고정식 타워크레인 지지

왜 배우는가: 고정식 타워크레인 지지는 자립고를 넘는 고층 현장에서 타워크레인이 안전하게 서 있도록 하는 기본 조치이다. 설치각도, 지지점 수, 지지 방식의 선택 기준은 여러 회차에 걸쳐 반복해서 출제된 내용이므로 기준 수치와 원리를 함께 익혀야 한다.

출제 이력: 제128회 2교시 1번, 제116회 2교시 4번, 제113회 1교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

자립고 이상 높이의 타워크레인을 벽체나 와이어로프로 고정하는 안전 조치이다.

고정식 타워크레인 지지는 콘크리트 기초 등 고정된 기초 위에 설치된 타워크레인을 자립고를 넘는 높이에서 건축물 벽체 또는 와이어로프에 연결하여 흔들림과 전도를 막는 방법이다. 답안 첫 줄에는 이 정의를 쓰고, 이어서 아래 키워드를 본문 순서대로 풀어 쓴다.

• 고정식 타워크레인: 콘크리트 기초 또는 고정된 기초 위에 설치된 타워크레인이다. 상승식과 주행식과 구분되는 형식이며, 기초에 고정되어 작업하므로 지지 조치의 대상이 된다.
• 자립고: 보조적인 지지나 고정 없이 설치된 마스트의 최하단부에서 최상단부까지의 높이이다. 자립고를 초과하는 높이로 설치하면 지지가 필요하다.
• 마스트: 타워크레인을 떠받치는 기둥 역할의 강재 구조물이다. 단위 마스트를 볼트로 연결하여 설치 높이를 올린다.
• 벽체 지지: 마스트를 건축물 벽체에 견고하게 고정하는 방식이다. 지지의 원칙이 되는 방법이다.
• 와이어로프 지지: 벽체에 지지할 수 없는 부득이한 경우에 쓰는 방식이다. 마스트를 여러 방향의 고정점에 와이어로프로 당겨 잡는다.
• 지지프레임: 와이어로프를 고정하기 위한 전용 구조물이다. 제작사의 설계 및 제작기준에 맞는 자재를 써서 표준방법으로 설치한다.
• 설치각도와 지지점: 와이어로프가 수평면과 이루는 각도와 고정점의 수이다. 이 두 조건이 와이어로프 지지의 안정성을 정한다.

2. 개념 풀이

고정식 타워크레인 지지의 정식 정의는 자립고 이상의 높이로 설치된 타워크레인의 마스트를 건축물 벽체나 와이어로프에 고정하여 구조적 안정을 확보하는 조치이다. 지지의 대상은 고정식 타워크레인이며, 목적은 외부 지지 없이는 마스트가 버티지 못하는 구간에서 전도와 과도한 변형을 막는 데 있다.

원리는 모멘트에서 출발한다. 타워크레인은 기초 위에 세운 마스트 상부에 지브를 달고 선회하므로, 양중 하중과 지브의 자중이 마스트 하단에 굽힘 모멘트를 만든다. 마스트가 높아질수록 같은 하중에서도 횡 방향 흔들림과 전도 모멘트가 커지므로, 자립고를 넘는 구간에서는 외부 지지 없이 안정을 유지하기 어렵다. 지지 방법은 이 구간을 건물 구조체나 와이어로프가 받쳐 주는 방식으로 나뉜다.

벽체 지지는 마스트를 콘크리트 구조물에 매립하거나 관통시켜 지지하는 방식이다. 콘크리트 구조물에 고정할 때는 매립이나 관통, 또는 이와 같은 수준 이상의 방법으로 충분히 지지되도록 해야 한다. 건축 중인 시설물에 지지할 때는 그 시설물의 구조적 안정성에 영향이 없어야 한다.

와이어로프 지지는 벽체 지지가 불가능한 경우의 대안이다. 와이어로프가 마스트에 작용하는 힘을 여러 고정점으로 나누어 전달하므로, 설치각도와 지지점 수가 안정성을 좌우한다. 설치각도는 수평면 60도 이내로 하고, 지지점은 4개 이상으로 같은 각도로 설치한다.

와이어로프를 고정할 때 쓰는 텀버클, 긴장장치, 클립, 샤클은 한국산업규격 제품 또는 이에 준하는 규격품이어야 한다. 설치된 긴장장치와 클립이 이완되지 않아야 하고, 사용 중에도 충분한 강도와 장력을 유지해야 한다. 작업용 와이어로프와 지지 고정용 와이어로프는 서로 적정한 거리를 유지해야 간섭이 생기지 않는다.

사전 확인 사항은 설치 전에 기초와 고정점의 강도, 설치작업설명서에 따른 기종과 모델의 적합성, 지지 대상 구조물의 안정성, 주변 가공전선과의 근접 여부를 점검하는 것이다. 이 점검이 끝난 뒤에 고정 작업으로 넘어가야 하며, 점검 결과가 안정성의 출발점이 된다.

3. 등장 배경과 필요성

타워크레인은 고층 건축물의 골조 공사에서 자재를 올리는 핵심 장비이다. 건물이 높아질수록 타워크레인도 자립고를 넘는 높이로 설치해야 하는 경우가 생기며, 이때 외부 지지가 없으면 마스트의 안정성을 확보할 수 없다. 고정식 지지는 이 요구에서 나온 조치이다.

지지의 필요성은 사고의 결과로 설명된다. 마스트가 흔들리거나 기울면 양중물이 떨어지고 장비가 전도되어 작업자와 주변 구조물에 중대한 피해를 준다. 지지 여부는 장비의 자립고와 실제 설치 높이를 비교하는 단계에서 정해진다.

벽체 지지가 원칙이고 와이어로프 지지는 부득이한 경우에만 허용된다.

지지 기준은 법령에 단계적으로 정리되어 왔다. 구 「타워크레인의 구조·규격 및 성능에 관한 기준」 제11조는 2015년 시행 당시 벽체 지지와 와이어로프 지지의 요건을 정하였다. 현행 「건설기계 안전기준에 관한 규칙」 제125조의2는 건축물의 벽체에 지지하는 것을 원칙으로 하고, 벽체에 지지할 수 없는 부득이한 경우에만 와이어로프로 지지할 수 있도록 규정한다. 구 기준은 와이어로프 지지점을 3개소 이상으로 정하였으나, 현행 규칙은 4개 이상으로 정한다.