에서도 프리캐스트 콘크리트 거더가 파손되며 연쇄 붕괴가 발생한 바 있다. 당시 사고 원인은 거더의 구조적 결함 및 시공 중 오류로 추정되었다.

천안 사고 역시 유사한 시공 과정에서의 문제 또는 구조적 결함이 주요 원인일 가능성이 높으며, 보다 철저한 원인 분석이 필요하다.

4. 사고 예방을 위한 안전관리 대책

(1) 설계 및 시공 관리 강화

거더의 구조적 안전성 재검토: 설계 단계에서 긴장력 분포, 지지력, 하중 계산 등을 면밀히 검토하여 붕괴 위험을 최소화해야 한다.

시공 단계에서의 품질 검사 강화: 거더가 현장에 반입되기 전, 콘크리트 강도 및 긴장재 상태를 철저히 점검해야 한다.

거더 설치 전 가설 지지력 테스트: 거더를 올리기 전에 지지 구조가 충분한 하중을 견딜 수 있는지 시뮬레이션 및 시험 가설을 통해 사전 검증해야 한다.

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(2) 시공 중 안전조치 강화

거더 이동 및 설치 시 실시간 모니터링: 런칭가설 과정에서 변형률 및 응력 변화 데이터를 실시간으로 분석하여 이상 징후를 조기에 감지해야 한다.

작업자 안전 거리 확보: 붕괴 위험이 있는 작업 구역에서는 안전 반경을 설정하고, 필수 인력 외 접근을 제한해야 한다.

비상 대응 매뉴얼 정비: 만약의 사고를 대비해 즉각적인 대피 및 구조 대응 절차를 강화해야 한다.

(3) 유지보수 및 사후 점검 강화

정기적인 구조 점검: 준공 후에도 교량의 변형 여부, 긴장력 변화, 균열 발생 여부 등을 지속적으로 모니터링해야 한다.

재료 및 시공 기록 데이터화: 사고 예방을 위해 거더 제작부터 설치, 긴장력 도입 과정까지 모든 데이터를 체계적으로 기록 및 관리해야 한다.

외부 충격 요소 분석: 주변 교통량, 진동, 기상 변화 등이 구조물에 미치는 영향을 정기적으로 평가해야 한다.

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5. 결론

천안 고속도로 공사장 붕괴 사고는 단순한 시공 오류가 아닌, 설계·시공·환경적 요소가 복합적으로 작용했을 가능성이 크다. 특히 DR거더 런칭가설은 경제성과 시공성을 높일 수 있는 공법이지만, 설계와 시공이 정밀하지 않을 경우 치명적인 붕괴 위험이 존재한다.

이러한 사고를 예방하기 위해서는 설계 단계에서부터 철저한 안전 검토가 필요하며, 시공 과정에서도 실시간 모니터링과 품질 관리가 강화되어야 한다.

앞으로 정부 및 관련 기관은 이번 사고 원인을 면밀히 조사하여 재발 방지 대책을 마련하고, 건설 현장의 안전 관리를 한층 더 강화하는 계기로 삼아야 할 것이다.

천안 고속도로 공사장 붕괴 사고: 구조 작업과 인명 구조의 긴급 상황

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