Season3-Episode6에서는 현재 공사 중인 교량이 등장한다. 이 교량의 공식 명칭은 아직 가칭(Sam Houston Tollway Ship Channel Bridge) 같으며, 일반적으로는 Houston Ship Channel Bridge 또는 Beltway 8 Bridge로 더 많이 불린다. 현재 공용 중인 교량의 정식 명칭은 Jesse H. Jones Memorial Bridge로, 이 교량은 교통량 증가, 구조적 결함, 설계 기준 미달 등의 문제로 철거 후 신교량으로 대체될 예정이다. 그 대체 교량이 바로 Sam Houston Tollway Ship Channel Bridge다.
이 프로젝트는 2018년 착공 이후 순조롭게 진행되는 듯했지만, 예상치 못한 변수가 같은 해 3월 발생했다. 플로리다주에서 Florida International University(FIU) 보도교 붕괴사고가 일어난 것이다. 공교롭게도, 이 붕괴사고의 설계사인 FIGG Bridge Engineers가 본 교량의 설계에도 관여하고 있었다. FIU 사고가 직접적인 계기(trigger)였는지, 혹은 공사 중 구조적 거동의 이상이나 기술적 문제들이 병행되었는지는 명확히 밝혀지지 않았지만 발주처인 HCTRA(Harris County Toll Road Authority)는 2019년 4월, 설계의 신뢰성과 독립성을 확보하기 위해 COWI North America에 Independent Design Check를 공식 의뢰했다.
COWI는 약 10개월간의 구조해석 및 기준검토를 거쳐 2020년 2월 Independent Check Final Report를 제출했다. 이 보고서에서 COWI는 총 21건의 중대한 설계상 우려사항(significant concerns)을 제시하며, 주탑 곡선부 구조성능 부족, 말뚝기초 하중 분포의 비합리성 등 교량의 핵심 구조요소 전반에 걸친 재검토와 보강 필요성을 명시하였다. 또한, 즉각적인 시공 중단과 전체 설계 재평가(re-design)를 권고했다. 이에 따라 발주처는 2020년 3월 COWI의 보고서를 공식 채택하고 공사를 전면 중단, 전면 재설계 추진을 결정했다. 참고로 보고서 전체본도 공개되어 있으나, 정보보안 및 법적 사유로 인해 주요 기술 부분이 가려져 있어 세부 내용은 제한적으로만 확인할 수 있다.
COWI가 지적한 21개 사항은 다음과 같다.
- 설계 파라미터(parameters)
1) 설계시 가정한 말뚝 하중-변위 관계가 부적절하다고 판단하며, 이는 말뚝 및 말뚝캡의 하중 계산에 상당한 영향을 미친다고 판단
2) COWI가 산정한 주탑 기초의 침하 및 기울기 값은, 시공자가 데크 캐스팅 형상(geometry) 설계 및 케이블 장력 계획을 포함한 시공 절차를 수립할 때 사용한 값보다 상당히 작게 평가됨 - 하중
1) 공용 상태의 교량 설계에 사용된 풍하중에 대해 수차례의 수정이 필요함이 확인되었고, 설계에 사용된 해당 풍하중이 신뢰할 수 없다고 판단
2) 공사 기간동안 적용된 풍하중에 대해 여러 가지 수정이 필요함이 확인됨. 발주처가 시공 해석(construction analysis)에 사용하도록 계약자에게 제공한 풍하중 데이터 자체를 신뢰할 수 없다고 판단
3) 북측 교량 시공 해석(erection analysis)에서 남측 교량에 작용하는 활하중이 고려되지 않음 - 기초설계
1) 모든 기초에서 말뚝 지반 지지력이 프로젝트 요구조건을 만족하지 못함
2) 주탑 말뚝캡의 구조적 성능(structural capacity)이 프로젝트에서 요구하는 강도 기준을 충족하지 못함 - 하부구조 설계
1) 주탑 곡선부가 요구되는 성능(capacity)을 못갖춤
2) 주탑 각부(pylon leg)의 띠철근(cross-tie) 배치가 AASHTO LRFD 설계기준 요구사항을 충족하지 못함
3) 상부 데크와 접하는 주탑 각부의 꺽임부(kinks)는 추가적인 철근이 필요
4) 주탑 하부 각부(lower pylon leg) 출입구 개구부에 배치된 철근이 요구되는 구조성능을 못갖춤
5) 주탑 각부의 중공 구간(hollow leg)에서 단일 구간(solid leg)으로 변하는 전이부와 그 인근의 상부 다이아프램 주변의 철근이 프로젝트 요구조건을 충족치 못함
6) 주탑 각부 상단(pylon leg tops)의 연결부에 있는 철근이 요구되는 성능(capacity) 또는 상세(detail)를 갖추고 못함 - 상부구조 설계
1) 상부구조 단부보(edge beam)에 설치된 전단보강철근이 프로젝트 요구조건을 충족치 못함
2) COWI는 스테이 케이블 정착 세그먼트가 케이블 하중을 세그먼트 복부(web)로 전달하는 성능(능력)을 강화하기 위해 재설계 중이라는 통보를 받아 해당 부위와 관련된 설계 항목에 대한 검토를 완료하지 않고 제외시킴 - 케이블 설계
1) 주탑 내 크래들(cradle)을 통과하는 스테이 케이블의 슬립 저항력(slip resistance)이 공용 중 또는 시공 중에 프로젝트 요구조건을 충족하지 못함 - 공사관련
1) 시공사가 사용하도록 제공된 시공단계용 풍하중(construction wind loads)은 대체됨 => 시공자에게 제공되어 사용 중이던 시공단계용 풍하중 값이 잘못 산정된 것으로 확인되어 새로운 기준 값으로 대체 되었으므로 수정된 풍하중 조건에 따라 재검토되어야 함
2) 시공자에게 제공된 침하 자료가 정확하지 않을 가능성이 있으므로 비상대책(contingency plan)을 수립할 것을 권고
3) 시공자가 제출한 케이블 슬립(slip) 검토는 프로젝트 요구조건에 부합하지 않음
4) 북측 데크를 시공하는 동안 남측 데크 위의 활하중을 시공자의 해석에 고려해야 함
5) 세그먼트 리프터(segment lifter) 하부 횡방향 국부응력 및 강도 검토가 필요하며 리프터 지지배열(lifter support arrangement)에 조정이 필요할 수도 있음
COWI의 검토 결과는 단순한 세부 수정사항이 아니라, 기초–주탑–상부–케이블–시공단계 전반에 걸친 구조적 재평가 필요성을 명확히 제시한 것이었다. 결국 이 보고서로 인해 Sam Houston Tollway Ship Channel Bridge는 전면 공사 중단 및 설계 재검토를 하게 되었다.
2020년 10월 , Harris County Toll Road Authority(HCTRA)위원회는 FIGG를 본 프로젝트의 총괄 설계사(Engineer of Record)에서 해임하고, 새로운 설계사로 COWI North America와 $24.9mil 규모의 계약을 체결했다. 이같은 발주처의 결정은 본 교량의 설계오류가 주된 요인이지만 FIU붕괴사고에 대한 판결이 큰 영향을 준 것으로 보고있다.
