I-5 스캐짓강 다리 붕괴 사고
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1. 개요
I-5 스캐짓 강 다리 붕괴 사고는 2013년 5월 23일, 워싱턴주 I-5 고속도로의 스캐짓 강을 가로지르는 다리가 과적 화물을 운송하던 트럭과의 충돌로 인해 붕괴된 사건이다. 1955년에 건설된 이 다리는 '파괴에 취약한' 설계로, 하나의 부품 손상이 연쇄적인 붕괴를 유발할 수 있었으며, 사고 당시 과적 트럭이 바깥 차선으로 운행하며 상부 구조에 충돌하여 붕괴가 발생했다. 사고로 인한 사망자는 없었지만, 지역 경제에 큰 혼란을 야기하여 임시 다리 건설 및 영구적인 대체 다리 건설이 이루어졌다. 사고 이후 워싱턴 주의 노후된 사회 기반 시설에 대한 투자와 안전 관리의 중요성이 강조되었다.
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| I-5 스캐짓강 다리 붕괴 사고 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 위치 | 마운트버넌, 워싱턴주 |
| 통과 | (4차선) |
| 건넘 | 스캐짓강 |
| 관리 | 워싱턴주 교통부 |
| ID | 0004794A0000000 |
| 설계 | 트러스교 |
| 재료 | 강철 |
| 경간 | 4 |
| 개통 | 1955년 |
| 통행량 | 70925 |
| 붕괴 | 2013년 5월 23일 |
2. 배경
I-5 스캐짓 강 다리는 워싱턴주 인터스테이트 5번 고속도로(I-5)의 일부로, 스캐짓 강을 가로지르며 워싱턴주 마운트 버넌과 워싱턴주 벌링턴 사이에 위치해 있다. 이 다리는 시애틀에서 북쪽으로 약 약 96.56km 떨어져 있으며, 시애틀과 브리티시컬럼비아주 밴쿠버를 잇는 주요 고속도로였다. 붕괴 전에는 매일 약 71,000대의 차량이 이 다리를 이용했다.[2]
이 다리는 미국 국도 99호선 개선 사업의 일환으로 1955년에 건설되었으며, 주간 고속도로 시스템이 시작되기 1년 전이었다. 왕복 4차선에 중앙 분리대가 있었고, 강 위를 지나는 구간은 각각 약 48.77m 길이의 4개 경간으로 구성된 통과 트러스 구조였다.
58년 동안 사용되었음에도 불구하고, 최근까지 안전하고 양호한 상태로 평가되었고 구조적으로 결함이 있는 것으로 분류되지 않았다. 다만, 새로운 고속도로 교량의 차선 폭 및 수직 여유 공간에 대한 현재 설계 기준을 충족하지 못해 기능적으로 노후화된 것으로 분류되었다.[3][4]
2. 1. 통과 트러스 (Through-truss) 설계
이 강철 강 트러스 다리는 전체 구조의 완전성을 유지하는 데 필수적인, 중복되지 않는 하중 지지 빔과 연결부를 가진 "파괴에 취약한" 설계를 가지고 있었다. 하나의 필수 부품이 파괴되면(균열로 인한 파괴일 수 있음) 다른 부품에 과부하를 가해 연쇄적인 파괴를 일으켜 다리 전체 경간의 붕괴를 초래할 수 있다.[5] 2007년 미니애폴리스의 I-35W 미시시피강 다리는 하나의 작고 과도한 응력을 받은 거싯 플레이트의 느린 균열로 인해 갑자기 붕괴되었다. 강철에서 이러한 초기 균열은 작게 시작되어 위험할 정도로 커지는 데 수년이 걸릴 수 있다. 미니애폴리스 사고 이후, 파괴에 취약한 다리에서 이러한 노후 관련 재해는 2년마다 실시되는 철저한 검사를 통해 균열을 찾아 수리함으로써 방지되고 있다. 미국의 18,000개의 다리는 (설계상) 파괴에 취약한 것으로 분류되어 있으며 균열 검사가 필요하다.[5] 스캐짓강 다리는 2012년 8월과 11월에 균열 검사를 받았으며, 약간의 보수 공사만 필요했다.[6]
중복되지 않는 중요한 부품이 있는 일부 다리는 압축 부재의 좌굴(인장 부재의 균열과 반대)로 인해 갑자기 파괴될 수도 있다. 강 트러스 다리에서 중요한 압축 부품은 다리 상단에서 도로 가장자리에 평행하게 수평으로 뻗어 있는 상현재 빔이다. 이들은 다리와 교통의 대부분의 무게를 지탱한다. 상현재는 일반적으로 수직 기둥, 대각선 및 옆으로 뻗은 흔들림 지지대에 의해 정렬되고 제자리에 유지된다. 상현재는 연결부가 어떤 식으로든 정렬되지 않으면 빠르게 접힐 것이다. 좌굴 손상은 누적되지만, 노후 및 부식보다는 충돌 손상이나 과도한 응력으로 인해 주로 발생한다.[7]
차량의 수직 여유 공간은 포털과 옆으로 뻗은 흔들림 지지대에 의해 제한된다. 이것들은 오래된 다리에서 상대적으로 낮다. 워싱턴 주 다리에서 흔들림 지지대는 종종 바깥쪽 끝에서 아래쪽으로 구부러져 있어 바깥쪽 차선과 바깥쪽 어깨 위로 여유 공간이 더 적다. 따라서 높은 하중은 최대 여유 공간을 위해 안쪽 차선을 사용해야 한다. 이 다리는 과적 차량의 충돌에 취약하며, 이러한 충돌이 흔했다. 2012년 10월 22일에 이 다리에 충돌이 있었던 것으로 알려졌으며, 조사관들은 지난 수년간 여러 다른 충돌의 증거를 발견했다.[8] 1979년으로 거슬러 올라가는 다리 검사 보고서에는 과적 차량으로 인한 손상이 자주 언급되었으며, 2012년 말의 검사 보고서에는 강철에 약 7.62cm 깊이의 틈이 있다고 기록되었다.[9]
워싱턴 대학교 토목 공학 교수인 찰스 로더에 따르면, 강 트러스 다리는 1950년대에 일반적인 다리 설계였지만(미국에는 10,200개의 강 트러스 다리가 있다), "상부 프레임을 제거하면, 다리가 안정성 파괴에 취약해진다."[10] 컴퓨터가 등장하기 전에는, 다리 기술자는 활주 계산자로 트러스 힘을 분석했는데, 각 계산은 시간이 오래 걸렸다. 유한 요소법과 소성 설계 이론이 최근에 공식화되어 가끔 사용되었지만, 정정 구조에 대한 단순한 계산 방법보다 훨씬 더 많은 계산이 필요했기 때문에 중복 구조 부재의 사용을 배제했다. 당시 많은 수의 다리가 설계되고 있었고, 부정정 구조로 많은 다리를 설계할 수 있는 설계 기술자가 부족했다.[11]
요즘에는 강 트러스 및 기타 파괴에 취약한 설계는 중간 크기의 경간을 가진 대부분의 새로운 다리에서 피하고 있다. 세 개 이상의 평행한 주 빔 또는 트러스를 사용하면 구조가 단일 구성 요소 고장을 견딜 수 있다.
3. 사건
2013년 5월 23일, 캐나다에서 워싱턴주 밴쿠버로 과적 화물을 운송하던 남쪽 방향의 세미 트레일러 트럭이 스캐짓강 다리 상부 구조물과 충돌했다.[12] 트럭 운전자는 다리 통과 높이에 대한 정보를 숙지하지 못했고, 선도 차량의 경고도 제대로 전달되지 않았다. 파일럿 차량 운전자는 휴대폰으로 통화 중이었으며,[13] 트럭 운전사에게 무전으로 다리를 건너는 데 문제가 있다는 사실을 알리지 않았고, 더 높은 통과 높이를 가진 안쪽 차선을 이용하라는 경고도 하지 않았다.[14][15]
바깥 차선에서 도로에서 상부 아치형 빔까지의 수직 높이는 약 4.27m였으며, 과적 화물을 실은 모든 트럭은 통과 높이가 약 약 5.18m인 안쪽 차선으로 운행해야 했다. 문제의 과적 트럭은 높이 약 4.57m의 화물에 대해 주 과적 허가를 받았으며, 붕괴 후 트럭에 실린 '과적 화물' 장비 케이싱에서 찌그러진 상단 모서리와 상단 측면을 따라 긁힌 자국이 발견되었다.[17] 미국 교통안전위원회(NTSB)는 사고 후 트럭의 높이를 약 4.57m로 측정했다.[27]
과적 트럭은 다리 통과를 완료했지만, 첫 번째 경간은 바로 뒤에서 붕괴되었다. 과적 화물 운전자와 파일럿 차량은 모두 현장에 남아 조사에 협조했다.[18] 다행히 인명 피해는 없었으나, 떨어진 차량에서 구조된 세 명이 지역 병원으로 이송되었다.[19] 차량들은 강으로 떨어진 다리 갑판에 남아 있었다.[20][21]
Mullen Trucking에 고용된 트럭 운전사는 시추 장비의 하우징을 포함하는 과적 화물을 운송하고 있었다.[22] 이 회사의 부사장인 에드 셔빈스키는 워싱턴주에서 노선의 모든 다리 통과 높이가 포함된 허가를 발급했다고 말했다.[22] 트럭은 파일럿 호송 차량이 인도했다.[23][24] 워싱턴주 교통부 대변인은 다리로 이어지는 통과 높이에 대한 경고 표지판이 없다고 말했다.[25] 워싱턴주에서는 약 4.27m(일반적인 법적 높이 제한) 미만의 과적 운송에 대해서만 높이 제한 사전 게시가 요구된다.[26] 과적 트럭은 두 번째 경간의 스웨이 스트럿(sway strut)도 손상시켰지만, 붕괴를 일으킬 정도는 아니었다.
3. 1. 사고 조사
워싱턴 주 경찰과 미국 교통 안전 위원회(NTSB)는 사고를 조사하여, 과적 트럭이 다리 바깥쪽 차선으로 주행 중 추월하는 트럭에 의해 갓길로 밀려난 것을 직접적인 원인으로 지목했다.[27] 또한, 붕괴의 원인은 트럭 충돌로 인해 여러 개의 흔들림 버팀대(sway brace)가 제거되어, 주요 하중 지지대(상부 코드) 부재가 불안정해진 것으로 분석했다.[27]조사 결과에 따르면, 캐나다에서 워싱턴주 밴쿠버로 과적 화물을 운송하던 남쪽 방향의 세미 트레일러 트럭이 스웨이 스트럿을 손상시키고, 간접적으로 교각 상부 강철 프레임(트러스)의 압축 코드를 손상시켜 붕괴를 일으켰다.[12] 파일럿 차량이 과적 화물의 안전한 통과를 유도했음에도, 파일럿 운전자는 휴대폰 통화 중이었고,[13] 트럭 운전사에게 스캐짓 다리 통과에 문제가 있음을 무전으로 알리지 않았으며, 더 높은 통과 높이를 가진 안쪽 차선을 이용하라는 경고도 하지 않았다.[14][15] 바깥 차선의 도로에서 상부 아치형 빔까지의 수직 높이는 약 4.27m였으며, 과적 화물 트럭은 통과 높이가 약 약 5.18m인 안쪽 차선으로 운행해야 했다. 문제의 과적 트럭은 높이 약 4.57m의 화물에 대해 주 과적 허가를 받았으며, 붕괴 후 트럭에 실린 장비 케이싱에서 찌그러진 상단 모서리와 긁힌 자국이 발견되었다.[17] NTSB는 사고 후 트럭의 높이를 약 4.57m로 측정했다.[27]
2023년 8월 2일, 미국 제9순회 항소법원은 워싱턴 주가 이 사건에 대해 책임이 없다고 판결했다.
4. 법적 소송
붕괴 사고의 피해자 3명 중 2명은 뮬렌 트럭킹(Mullen Trucking), 트럭 운전자, 선도 차량 운전자 및 선도 차량 회사를 상대로 소송을 제기했다.[28] 이들은 트럭킹 및 선도 차량 회사의 과실이 다리 붕괴를 초래했다고 주장했다.[28] 워싱턴주 교통부(WSDOT)가 대형 화물 운송 계획을 세우는 트럭 운전자들을 위한 높이 위험 목록에 스캐짓강 다리를 표시하지 않았음에도 불구하고,[9] 피해자와 변호사는 납세자들의 돈을 들이고 싶지 않아 WSDOT는 소송에 포함하지 않았다.[28]
5. 대응 및 복구
제이 인슬리 워싱턴 주지사는 교통 및 지역 경제 혼란에 대처하기 위해 주변 3개 카운티(스캐짓 카운티, 스노호미시 카운티, 왓컴 카운티)에 경제적 "비상사태"를 선포했다.[29] I-5 고속도로 교통은 붕괴 현장 상류의 인접한 리버사이드 드라이브 다리로 우회되었고, 이로 인해 해당 지역에 교통 체증이 발생했다.[30] 다른 우회로에는 주도 536번 도로가 마운트 버논 시내를 통과하고 퍼 아일랜드를 경유하는 노선이 포함되었다.[31]
붕괴된 구간은 ACROW가 제조한 2차선 다리 두 개로 임시 교체되었으며, 기존 교각 위로 옮겨져 6월 19일에 개통되었다.[32] 2013년 7월 말 임시 구간 검사 결과, 임시 다리와 영구 도로 사이 아스팔트를 고정하는 "L"자형 조인트 일부가 풀린 것이 발견되었다. 다리 오른쪽 차선은 약 2시간 동안 폐쇄되었고, 크루들이 조인트를 다시 용접하고 새로운 아스팔트를 깔았다.
스포캔의 건설업체 Max J. Kuney Construction에 687만달러 규모 계약이 체결되어 영구 대체 구간을 설계하고 건설했다.[33] 이 다리는 교통 방해 없이 임시 구간 옆에 건설되었으며, 2013년 9월 14일~15일 야간 폐쇄 기간 동안 제 위치로 이동되었다.[34]
그 직후, 다리 최대 허용 높이를 높이기 위해 나머지 세 개 구간에 변경이 이루어졌다. 곡선형 오버헤드 흔들림 버팀대를 직선형 버팀대로 교체하여, 4개 모든 차선에 걸쳐 약 5.49m의 수직 여유 공간을 확보했다. 이 작업은 2013년 11월 중순에 완료되었다.[35][36]
이번 붕괴 사고는 WSDOT의 대형 차량 규제 방식에 대한 의문을 제기했다. WSDOT는 다른 주와 달리 경로를 지정하지 않고 운전자가 안전한 경로를 결정하도록 한다. WSDOT는 운전자에게 주의 사항 목록을 제공하지만, 바깥 차선 오버헤드 흔들림 버팀대가 안쪽 차선보다 약 0.61m 낮음에도 스캐짓 강 다리를 위험 요소로 지정하지 않았다. 주 의원들은 주의 사항을 즉시 수정하고 주의 사항을 알리는 법안 개정을 검토하기 시작했다.[9]
5. 1. 교량 명칭 변경
붕괴된 다리를 대체하여 건설된 다리는 워싱턴 주 경찰관 숀 오코넬을 기리기 위해 트루퍼 숀 M. 오코넬 주니어 기념 다리(Trooper Sean M. O'Connell Jr. Memorial Bridge)로 명명되었다.[37] 숀 오코넬은 사고 당시 우회로 교통 통제 중 오토바이 사고로 사망했다.[38] 사고 직후, 세 명의 주 의원이 그를 기리기 위해 수리된 다리의 이름을 변경하는 법안을 제안했고,[39] 이는 워싱턴 주 교통 위원회에 의해 승인되었다.[40]6. 워싱턴 주의 사회 기반 시설
미국 토목 학회(ASCE) 시애틀 지부는 다리 붕괴 사고 이전에 워싱턴 주의 기반 시설에 대한 2013년 보고서를 발표했다. 이 보고서에서 워싱턴 주의 다리는 "C-" 등급을 받았는데, 이는 미국 주들 중 평균 수준이었다. 워싱턴 주에는 구조적으로 결함이 있는 다리가 400개 있었으며, 전체 다리의 36%가 50년 이상이었다. 가장 오래된 다리들은 50년의 수명을 예상하여 설계되었기 때문에, 안전하게 유지하는 것이 점점 더 어렵고 비용이 많이 드는 상황이었다.[41] 옹호 단체인 Transportation for America는 워싱턴 주의 다리 중 5.1%가 구조적으로 결함이 있다고 보고했는데, 이는 미국에서 6번째로 좋은 수치였다.[42]
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