지난 14일 이탈리아 제노바 항구도시와 프랑스 남부를 잇는 50년 된 고속도로 다리인 '모란디교량'이 쏟아지는 폭우 속에서 붕괴해 수 십대의 차량이 다리 아래 강바닥과 철도, 두 채의 창고 위로 떨어지는 사건이 발생했다. 이 사고로 인해 수십명의 사망자가 발생하고, 주세페 콘테 이탈리아 총리는 제노바에 비상사태를 선포한 상태이다.
한편, 이번 비극은 이탈리아는 물론 전 세계인들에게 SOC시설물 관리에 대한 경각심을 일으키는 충격적인 사건으로 인식됐다. 지난 17일 녹음된 엔지니어링 팟캐스트 ‘설계자들’에서는 본지 정장희 기자와 기술IN 이석종 기자가 출연해 모란디교량 붕괴와 우리나라의 SOC 안전망에 대해 심층적으로 분석하는 시간을 가졌다. 이하 방송을 정리한 기사 편집본이다.
▶정장희 기자: 설계자들 시작합니다. 지난 14일 이탈리아 제노바에 위치한 모란디 교량이 붕괴했습니다. 폭우 속에서 교량 상판이 80m 아래로 주저앉으면서 40여명이 사망한 사건인데요. 오늘은 이 이슈를 가지고 이석종 기자님과 이야기를 나눠보겠습니다. 마침 이석종 기자님은 교량구조 전문가이셔서 이번 주제에 대해서 하실 말씀이 많으실 것 같네요. 안녕하십니까.
▷이석종 기자: 안녕하세요.
▶정기자: 모란디교량은 건설 된지 50년 가량 된 사장교로 아는데요. 붕괴원인이 뭐라고 보시나요.
▷이기자: 정확한 조사를 해봐야 정확하지만, 현재로서는 제일 의심스러운 부분이 케이블입니다. 사장교에서 가장 중요한 것이 케이블이기 때문에 여기에 문제가 있지 않았을까 생각합니다.
▶정기자: 일반적인 관점에서 이해가 안되는 게 케이블 하나에도 교량이 붕괴되나요. 우리나라 사장교를 보면 여러 개의 케이블이 다리를 지탱하는 걸로 보이던데요.
▷이기자: 현재 케이블 교량은 촘촘하게 건설하지만 과거에는 교각을 대신해서 케이블을 설치하는 개념이었습니다. 즉, 교각을 설치해야 할 자리에 케이블을 설치한 거죠. 케이블을 하나만 설치하는 것을 모노 케이블, 많이 설치하는 것을 멀티케이블이라고 합니다. 그 당시 모란디라는 엔지니어는 모노케이블로 설계를 많이 했습니다. 그리고 구조해석 기술이 많이 발전하지 않았던 시대라는 점을 감안해서 단순하게 모노케이블로 건설하지 않았을까 생각해봅니다.
▶정기자: 보도내용을 보면 ‘다리 중간부분이 칼로 베인 듯이 잘렸다’는 보도가 있는데요. 성수대교도 비슷하게 잘린 듯이 붕괴가 됐죠. 모란디교와는 다르게 성수대교는 사장교가 아니었죠?
▷이기자: 성수대교는 사장교가 아닙니다. 성수대교에서 잘라진 듯 딱 떨어진 부분은 사실 교량이 따로 떨어져 있는 부분입니다. 교량과 교량이 연결된 게 아니라 서로 얹혀 놨다고 보시면 됩니다. 이번 모란디교량도 38m정도 되는 교량상판을 교각에 얹혀 놨습니다. 주탑이 3개였는데 한 구간이 무너진 거죠. 만일 교량과 교량이 연결된 구조였다면 특정 부분의 하중이 다리의 먼 부분까지도 전달이 되는데 그 당시 구조기술로는 단순히 얹혀 놓은 거죠.
▶정기자: 제노바대학교의 한 교수가 5년 전 모란디다리의 구조적 문제를 지적하면서 구체적으로 콘크리트 강도에 문제가 있다고 보도가 된 내용이 있더군요. 또 2년 전에도 보강공사를 실시했다고 하는데. 이번 붕괴의 원인이 뭐라고 생각하시나요.
▷이기자: 콘크리트교 케이블교량 또는 텐던이 삽입된 교량들이 가지고 있는 문제죠. 텐던은 우리말로 강선입니다. 철근보다 강한 소재로 인장력이 약한 콘크리트 안에 삽입해서 교량을 안정적으로 유지합니다. 예를 들면 고무줄을 잡아당기면 다시 줄어들려고 하면서 부재를 압축시키잖아요. 그런 성질을 이용한 거죠. 케이블이나 텐던 같은 소재는 처음엔 괜찮지만 시간이 지나면서 부식의 위험성이 높아지는 거죠. 여기서 문제는 콘크리트 안에 설치했기 때문에 부식여부를 감별할 수가 없다는 거죠.
▶정기자: 이탈리아 수준의 선진국이면 정기검사를 실시했을 것으로 생각되는데, 검사에 안일했던 건 아닌가요.
▷이기자: 모든 교량엔지니어는 이번 사건에 대한 질문에 첫 마디를 ‘조사를 해봐야 정확한 정보를 알 수 있습니다’라는 단서를 붙입니다. 왜냐하면 전 세계적으로 운영 중에 붕괴된 교량이 꽤 됩니다. 성수대교도 이에 해당하죠. 그런데 실제로는 기술이 발전하지 못해서 붕괴된 교량도 많거든요. 예를 들면 타코마브릿지나 캐나다의 퀘벡교가 있죠. 교량들이 붕괴된 후에 기술적 문제점을 찾는 경우도 있습니다. 이번 사고에서도 엔지니어들이 기술적으로 알지 못한 부분이 있을 수도 있다는 점입니다. 특히나 모란디교는 준공 후 10~15년 만에 문제점이 제기돼 꾸준히 관리해온 것으로 알고 있는데요. 그런데도 붕괴한 것을 보면 기술적 지식부재로도 생각할 소지가 있는 거죠.
▶정기자: 그러면 정기적으로 검사를 해도 엔지니어 입장에서 기술적으로 모르는 부분이 있을 수 있다는 건가요.
▷이기자: 네, 그렇습니다.
▶정기자: 모란디교는 100년의 사용기간에 못 미치는 50년 만에 붕괴했는데요. 전 세계적으로 이정도 연한이 된 다리에서 또 사고가 날 수 있겠네요.
▷이기자: 텐던을 콘크리트에 삽입해서 건축한 교량을 프리스트레스드 콘크리트(Pre-stressed Concrete Bridge, PC)교량이라고 하는데요. 2차 대전 이후 전후복구 과정에서 유럽에 많이 건설됐습니다. 아무래도 전쟁으로 인해 철강소재가 많았을 것이고 빠른 복구를 하려다 보니 50년대~60년대 초까지 이러한 교량이 많이 건설 된 것으로 추정됩니다. 이러한 교량이 30년 뒤인 90년대에 다량 붕괴하는 사고가 발생합니다. 심지어 작은 교량까지도 붕괴합니다. 우리나라에서도 2016년 정릉천교 붕괴사고가 앞선 90년대 붕괴사건과 같습니다. 이 교량들의 특징은 조립식이라는 겁니다. 교량을 한 번에 건축한 것이 아니라 미리 콘크리트 작업을 한 후에 텐던을 삽입한 건축법이라는 거죠.
▶정기자: 시공은 편리했겠네요.
▷이기자: 그렇죠. 90년대 붕괴사고로 인해 유럽의 몇몇 국가에서는 모라토리움을 선언하기도 하죠. 더 이상 이 방식의 교량건설을 중단하고 2~3년간 붕괴원인을 조사하기 시작했죠. 결과는 텐던 부식으로 인한 붕괴였습니다. 가장 중요한 텐던이 부식되면서 콘크리트를 압박하는 힘이 줄어들어 붕괴된 거죠. 30년 동안 수분 유입으로 산화가 진행되면서 부식이 됐다는 결론이 나왔습니다. 이후에 동일한 방식으로 교량을 건설하는 경우에는 텐던의 부식을 방지할 수 있거나 텐던 교체가 가능한 방향으로 건설 하도록 결론이 났죠.
▶정기자: 그렇군요. 그러면 우리나라에서 텐던 교체가 불가능한 교량이나 구간은 어디 있나요.
▷이기자: 안타깝게도 많습니다. 10m 정도의 짧은 교량을 제외한 30~40m의 중지간 교량은 PC 교량이 많습니다.
▶정기자: 우리나라에 PC방식으로 건설된 교량은 어떠한 게 있나요.▷이기자: 일단은 서울 성동구에 건설된 두모교와 정릉천교가 있죠.
▶정기자: 일반적으로는 잘 알지 못하지만 강변북로도 사실상 큰 대교라고 볼 수 있죠.▷이기자: 그렇죠. 강변북로는 사실 일반인들은 잘 알지 못하는데 노량대교 등 많은 교량들이 설치돼 있습니다.
▶정기자: 내부순환도로는 90년대 중반 건설 된 걸로 아는데, 20년 만에 문제가 나온다는 건 그보다 오래된 교량은 더 큰 위험이 있다고 생각할 수도 있겠네요.
▷이기자: 위험할 수 있죠. 그리고 정릉천교는 텐던을 삽입한 관과 텐던 사이 빈 공간에 습기로 인해 물이 고여 있다가 텐던을 부식시켰습니다. 이처럼 쉽게 무너질 가능성이 있는 구조물을 전문용어로 붕괴유발부재라고 합니다. 붕괴를 유발할 부재가 있는 교량이라는 뜻입니다.
▶정기자: 보통 한강을 지나면서 볼 때 잠실대교나 한강대교 등 오래된 교량들이 많은데 이런 교량들이 무너질 위험은 없나요.
▷이기자: 잠실교는 거더교죠. 거더교는 단순한 형식의 교량으로 붕괴가 쉽지 않습니다. 사고 전에 전조징후를 체크하기도 용이하고요. 반면, 한강대교는 트러스교 형식으로 건설 됐습니다. 이 형식은 연결부분이 많습니다. 교량의 치명적인 문제는 연결부분에서 많이 생기는데요. 오랜 시간이 지나 피로도가 많이 누적된 교량의 문제점은 전문가들도 감별하기 어려울 때가 많습니다. 이를 해결하기 위해 구조물의 정밀안전진단을 실시하는 것이죠.
▶정기자: 우리나라 교량 안전점검은 어떻게 이뤄지고 있나요.
▷이기자: 규모로 나눠서 1,2,3종이 존재합니다. 1종은 규모입니다. 교각과 교각 사이가 50m 사이입니다. 큰 교량들은 대부분 1종입니다. 1종 시설물은 완공 10년 이후부터 5년에 한 번씩 정밀안전진단을 실시합니다. 사람으로 따지면 MRI찍고 안 좋은 곳이 있는지 건강검진을 하는 것과 같죠. 그 외에 정기점검과 정밀점검이 존재합니다. 정기점검은 6개월에 한번 훑어보는 식으로 하는 점검입니다. 의사가 얼굴보고 어디가 아파보인다 하는 것과 같죠. 정밀점검은 정기점검보다는 자세히 보지만 청진기로 검사하는 수준이라고 보시면 됩니다.
▶정기자: 1종이 이러한대, 2종, 3종의 안전검사는 더 못하겠네요.
▷이기자: 2종은 안전검사 규모가 작죠. 1.2종은 국토부에서 법을 제정해서 검사를 하고, 이밖에 지자체에서 관리하는 소규모 시설물들은 관리가 미비했죠. 이를 보완하기 위해 올해부터 행안부법을 도입해서 3종 시설물로 분류해 관리하게 됐습니다.
▶정기자: 그러면 얼마 전 파손됐던 야탑10교는 3종이라고 볼 수 있겠네요. 국내에 대규모 교량보다는 마을에 소규모 교량들이 훨씬 많을 것 같은데, 지금까지는 사실상 관리가 잘 안됐다고 볼 수 있겠네요.
▷이기자: 그렇죠. 이번 야탑10교가 교훈을 줬죠. 야탑10교도 파손 2개월 전 정기점검을 마친 상태였습니다. 하지만 정기점검으로는 시설물의 문제를 제대로 파악하지 못한다는 거죠. 특히 정기점검은 35시간의 교육을 받으면 토목을 전공하지 않은 사람도 누구나 점검을 할 수 있습니다.
▶정기자: 여기서 문제점으로 보이는 것이 3종 건축물은 저와 같은 비전문인도 35시간 교육만 받으면 정기점검이 가능하다는 말씀이시죠.
▷이기자: 네, 가능하죠. 정기점검 방식은 동일합니다. 대부분 정기검진은 시설물 발주처의 관리자들이 교육을 받아 수행합니다. 여기서 대부분 관리자들은 기술직공무원이죠.
▶정기자: 1종에서의 정밀안전진단은 어떻게 하나요.▷이기자: 특급기술자가 진단합니다. 자격증이 아닌 국토부 등급의 기술자가 합니다.
▶정기자: 예를 들어 동호대교 안전진단을 한다고 한다면 발주를 정확히 해서 검사를 진행하는거네요. 한마디로 얘기하면 1,2종은 괜찮아 보이지만 3종의 안전진단이 크게 문제가 돼 보이네요.
▷이기자: 그래서 국토부법으로 체계적으로 관리를 하려 합니다. 여기서 논란이 되는 점은 35시간 교육을 받은 사람이 과연 적절한 안전점검을 할 수 있는 진데요. 정기점검이라는 것이 공공시설 예를 들면 공동주택, 아파트의 관리도 같습니다. 아파트도 정기점검을 한 후 지자체에 유지관리 등록을 합니다. 체크리스트를 체크하는 식으로.
▶정기자: 모란디다리도 정기점검을 했겠죠.▷이기자: 예의주시하던 교량이었죠. 실제로 주탑이 3개였잖아요. 동쪽의 주탑은 외부케이블을 보강해 놓았습니다. 중간의 주탑도 강판을 붙여서 보강을 해놓았죠. 이번에 붕괴된 교량만 보강 흔적이 없는데 이것만 봐도 모란디교량의 문제는 이미 인식하고 있었다고 볼 수 있죠.
▶정기자: 혹시 진단업체가 시설물의 문제를 지적하면 돈이 들게 되는데. 지자체나 발주처 입장에서 싫어하지 않나요.
▷이기자: 그렇죠, 그래서 진단업체와 발주처가 얼굴을 붉히는 일이 가끔 있죠. 진단업체가 보고서를 작성하기 전 발주처에 연락을 하는데요, 예산이 있으면 다행이지만 예산이 없는 경우에는 보고서를 좋은 쪽으로 써달라고 부탁하는 경우도 있죠.
▶정기자: 예비비라는 것이 있는데 이런 쪽으로 해결이 가능하지 않나요.
▷이기자: 유지관리비가 애매한 게 우리도 병원가면 진단받고 진단받은 병을 지금 꼭 치료하지 않아도 되지 않습니까. 마찬가지로 구조물의 상태가 좋지 않더라도 급한 문제가 아닌 이상 다음해에 예산으로 해결하려는 거죠.
▶정기자: 종합적으로 안전진단을 성수대교 붕괴이후 정기적으로 하고는 있지만 여러 가지 이해관계로 인해서 부실한 교량일 꽤 있을 수도 있다고 결론지을 수도 있다. 특히 3종 교량은 올해 편입이 됐고 지자체별로 다르게 있기 때문에 어떻게 될지 모르겠다고 할 수 있네요.
▷이기자: 3종교량은 그래서 더 정밀히 볼 필요가 있죠.
▶정기자: 또 다른 문제는 정밀진단이라고 보는데요. 2014년 완공된 이순신대교는 건설된 지 얼마 되지 않아 다리가 흔들리는 문제점이 발견됐는데 만약 10년 후에 진단을 하는 것도 문제가 있어 보이네요.
▷이기자: 10년이라는 기간도 여러 가지 검토를 해서 정해진 기간이기 때문에 현재로선 어쩔 수 없다고 봅니다. 법이 개정되기 전까지는. 그리고 이순신대교의 경우는 교량의 문제라기보다 노면포장 중 천막을 잘못 쳐놓아서 생긴 문제죠.
▶정기자: 여기서 드는 의문은 이순신대교 같은 경우는 유지관리업체를 선정해서 운영 중인 것으로 아는데요, 기술자가 존재하는 상황에서도 포장하나 잘못해서 다리가 출렁거리는데, 우리나라 정밀검사를 정말 신뢰할 수 있을지 의문입니다.
▷이기자: 유지관리 방법에 대해서 논란은 존재합니다. 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법이 제정된 후 2~3년이 지났지만 안전진단이라는 것이 구색 맞추기 아닌가 하는 논란이 있습니다. 지금 안전진단은 지침에 의해 보고서 형태로 만들어져 있습니다. 그런데 다양한 교량이 존재하는데 이것을 체크리스트 형태로 일률적으로 검사한다는 것이 조금은 오류라고 보는 거죠.
▶정기자: 모란디 사고와 관련해서 우리나라에도 사장교가 많은데요. 우리나라 사장교와 모란디의 사장교를 비교하면 어떻다고 생각하시나요.▷이기자: 이미 말씀드렸지만 모란디 사장교는 모노케이블 사장교입니다. 우리나라에서는 모노케이블 사장교가 거의 존재하지 않는다고 보시면 됩니다. 보도교 정도를 제외하고는 대부분 멀티케이블입니다.
▶정기자: 미국같은 경우에는 교량건설시 폭발물에도 대비를 한다고 하던데요. 우리나라 교량은 폭발물에 버텨낼 수 있을까요.▷이기자: 우리나라 같은 경우에는 폭발물에 대해서는 붕괴할 위험이 높죠. 하지만 미국 같은 경우에는 대테러에 대비해 설계하라고 규정돼 있습니다.
▶정기자: 기존에 건설된 사장교에도 문제가 생기면 정기적인 케이블 교체가 필요하겠네요.▷이기자: 전 세계적으로 케이블을 교체한 교량이 실제로도 많습니다. 우리나라는 제가 알기로 거의 모든 사장교가 케이블 교체가 가능하고요.
▶정기자: 네. 오늘은 여기까지 듣겠습니다. 구조전문가로서 심층적인 분석 감사드립니다. 저희는 다음 방송으로 찾아뵙겠습니다. 감사합니다.
▷이기자: 감사합니다.
