從彰化鏽蝕危橋看臨海結構物新建之建議

賴品寬 工程司、賴明煌 技師

 ㄧ、臺灣危橋斷橋重復出現

2020年10月1日，宜蘭縣南方澳大橋斷橋釀6人死亡，因崩斷橋體堵住航行通道，導致該漁港600餘艘船無法進出。事發後一時風聲鶴唳，全國各橋管機關才確實全面性普查所轄橋梁之安全，亡羊補牢尚猶未晚，但也有若干橋梁被過度認定，藉此報廢新建。2025年5月中旬，報載於彰化縣芳苑鄉漢寶村芳漢路上，40年前建造之「海尾橋」，橫跨12m長度之海尾二排水溝渠，寬度現擴寬到6.6m，這是芳苑鄉海尾村聚落北往漢寶溼地與王功地區交通要道，故名「芳漢路」，係屬村落間產業道路，南北走向是當地漁民通漢寶濕地潮間帶養殖區之重要漁獲運輸道路。惟該處海拔僅3m地勢低窪、臨海岸線約1,513m。橋體底部排水溝渠之淤泥常緊貼梁底，鮮少疏濬清理，故橋梁結構常年易受漲潮侵蝕，導致鋼筋鏽蝕外露、橋梁結構疑似有損壞(如圖1所示)；圖2可見該橋梁主梁東側上游處下端外緣，在過去曾有修補過水泥砂漿二次填補之痕跡，在該主梁的水平向主筋與垂直箍筋往上約有10~15cm，被鹽害鏽蝕膨脹推擠其混凝土造成保護層開裂，長度約8m，寬度約10cm；另圖3可見該橋梁主梁西側下游處下端外緣，該主梁水平向主筋與垂直箍筋往上約有15~20cm，被鹽害鏽蝕膨脹推擠造成混凝土保護層開裂，長度約在10m，寬度約20cm。該橋上游485m處有西部濱海公路台17線46k+650處之橋梁「烏溪橋」(如圖4所示)，與下游302m「彰117-1號」鄉道之「漁人橋」(如圖5~7所示)。雖海尾橋四周1km內約有6座橋梁可替代繞道，但當地民眾還是認為要把該橋改建新橋為宜。不過該橋經2025年5月24日現場初勘(如圖8所示)，的確可透過更精確與擴大修補範圍之儀器測定其真正鏽蝕區，再進行必要防鏽整修與整體預防之措施、及日後定期養護防鏽整理，就可免除全橋拆除重建的大手筆，也值得我國其他類似橋梁鏽蝕案件補助工法之參考。

二、各級橋管機關須分層負責莫推諉

2019年10月1日。因宜蘭南方澳斷橋事件後，除由中央補助各地方政府辦理危橋鑑定作業，中央政府相關機關依《橋梁維護管理作業要點》，積極督導地方政府並協助危橋改建，以防類似斷橋悲劇再次重演。去年鑑定該橋報告出爐後，就被當地縣政府公告為危橋，並辦理封閉車輛通行，對當地居民日常出入與外來觀光客等前往漢寶濕地造成不便，且農漁業運輸與聚落急難救援，必需繞行改道鄰近橋梁，而造成時間延遲。而該橋梁改建計畫在2024年12月底亦有循《生活圈道路交通系統建設計畫(公路系統)6年(111-116年)計畫特定類型計畫-整建受損村里道路橋梁》提報中央「彰化縣芳苑鄉海尾橋改建工程」爭取補助經費作業之中；但這時地方又向遠在百里外的社團法人「嘉邑行善團」請求補助。該社團早在2024年7月就已在該鄉捐助1,042萬經費(配合該鄉公所自籌70萬元與彰化縣政府補助660萬元，共花費1,772萬元)，去年改建的文津三橋成為該社團補助的第636座橋梁，近日又同意再捐500萬元來改建橋齡40年的海尾橋，真的「熱心公益」。這條芳漢路與海尾橋係屬當地產業道路，這類型產業道路普遍見於山區及平原之農業區，均由各鄉鎮公所或專責機關負責養護工作。該地方政府宜循規定自籌或向上級申請經費補助辦理，畢竟該仁善社團的捐資係來自社會各方，屬於極珍貴與稀少之善款，主要功能是急難救助無依困苦的人民為主，這樣在平地建造橋梁與鋪路，均屬經費龐大建設且具可替代性。況各級政府均會考慮補助建設，就不需動用到該社團有限經費，排擠到急難救助之功能。

三、臺灣的鹽害腐蝕頗爲嚴峻

臺灣為四周環海之島嶼，又地處熱帶與亞熱帶交接，及熱帶氣旋必經路線之區域，並在臺灣海峽兩岸平均風速高達12m/sec，在全球最優質20處離岸風場中，臺灣就佔了八成，故在該海風吹得到與海沫地區的鏽蝕就比其他內陸地區嚴峻。且每年觀測到的地震，約在2至5萬次之間，其中有感地震(Feeling an Earthquake)約在700至2,000餘次之間。中央氣象署在1991~2016年間，針對全國觀測地震次數與有感地震統計(如圖9)，有感地震高達萬次以上，而地震規模6或以上可能造成房屋損壞、地基沉陷傾斜、交通中斷等，對人民生活和經濟造成嚴重影響。在臺灣長期監測地震統計發現，6級以上地震約達每年2.6次以上，而在2022年一整年內規模6以上的地震達12次，是921集集地震以來26年間發生規模6以上地震最多之年[1]，見交通部中央氣象署2022年報(如圖10)。且臺灣不僅長年高溫、高溼度與潔度不佳等，又因海峽對岸沿海產業的龐大工廠林立之跨域排放，在跨境污染(Transboundary Pollution)作用下，在空氣中受大氣汞與有害物質元素呈現季節性變化，一般以「春季高、夏季低」。根據氣流軌跡(Airflow Trajectory)分析顯示，春季可能來自中南半島的生質燃燒霾害與中國大陸沙塵暴等長程傳輸影響[2]，讓我國西岸高鹽份的臨海地區，更易造成各類金屬腐蝕與強度劣化及電化學反應等速率加劇。故在該地方臨海地區，其鹽分濃度與附著膜厚程度及腐蝕滲速等均較內陸平原區嚴重數倍。雖有他縣之珍貴善款挹注橋梁改建工程，然該地區已有多座橋梁腐蝕釀鋼筋脆斷之窘境屢屢發生。如2016年7月底，該鄉漢寶與八洲排水溝渠上的兩座跨越橋，半個月內相繼斷橋崩毀，讓當地民眾驚嚇不已。另在2004年，造型設計極為前衛誇張「彰化縣芳苑王功觀光漁港的景觀橋~王者之弓」，長82m、寬4.5m，橋拱頂高20m與橋板面最高達8m。橋梁材質採用最容易塑形之鋼料，呈現幾何之美，塑造彰化海岸地區性與當地地名之景觀。所在位置從漁港出港迂迴轉入台灣海峽，更是設計者宣稱為欣賞「王功夕陽」之最佳地。惟使用數年內就傳出多處鏽蝕鋼板普遍掉漆、表面開裂蹦出內含化學氧化物之油漆膜泡等窘態情況，違背公共工程建設應該要耐久與實用及經濟維修等原則；而自南方澳斷橋事件後，該造型奇特橋也被旅客與居民質疑其結構安全，2019年更是耗費巨資與封閉該橋辦理除鏽工程，以維護橋體結構安全，但迄今才6年又已鏽蝕了。看到這樣窘態，頓感我國公共工程應由專業技師辦理與品質需再提高，也應加強營運期間之檢查養護維修等(圖11~13)。故該類公共工程的主辦技術人員，必須妥按相關土木工程專業法規與現場高鹽害環境要素辦之，而非任由非該等領域之設計者誇張肆意為之。相較台15線「關渡大橋」(如圖14)，位在新北市跨越淡水河連接八里與淡水區，長度有809m、寬度14.5m，具4車道是亞洲首座連續5跨全焊接鋼拱橋，係由唐榮鐵工廠承做施工、臺灣世曦工程顧問公司與TY Lin工程公司設計，在1983年10月通車迄今43年安然無恙。其鋼橋油漆防鏽處理保固期7年，故每隔7年就油漆一次相當盡責，又設橋墩鋼管樁設置有陰極防蝕(Cathodic Protection)的防鏽養護工作，雙重保護鋼橋防鏽，故預計還可正常使用數十年。

四、防鏽與延壽之建議

(一)在臨海結構物保護層(Protective Layer)的設計上，要考慮到加厚保護層淨距，但不可減少結構體其上下或左右對稱加勁材的淨寬度，以免其抵抗彎矩的慣性矩距離不足。並也需考慮結構物接觸土壤或是有流水沖刷表面的情況，更需要加厚逾7.5~10cm以上，方能抵抗密度大於1gf/cm3水中流沙等之刷蝕(Brush Erosion)。

(二)各結構物水泥混凝土中之混凝土設計抗壓強度(Compressive Strength)，一般採用的是210kgf/cm2，建議提升到280 kgf/cm2為宜{除了調整混凝土配比設計外或也可降低其水灰比(Water-Cement Ratio)W/C與水膠比(Water-Colloid Ratio)W/(C+P)} [3]，可參考行政院公共工程委員會所頒發《施工綱要規範》第03050章「混凝土基本材料及施工一般要求」的規定辦理。筆者建議在類似高鹽害場址採用「膠結材料最低用量」須達360~400 kg/m3以上與「最大水膠比」0.40~0.50以下），以利其水密性與結構物外表密緻無縫，更加不易受鹽蝕成分侵入來鏽蝕內部的鋼筋。

(三)至於臨海地區之潮間帶（Intertidal Zone）及長期浸泡海水之工程與建築結構物，與極可能受海洋飛沫被吹到之區域等，其各項工程與建築之水泥混凝土所使用的水泥，要避免使用不符臨海高鹽害場址的第Ⅰ型普通水泥，並在規劃設計時就使用我國家標準第61號規定之「卜特蘭水泥Portland Cement第Ⅴ抗硫或第Ⅱ、Ⅱ(MH)型改良水泥」，可參考行政院公共工程委員會所頒發《施工綱要規範》第03052章「卜特蘭水泥」的規定辦理，才能抵抗這嚴峻鹽害氯害等之腐蝕。

(四)建議該橋與海島型國內類似工地環境之臨海結構或建築物，在日後改建與新建之際，其扮演整體主結構之加勁材(Reinforcement)，如鋼筋與鋼板除了須具耐候功能(Weather Resistance)，如我國家標準的SMA490與美國材料協會標準ASTM A709 Gr50W等之耐候鋼材以上。

(五)或在其結構材質上，也可再使用耐蝕與抗拉力等耐候功能之特殊加強材質保護之，本文建議也可使用頗具成效抵抗鹽害腐蝕之「熱浸鍍鋅鋼筋Hot Dip Galvanzing (HDG)」或在此熱浸鍍鋅鋼材外表，再外加層防鏽油漆塗膜，例如ISO12944-5/A7.07代表在熱浸鍍鋅鋼筋之表面，採用每一道80μm厚之壓克力底漆與一道壓克力面漆，合計共兩道總膜厚達160μm，即可在「C3中度鏽蝕環境」下，達到預期高度防蝕年限的效果[4]。

(六)並要對混凝土填充材(Filling Material)的粗細粒料與混凝土拌和用水(Mix Water)，均需依照我國家標準第14701與13961等號標準，做氯離子濃度之高頻率的現場檢驗(On-Site Inspection)，嚴防加氯污染到結構材料與拌和水，加害這得之不易且珍貴的危橋改建工程，以俾新橋的服務壽命可超過舊橋的兩倍，以符社會各界十方捐款之善心期許。

(七)筆者建議類似之臨海地區橋梁或結構物，在規劃階段，要使用強度高、自重輕、韌性大及造型活潑又生態環保之鋼材﹔其主要結構材防鏽處理的方式，可以採用熱浸鍍鋅方式，並在外面施與防鏽油漆處理，且加上陰極保護防鏽處理工法等多重防護設施，就可避免臺灣高鹽害、高空氣污染及高地震等之場域環境的鏽蝕加害﹔在造型設計上，盡量採取簡單樸素之元素邊緣與介面交織及高洩水坡度之留設等﹔施工期間，選擇乾旱季節與低濕度及高陽光之時間施做現場各項作業；同時在營運使用階段，每隔3~5年內就要委託專業技師或學校機關專業學者，定期辦理專業防鏽工程檢查，並使用科學儀器偵測及精確防鏽處理鹽害擴大與惡化等現場工作。並在工程建設前之預算編製時，均需把這工程或建築之各期費用與時間編入該執行計畫，以利可以快速順利建造與合理營運使用及確保工程達到設定之生命周期(約需60年以上)，方可避免民眾質疑與司法機關究辦。另外在該工程或建物四周工址環境，也要定期辦理必要之整理整頓，例如海尾橋梁下的排水溝渠疏濬作業，滿溝淤泥推積如山，均已淹沒到梁身，因此鹽害鏽蝕的情事不斷或衍生到危橋，斷橋事件一再重複發生在這些高鹽害之臨海區域，不僅對當地居民與外來旅客均是不佳影響，同時也是一再腐蝕我國家珍貴又有限的預算；故若不檢討這樣的肇因，這樣窘事與亂花錢補助、亂拆建之情事，就會一再惡性循環發生。

參考文獻

1.  交通部中央氣象署地震測報中心，首頁 / 教育宣導 / 地震百問 / 二、地震 / 54. 臺灣的地震頻率如何?

網址：https://scweb.cwa.gov.tw/zh-tw/guidance/faqdetail/55

2.  行政院環境保護署監資處，環境監測及資訊，空氣中有害物質長程傳輸跨境影響，春季顯著，網址：https://enews.moenv.gov.tw/Page/3B3C62C78849F32F/9f4a5b8b-e26f-458e-b79c-6965b5df8c5f  2009年3月19日

3.  行政院公共工程委員會，施工綱要規範，第03050章「混凝土基本材料及施工一般要求」。

4.  劉澤山，簡介鋼結構防蝕塗裝規範ISO12944，臺灣省土木技師公會，第1084期土木技師報，2017年9月16日，新北市。