橋『襬.搖.搖』!  橋梁旋轉

 賴再生 技師

梁詩桐 技師

筆者於民國89年參加兩岸運輸工程學術研討會，會中四川公路橋梁建設集團介紹涪陵烏江大橋，單孔200公尺的箱形梁拱橋無平衡重轉體工法，覺得新奇。現在國道一號高速公路C904A(林口龜山段)段鋼構北上線高架橋，也有一座鋼橋，因為北上線要避過地質敏感區而需二度跨越高速公路，為安全及用地侷限考量，第二度於林口跨越高速公路段採用國內首度引進之跨越橋旋轉工法，承蒙國工局辦理觀摩會，簡介施工法及施工流程，致為感謝，儘紀錄觀摩心得與各位技師前輩分享。

烏江大橋無平衡重轉體工法

位於長江烏江會河口上游約3公里處，全長351公尺，橋高84公尺，主孔跨距200公尺， 為13×15公尺預力鋼筋混凝土箱型拱梁，採用無平衡重雙箱對稱同步轉體施工，施工順序如下:

1.  平行施作兩岸墩基。

2.  平行施作兩岸4片共100公尺的半拱肋，再施作橋面版，以及完善的轉體系統。

3.  施作旋轉尾、斜錨座，安裝錨固系統及位控系統。

4.  先後旋轉兩岸拱肋到定位。

5.  澆封拱座，拆除錨固系統、轉動系統、及位控系統支架，形成裸拱。

轉體原理

以主橋結構之邊箱梁作為轉體對像，借助轉體之三大系統相互作用，達到對稱同步轉體的目的，由基座墩頂、拱底腳的上下轉軸的偏心距產生自轉力矩，使拱肋自動向河心轉出，並補以捲揚機同步施放纜索，以達啟動、轉體、就位、合攏。

三大轉體用系統

1.  錨固系統：由橋墩、平行梁、錨梁、尾錨錠、斜錨錠、及尾斜錨錠索所組成。

2.  轉動系統：由兩岸引橋上下游一對半跨邊箱拱肋（100公尺），一對上轉軸，一對下轉盤及扣索組成，驅使邊箱梁自轉就位。

3.  位控系統：由兩台同位步捲揚機、控制箱及纜索組成，控制拱肋在轉動時的勻速、對稱、同步。在下轉盤各設置一光電讀角裝置，準確控制轉角精度。

拱肋轉體合攏

1.  張拉尾索使拱肋脫架，張拉斜索至設定負載。

2.  張拉扣索，同時收緊纜索防止拱肋自動轉出。

3.  拆除臨時拱肋架，對稱施放纜索，拱肋慢慢啟動轉出。

4.  拱肋轉至160度時，摩擦力大於自轉力矩，借助下盤千斤頂助轉180度到位、焊接。

5.  焊接下轉盤完成合攏。

合攏完成後再依序施作河段拱肋橋墩橋面。

兩側橋墩施工		兩側橋墩及平行梁、錨梁、尾錨錠、斜錨錠及 尾斜錨錠索等錨固系統施工
半跨邊箱拱肋轉體就位		拱肋轉體合攏
石柱岸錨固系統

中山高五楊段旋轉工法橋梁

跨越中山高旋轉節塊位於里程39K+781~40K+267之間，全長486公尺，為三跨連續鋼製橋面鈑橋梁，中央跨跨徑216公尺，橋高約30公尺，跨越中山高速公路，為減少干擾高速公路車流，採用旋轉工法安裝，分別於高速公路兩旁側邊坡上逐節以臨時鋼架吊裝組立，於高速公路中間架設的臨時軌道梁向路中心旋轉、推移定位焊接，拱度調整再以兩墩柱預留的閉合塊接隴，調整高度後焊接，再拆除臨時支架，完成全部架設。

筆者於簡報後步行現場，當時兩側轉體鋼梁及臨時軌道梁均已完成，正進行細部軌道車及轉體千斤頂等安置檢核作業，於本文刊載時，轉體之一側應已成功定位。

旋轉工法

構成要件為臨時軌道梁、旋轉中心及鋼箱梁轉體，本工程轉體為鋼箱梁節塊於平行於高速公路一側逐節支撐吊裝(如工區容許可以整體組裝、上舉、平移定位)，南下旋轉段計9節塊及北上旋轉段計10節塊。旋轉中心各位於P4A01及 P4A02兩側橋墩上，旋轉時轉體鋼箱梁沿著臨時軌道梁，向中心滑動，經過推進、拱度調整及合攏、茲介紹其各系統的關鍵因素。

臨時軌道梁

前些日子來去中山高在林口看到一根大鋼梁立在高速公路上，沒有永久支撐，心想不知是什麼構造物，如今總算明白是為橋梁旋轉的滑動裝置--臨時軌道梁，它總長81.5m、高3m、寬2.5m，由6個節塊組成，北南各一。

臨時軌道梁架在臨時鋼柱支撐上，以利上方主梁滑移，但都由一側以推進工法將軌道梁架在定位。

推進工法實施時，發進端設置50噸水平千斤頂6座提供推力，以200噸垂直千斤頂共6座提供上舉力，200噸水平滑動座共6座提供滑移，減少摩擦力，每一衝程結束，垂直千斤頂頂起軌道梁，水平千斤頂收回。發進端後端加設兩座臨時支撐，以方便後續軌道梁的吊裝與推進，各端點並設置軌道梁束制方向的微調，可以控制軌道梁推進到對向正確位置。

旋轉中心

旋轉中心各設置於P4A01及P4A02兩側橋墩上，位於永久支承的略前方，是一個1400T 的千斤頂構造，置於鋼承設備基座上，另一側設置滑軌，滑軌外側亦設置2座800噸千斤頂，在旋轉機制中都是在承受壓力狀態下。

旋轉、拱度調整及合攏

在南下旋轉段左旋角15度定位，北上旋轉段右旋角23度，旋轉完成後並推進2.3m 定位，在合攏階段並要考慮拱度調整及鋼箱梁焊接殘餘應力釋放的問題，這時在旋轉段於中央臨時支撐上因自重關係，鋼梁兩側有0.37度的夾角，再於P4A01及P4A02兩側橋墩分別上頂26cm及48cm ，以便焊接中央接縫，回降後進行拱度釋放，以完成全部作業。 

旋轉工法關鍵：滑軌戰車輪 (magic slide ) ---有神奇的Magic Ball 的功能

當旋轉段在臨時軌道梁上，展開旋轉作業時，南下旋轉段向前滑移23m，北上旋轉段向前滑移42m，滑移的動作，僅能在設置於臨時軌道梁的兩條滑行軌道上行走，由於旋轉段因旋轉在兩條滑行軌道形成左右滑行軌跡包絡線，鋼梁底板與水平的軌道梁，因此，其高程差及左右移行，就以兩端高低不同之長度大於6.776m(南下段)： 6.086m(北上段)的4跟楔型梁調整，其中兩根各放置500噸千金頂一只可以調整高度，其中兩根楔型梁下設2座滑軌戰車輪，近端滑軌戰車輪扣住軌道梁上的滑行軌道，前端以4座50噸水平千斤頂為推進設備，水平千斤頂索住滑行軌道翼板利用反力提供每一衝程的推力，每一衝程前進105cm，水平角旋轉0.5度，滑軌戰車輪鍊帶滑移量為25cm，這時滑軌戰車輪 (Magic Slide )扮演有神奇的Magic Ball 的功能，可以水平轉動、也可以使上方楔型梁左右滑移，在轉動與滑移間，有垂直向的改變，magic slide也可以垂直轉動，鍊帶與楔型梁之間密接，卻有其神乎其技的手法，筆者謂之『Magic Ball』魔術球、差可比擬。

最後還是要感謝國工局、世曦、聯鋼及中鋼構等公司，對本工法及國道建設所做的努力。