協和電廠345KV開關場

P24、P29鐵構螺栓組裝 施工經驗談

范弘芳  技師

一、  前言

台電於協和電廠345KV開關場區內，組裝數座P24（高24M）及P29（高29M）鐵塔，中間以橫梁（長20M），連結成一體之鐵構（如圖1），由於鐵構數量龐大，總重量約360噸，當時台電承辦單位（施工隊）之部門主管，乃派筆者遠赴高雄二苓地區之鐵工廠常駐，負責鐵構加工、製造的檢驗，俟加工製造完成的鐵構，運抵345KV開關場區，組裝係由一位資深的前輩監造，筆者協助，玆將鐵構螺栓組裝經驗，分享如下。

二、  鑽螺栓孔

本工程係在鐵工廠內，按鐵構實際的尺寸，在平坦的水泥地坪鋪設鋼板上，放樣繪成大樣圖，然後依大樣圖製作各構件的樣板。同時將鋼釘對準樣板上之螺栓孔位，以鐵鎚敲打印記構件上，施鑽之螺栓孔徑較螺栓直徑大1.6mm（有的廠商保守調整至2mm或以上），孔壁須垂直平整，並保持內部清潔，孔徑兩面因鑽孔時所殘留之雜物應予以清除。鋼材厚度不超過16mm時，則以沖孔方法施作，其開孔斷面之毛邊必須磨平整修；若孔徑大於16mm時，所有孔徑皆須用鑽孔法在適當的鑽床上製作；若孔徑大於30mm，得使用瓦斯火焰切割施作，惟開孔斷面之粗糙度不得大於25μm，孔徑允許差為±2mm。

三、  螺栓孔位的校核

各構件之螺栓孔全部施鑽完成後，筆者要求將各型鐵構（P24、P29鐵塔及橫梁）分別作假組立，藉以校核各構件間之螺栓孔位是否相符？及是否可組裝？鐵工廠年約六旬的老廠長，對當時年僅30歲的筆者提議，不以為然，一再保證施鑽之螺栓孔位很準確，且以廠房高度受限，反對作假組立，筆者堅持並建議：可將鐵塔以橫臥的方式作假組立，解決廠房高度受限的難題，幾經溝通，才勉強同意先將一座P24的鐵塔作假組立，初主要桿件組立很順利，及至水平之次要桿件，發現很多螺栓孔位有誤差，須重新修正孔位及重新鑽孔，於是老廠長才心服心服的在一邊組裝、及一邊修正構件孔位，始將各型鐵構假組立完成。

四、  鐵塔基腳埋設之誤差

本工程鐵構的承包廠商衹負責組裝，而基腳係由台電協和分處的土木承包商負責埋設。當鐵構運抵工地時，鐵構承包廠商，分別提供一組P24及P29鐵塔的樣板，供基腳之埋設，但負責埋設土木承包商，嫌太重請鐵構的承包廠運回，自己另行設法埋設基腳。一般慣例，容許誤差土木以cm計，而鐵構係以mm計，落差甚大，俟P24及P29鐵塔基礎混凝土澆置完成，移交鐵構承包商組裝時，筆者與資深前輩同事先對每座4支埋設基腳之傾角、高程、間距等，加以校核，結果發現有超過數mm之誤差，經鐵構承包商評估，組裝勢必很困難。

於是筆者函請火工處協和分處責成土木承包商改善，鑑於鐵塔的4支基腳，除一小段露出外，其餘皆埋設在混凝土基礎內，如欲改善須將整個基礎打除重新埋設基腳，玆事體大，經過土木及鐵構承包廠商多次協調，敲定補償組裝費用後，才得以進行鐵構組裝。

五、鐵構螺栓組裝

鋼構件在安裝前，先將安裝螺栓的接觸面之鐵銹、鱗皮、污泥及油脂清理乾淨，鋼構件組裝時，先以尖尾子（如圖2）調整與連接板相應之螺孔完全重合後，安裝不得少於該接合螺栓數之1/3，且不得少於2支，安裝的螺栓不得鎖緊。

俟鋼構件組裝完成後，先補充未安裝螺栓之孔徑，如有不重合的孔徑者，輕微者向螺栓孔彈射橄欖子（如圖3）穿過孔徑調整，不行則用沖子（如圖4）穿過孔徑，用2kg以上之鐵錘敲打沖子後端使孔徑一致，如果再不行，祗好以鉸刀（如圖5）鉸擴之。螺栓孔鉸大後，應換直徑較大之螺栓，孔徑不得大於螺栓直徑的3mm，若孔徑偏差過大，應補焊後再以鉸刀改正。

構件之孔口皆將螺栓全部安裝後，先檢查螺栓頭及螺帽與構件之接觸面，對與螺栓軸線垂直面之傾斜度，不得大於1/20，否則使用斜墊圈，然後進行螺栓的鎖緊，其程序以上下、左右、交叉進行為原則，勿使相對之螺栓受影響而鬆動。

普通螺栓係使用手動螺栓板手鎖緊，鎖緊後螺栓餘長為其尾端螺紋應凸出螺帽至少3個螺牙（約5mm）；而高強度螺栓，須使用電動栓鎖固器（如圖6）鎖緊，鎖緊後檢驗螺栓餘長，其尾端螺紋應凸出螺帽至少一個完整的螺牙。高強度螺栓，如受場地限制無法使用旋轉器鎖緊時，得以手動螺栓板手鎖緊，並達到規定之拉力。

圖2  尖尾子		圖3  橄欖子
圖4  沖子		圖5  鉸刀
圖6  高強度螺栓電動栓鎖固器

六、高強度螺栓長度之控管

本工程當時係利用日製的F10T的高強度螺栓組裝，施工人員不管螺栓長短拿了就使用，導致後來只剩短的螺栓，而無法栓鎖構材及連接板組合較厚的螺栓孔。當時國內尚未生產F10T的高強度螺栓，承攬廠商只好緊急向日方採購長的高強度螺栓，以空運方式送至工地。筆者為免承攬廠商重蹈覆轍，乃建議承包廠商的工地負責人，先在設計圖面計算鐵構每個結合點的螺栓數量，再計算結合點板的厚度再加上使用標稱直徑規定長度Ｌ1（如圖7），得到每個結合點高強度螺栓之長度，將數量標記在圖上，供施工人員組裝參照，於是就不再發生螺栓長度不足短缺之現象。

七、鐵構基腳（錨栓）埋設之教訓

本工程由於初始鐵塔基腳埋設精度不準確，導致後續鐵構螺栓組裝的困難，先後更換了兩組施工人員，才將整個場區的鐵構組裝完成。筆者由此得到的經驗，是對於往後施工監造的鐵構工程，不論是氣象觀測鐵塔基腳的埋設，或是陽明開關場氣封加蓋工程、及電廠廠房鋼構基礎錨栓的埋設，皆堅持由原始的鐵構加工製造人員一貫作業的負責埋設，一則是為求施工精度的一致，二則是為釐清往後鐵構組裝順利與否責任的歸屬。

八、結語

本工程竣工後之驗收，係由執行人員以抽驗方式爬上各型鐵構上仔細檢查鐵構組裝情形，而幸好筆者在施工過程中，每天至少一次爬上組裝完成的鐵構上，檢查螺栓是否有遺漏組裝、高強度螺栓是否有斷尾栓緊，及一般螺栓是否有鬆動栓緊，因此沒有被發現組裝的瑕疵而圓滿的完成驗收工作。

參考資料

1.范弘芳(2017)。淺談鋼結構組（吊）裝施工經驗。技師報，1071期。

2.范弘芳(2020)。追憶協和電廠初期鐵構組裝之歷程。技師報。1206期。

3.第05122章V8.0 doc 鋼構造(2017.9.30)。

4.簡俊明(2018.9.21)。鋼結構強施工實務。