이동식 크레인 양중하중 안정성 검토, 실무 계산까지 완벽 정리!

"기종만 잘 고르면 되지 않나요?" 이동식 크레인 작업에서 전도 사고는 대부분 기초적인 계산이 빠진 데서 시작됩니다. 감이나 경험이 아니라 수치로 확인해야 하는 이유예요.

이 글은 한국산업안전보건공단 「이동식크레인 양중작업의 안정성 검토 기술지원규정」(KOSHA GUIDE B-M-9-2025)를 기준으로, 현장에서 실제로 채워야 하는 항목만 정리했습니다.

1. 무엇을 검토하는 것인가

지침이 정한 목적은 하나입니다. 양중작업 중 넘어짐에 대한 안정성을 사전에 검토하는 것이에요. 그 판단을 위해 두 가지를 봅니다.

1. 인양능력 검토 — 이 크레인이 이 하중을, 이 작업반경에서 들 수 있는가
2. 지반 지지력 검토 — 그 하중을 받은 지반이 버티는가, 못 버티면 어떻게 보강할 것인가

둘은 순서가 아니라 짝이에요. 인양능력이 충분해도 아웃트리거 아래가 무르면 결과는 같아요.

2. 인양능력 검토 — 인양하중표를 읽는 법

검토 순서는 인양물의 규격과 중량 확인, 크레인 설치 위치와 수평거리 확인, 장비 제원표 확보, 작업반경 결정, 붐 조합 결정 순이에요. 달기기구가 필요하면 그 무게를 중량에 포함해야 해요.

지침이 든 예시를 그대로 옮기면 이렇습니다. 아웃트리거 최대폭 7.3m를 신장했을 때 작업반경 7m, 붐길이 16m에서 정격총하중은 20.9톤입니다.

여기서 놓치기 쉬운 단서가 붙습니다. 정격총하중은 정하중 기준이라, 양중속도에 따른 동하중의 영향은 별도로 검토해야 합니다. 표에 적힌 20.9톤을 그대로 쓸 수 있다는 뜻이 아니에요.

3. 임계하중 대비 작업하중 — 기종마다 다릅니다

임계하중 상태에서 좌우로 회전하면 넘어질 수 있습니다. 그래서 지침은 작업하중을 임계하중의 일정 비율 이내로 묶어 두었어요.

위험지역의 상한이 절반까지 내려가는 이유는 와이어로프의 스프링 효과 때문인데요. 실제 중량보다 큰 힘을 이겨내야 하거든요.

2025년 개정판에는 장치에 관한 조항도 새로 들어왔습니다. 제조사의 사용설명서에 따라 아웃트리거를 사용하고, 붐의 길이와 각도·정격하중·안정기 확장 길이·차체 경사 감지장치 등을 확인하는 장치를 설치하며, 모멘트가 증가하는 방향으로 작동되는 것을 제한해야 합니다.

붐 각도도 범위가 있습니다. 각도가 작으면 들어올리는 능력이 떨어지고, 너무 크면 선회할 때 요동이 심하거나 붐이 뒤로 넘어갑니다. 지침은 일반적으로 55°에서 78° 사이가 적당하다고 봅니다.

4. 인양하중표에서 빼야 하는 조건 네 가지

인양하중표의 값은 바람이 없고 지면이 수평인 상태에서 가만히 들고 내리는 조건입니다. 실제 현장은 그렇지 않죠. 지침은 조건별로 감산과 중지 기준을 함께 두었어요.

🔴 바람 항목은 2025년 개정으로 달라진 부분입니다. 예전 지침에는 "초속 18미터 이상이면 작업중지"라는 숫자가 있었는데, 개정판은 그 숫자를 빼고 「산업안전보건기준에 관한 규칙」 제37조와 제141조를 준용하도록 바꿨어요. 제37조는 비·눈·바람으로 근로자가 위험해질 우려가 있으면 작업을 중지하도록 하고, 제141조제3호는 날씨가 몹시 나쁘면 작업을 중지시키도록 정하고 있습니다.

아웃트리거를 다 펼치지 않았거나 타이어가 지면에 닿아 있는 상태에서는 인양작업을 해서는 안 됩니다. 인양하중표 자체가 아웃트리거 최대폭 신장을 전제로 만들어진 표이기 때문이에요.

붐에 변위가 생기면 실제 작업반경이 이론치보다 커지고, 장비 설치 때 수평오차가 있으면 그만큼 반경이 늘어 양중능력이 줄어들어요. 두 가지 모두 표에는 반영돼 있지 않아요.

5. 지반 지지력 검토 — 최대접지하중 산정

같은 장비라도 붐 길이, 인양물 중량, 작업반경에 따라 지반에 걸리는 하중이 달라집니다. 그래서 안정성 검토에는 최대접지하중을 씁니다. 지침은 세 가지 방법으로 구한 값 중 가장 큰 값을 채택하도록 정하고 있어요.

크롤러크레인

• 충격하중 미고려 — Pmax = (W + W₁) × 0.7
• 충격하중 고려 — Pmax = (W + W₁) × 0.7 × 1.3 (1.3은 충격하중계수)

트럭크레인 — 붐 방향에 따라 아웃트리거 분담이 달라집니다

붐이 45° 방향일 때를 최대반력으로 보고, 붐이 회전하는 것을 감안해 최대반력에 50%를 더합니다. 그래서 트럭크레인의 최대접지하중은 충격하중을 고려하면 Pmax = 0.85 × {(W + W₁) × 1.3} × 0.5 × 1.5 로 계산합니다.

아웃트리거 접지부 아래에는 두께 22mm 이상 철판을 까는 경우가 많고, 크기는 보통 500 × 500~600mm 정도입니다. 지반이 무르면 더 큰 것을 씁니다.

제작사 장비사용서에 최대접지하중이 제시돼 있다면 계산값과 비교해서 검토하셔야 해요. 어느 한쪽만 믿고 넘어가지 않는 편이 안전해요.

6. 지반의 허용지내력 — 조사를 못 했을 때 쓰는 값

원칙은 장비 반입 전에 지반조사를 해서 지지력을 평가해 두는 거예요. 표준관입시험 같은 관입시험, 지지력식, 경험적 지지력 방법, 평판재하시험 네 가지가 지침이 든 방법이에요.

지지력 측정이 곤란하면 「건축물의 구조기준 등에 관한 규칙」 제18조와 별표 8을 적용할 수 있습니다. 이 규칙 제18조는 허용지내력을 지반조사와 하중시험으로 정하되, 그에 의하지 않는 경우 별표 8의 값으로 할 수 있다고 정하고 있습니다.

현장에서 흔히 도는 사질토·매립지 같은 항목은 이 표에 없습니다. 별표 8은 암반 세 종류와 흙 네 종류로만 나뉘어 있어요. 표를 옮겨 적을 때 항목 이름이 바뀌면 근거가 통째로 흔들립니다.

그리고 이 값은 어디까지나 조사에 의하지 않는 경우의 대체값이에요. 지반조사를 할 수 있는 현장이라면 조사 결과가 우선입니다.

7. 지반이 모자랄 때 — 철판 보강 검토 세 가지

지반 지지력이 최대접지하중보다 작으면 보강해야 합니다. 방법은 철판 등으로 하중을 분산하거나, 지반을 개량하거나, 두 가지를 함께 쓰는 거예요. 아웃트리거 아래에 고임목이나 철판을 깔 때는 아웃트리거가 지면과 90°를 유지하도록 하고 전면에 걸쳐 설치해야 해요.

보강 철판을 골랐다면 세 가지를 확인하셔야 해요.

1. 지지력 — q = Pmax ÷ (단변 × 장변). 이 값이 허용지지력보다 작아야 안정합니다.
2. 휨 — 단변·장변 방향 휨응력이 각각 부재의 허용휨응력보다 작아야 합니다.
3. 전단 — 철판이 아웃트리거 하중을 그대로 받으므로, 뚫림에 대해 단변·장변 방향 전단응력이 허용전단응력보다 작아야 합니다.

세 가지 중 하나만 만족해도 되는 것이 아니라 모두 만족해야 해요. 두께만 키우면 된다고 생각하기 쉬운데, 판이 커지면 휨이 불리해지는 구간도 생겨요.

8. 별도로 상세 검토가 필요한 지반

지침은 주의를 요하는 지반을 따로 나열해 두었습니다. 여기에 해당하면 일반적인 추정값으로 넘어가지 말고 현장 여건을 반영한 상세 검토를 하셔야 해요.

• 경사지 또는 요철지반, 지하 매설물 바로 위의 지반
• 포장 구성이 얇은 노면이나 부석 포장도로
• 경사부나 공사현장 터파기 부근, 조성지 성토부와 절·성토 경계 부근
• 매립지의 점성토가 날려 쌓인 부분
• 지주 장해물을 철거했거나 말뚝 시공 후 되메기한 지반
• 크레인 주행 등에 의한 교반으로 강도가 저하되기 쉬운 지반, 강우가 고이기 쉬운 지반

되메우기가 있었던 자리라면 언제 되메웠는지까지 따지셔야 해요. 이런 현장에서는 가시설 구조검토와 함께 지반 조건을 한 번에 정리해 두는 편이 뒤탈이 적어요.

9. 자주 묻는 질문

그리고 2025년 개정판에는 부록 3 「이동식 크레인 자율안전점검표」가 새로 붙었습니다. 지반 침하 검토 여부, 붐 길이와 각도에 맞는 적재하중·허용 작업반경 설정, 아웃트리거의 지면 수평 유지, 정격하중표의 거리별 하중능력 숙지 같은 항목을 작업 전후로 체크하도록 만든 표예요. 계산서와 별개로 현장에 한 장 걸어 두기 좋습니다.

정리하면 인양능력과 지반 지지력을 각각 숫자로 확인하고, 인양하중표에서 조건별로 빼고, 지반이 모자라면 철판의 지지력·휨·전단을 함께 보는 것입니다. 표 하나를 잘못 옮겨 적으면 그 아래 계산이 전부 무너지니, 근거 표는 원문에서 직접 확인하세요.