PT 텐던의 파단 위험 심각
국내에서도 2016. 2. 21일 서울 내부순환도로 종암동~성동구간에서 PT 텐던이 끊어지는 사고가 발생하였다. 해외사례를 살펴 보면 이는 서곡에 불과하다는 것을 알 수 있다.
PSC(prestressed concrete) 구조물은 강선이나 강봉을 이용해서 콘크리트에 압축력을 미리 작용시켜 완공 이후 구조물 자체의 무게나 차량의 무게 등에 의해 구조물에 발생하는 인장응력(引張應力)을 상쇄시키도록 만들어진 구조물이다.
철근콘크리트 구조물의 경우 압축력은 콘크리트, 인장력은 철근이 담당하여 작용하는 힘에 수동적으로 저항한다고 하면, PSC 구조물은 미리 구조물 완공 후 인장력이 작용할 부분에 미리 압축력을 작용시켜 놓는 조금 더 진보된 기술이라고 할 수 있다.
1920년대에 프랑스 엔지니어 Freyssinet가 고안한 공법으로 1950년대에 유럽에서 전후 복구 과정에서 적용한 이후 확산되었는데, 강재가 부족한 시절 강재와 콘크리트 등 재료를 획기적으로 절감할 수 있었기 때문이다. 미국은 1960년대에 장경간(長徑間; long-span) 교량에 적용하기 시작하여 1960년대 이후 전산구조해석이 활성화되고 자재, 장비, 가설공법의 발전을 통해 관련건설기술이 비약적으로 발전하였다.
우리나라는 1981년에 서울의 원효대교와 1984년에 영동1교에 적용된 이후 내부순환도시고속도로상의 두모교, 서호교, 정릉천고가교, 홍제천고가교 및 서강대교, 행주대교 등에 적용하기 시작하여 지금도 많은 구조물이 이 공법으로 만들어지고 있다.
PSC교량은 경제적으로 장경간(長徑間) 교량 건설이 가능하고, 해협·협곡·도시지역 등 교각을 많이 세우기 어려운 여건에 유리하며 구조물을 날렵하게 만들 수 있어 미적(美的)으로도 우수할 뿐 아니라 PSC 강선의 부식방지 시 75년 내지 100년 이상 사용 가능하다는 장점도 있는 반면에 세계적으로 PSC 강선의 부식으로 인한 문제 발생 사례 증가하고 있다는 게 단점이라고 할 수 있다.
PSC 강선의 긴장(緊張)작업이 콘크리트가 굳기 이전·이후 여부에 따라 Pre-tension/Post-tension 공법으로 구분하는데, 교량과 같이 대형구조물은 대부분 Post-tesion(이하 ‘PT’) 공법으로 시공되고 있다.
Pre-tension Method
Post-tension Method
PT 텐던은 다수의 스트랜드와 그라우트, 덕트의 일체 구조를 지칭한다. PT 공법과 관련된 용어는 아래 그림과 같다.
PT 텐던의 위치에 따라 내부/외부(Internal/Extrernal)공법으로 구분한다. 즉, 콘크리트 구조물 내부에 매입·설치되어 PT 텐던이 보이지 않으면 internal 공법, 콘크리트 구조물 밖에 설치되어 눈에 보일 경우 external 공법으로 분류한다.
PT 텐던의 시공은 아래 동영상과 같다.
이런 PT 텐던이 예상하지 못했던 기술적인 문제로 인해 갑자기 끊어지는 파단사고가 많이 발생하고 있는데 유럽, 미국, 일본 등 각국의 사례를 통해 어떤 문제가 있고 그들은 어떻게 대처를 하여 왔는지 살펴봄으로써 우리가 PSC 교량의 붕괴사고를 막기 위해 무엇을 어떻게 해야 하는지 시사점을 도출한다.
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