【330】社論主筆:張錦峰
(第一版)新聞焦點(社論•週聞輯要)
社論
公共工程其品質都應接受全民體檢
日前,立法委員蔡正元先生召開記者說明會,公布台灣正在興建的高速鐵路土建工程,高架橋墩柱混凝土表面上發現裂縫,縱、橫方向均有,原因不明。
交通部高速鐵路工程局之高階主管亦出席該次記者說明會,提出聲明謂,混凝土結構在施工完成後,就會有裂縫發生,因此混凝土結構有裂縫是被允許的;這種說法,對一般民眾而言,可能造成混淆,按混凝土結構,其成品因混凝土在凝結過程中,水泥水化熱產生,冷卻後會有收縮作用,故而會產生微裂縫,這種理論是對的。但是高鐵局的高階主管並未說明裂縫應控制在多少寬度深度內才是被允許,超過被允許的裂縫寬度即屬不正常,必須檢視其發生原因,謀求改善之道。另高速鐵路工程局官員稱,高速鐵路是由民間出資興建營運到某一年限後再交還政府經營(即所謂BOT),政府只站在監督立場,審核台灣高鐵公司之文件是否合法、合理。對於現場施工品質,台灣高鐵公司皆聘有公正的第三者監督,如果高速鐵路局官員的說法未被曲解,則上述說法似有待檢視,按高速鐵路工程是屬公共工程,其完成後係供全民使用,因此不管是否為BOT案件,其品質應受全民公開檢視才合常軌。
台灣高速鐵路公司亦召開記者說明會,稱蔡立法委員揭發該公司土建工程之缺失,是其助理有心賣材料不果後心生不滿所致,隨後蔡正元委員及其助理認為台灣高鐵公司毀謗,進而向法院控告台灣高鐵公司,並求償名譽損失一億及五千萬元,雙方至此鬧得不可開交,同時也讓台灣民眾又看一齣羅生門劇?到底誰是誰非,台灣高鐵公司之土建工程完成部份現在就擺在工地上,交通部高速鐵路工程局實有必要委請專家進行現地勘查鑑定,公諸於世,以讓民眾瞭解,到底那一方在說謊?立法委員在記者說明會中強調的是「公共工程品質,應受全民檢視」,畢竟公共工程完工後營運時是全民在買單,關係到全民之生命安全,不可不慎重。
營建署正式停止
「專任工程人員差勤工作紀錄管制網路申報作業」
﹝本報訊﹞本報在第329期報導營建署在今年一月十九日公布試辦「營造業專任工程人員差勤工作紀錄管制網路申報作業原則」,在營造業法公布後頓失法源依據,雖然土木技師公會代表在三月十七日面見營建署柯署長,請停止適用,柯署長也當場指示建管組停止適用。但各地方政府因為未接到營建署之正式公文或會議紀錄,有專任工程人員反映部份縣市政府之建管人員要求仍須上網申報,造成許多困擾。
營建署又於三月二十八日邀請全國各地方政府及專任工程人員所屬公會暨營造業者開會,事由為配合營造業法公布施行,研商修正「營造業專任工程人員差勤工作紀錄管制網路申報作業原則」為「營造業專任工程人員執行營繕工程查核及履勘文件簽章網路申報作業原則」事宜。
在會中,土木技師公會代表首先表示在九十一年九月十八日「研商建築施工勘驗電腦網路請取查核登記碼作業原則草案」之會議,係針對建築物監造人諼填載B14-2建築工程勘驗查核報告表(一)、(二)規定之查核登記碼,俾併同B14-1建築工程勘驗申報書申報施工勘驗而訂定。但遭到建築師公會之反彈,得到結論為:「本案施工勘驗查核登記碼之請取,基於每日請取查核登記碼之案件量,約計一萬件;加上各縣市建管機關及監造人等之連線查核次數;因此,本系統之網路及伺服主機負荷量龐大,須考量其穩定,另請取查核之登記碼號應具安全性之編碼原則並經過嚴格測試後,方可實施;故俟電腦網路請取查核系統開發及測試,軟硬體系統建置及測試講習宣導等配套措施完備後實施之。」即連試辦都有問題,反而要求專任工程人員充當白老鼠,試驗專任工程人員差勤工作紀錄管制網路申報作業,一意孤行的結果,果然問題百出。
因此即使實施電腦網路管制也應依序自監造人開始試辦,不應以專任工程人員做為白老鼠試驗。尤其改為「營造業專任工程人員執行營繕工程查核及履勘文件簽章網路申報作業原則」,應在電腦網路頻寬不足問題先獲得解決,並依營造業法規定,勘驗時應到場之人員如承造人、監造人、專任工程人員、工地主任及建管人員同步實施才能對工程品質有所助益。
地方建管單位代表也指出,「專任工程人員差勤工作紀錄管制網路申報作業」對工程品質並無助益,徒增承辦單位工作負荷。
在與會人員全體不表贊成情況下,主席建管組李組長結論為營造業專任工程人員差勤工作紀錄管制網路申報作業原則因法源依據失效,即日起停辦。
「營造業專任工程人員執行營繕工程查核及履勘文件簽章網路申報作業原則」亦暫緩辦理。但在四月份開始將全面實施施工勘驗表格e化,屆時承造人、監造人、專任工程人員、工地主任將同步實施上網申報勘驗表格。
營造業法第七條 土木建築學分不得低於三十
﹝本報訊﹞本(三)月十八日土木技師公會全國聯合會及三地方公會理事長暨理事會成員赴內政部拜會許應深政務次長,就營造業法第七條規定綜合營造業設立條件,在置有技師時,並應提出「於考試取得技師證書前修習土木建築相關課程一定學分以上之證明」,其一定學分之定義加以澄清。
技師公會代表對於受聘於營造業之非土木建築類科技師,如測量科、水土保持科等技師,本非工程科系,於營造業法協商時,利用少數立法委員對工程科系之模糊認知,強行加列該等科系得擔任專任工程人員,造成施工安全上極大的顧慮。因此有識之士認為應該具有土木建築背景之技師,才能擔任專任工程人員,必須加上「考試取得技師證書前修習土木建築相關課程一定學分以上」的限制。
技師公會前往營建署拜訪,據悉營建署對上述一定學分之定義,希望定在二十學分以下,甚至更低標準,如此將對施工安全造成極大危害。有鑑於此,土木技師公會代表誠懇希望許次長能夠察納雅言,以全國人民生命財產安全為重,必須受過土木建築專業訓練的專任工程人員才能負營造業施工之責。而營造業法第七條規定之「一定學分」應該具有三十學分以上的養成教育,才能擔負專任工程人員等責任。
許次長聞訊後甚為重視,當場表示支持「一定學分」最少不得低於三十學分,並指示營建署建管組李玉生組長,在擬定營造業法施行細則時,對「一定學分」之定義不得低於三十學分。
最後,許次長示以歐洲國家遭遇水災時,從空中鳥瞰在水中的建築物照片,仍然如花園一般。並對國內建築物屋頂,大部份是水泥平面及閃閃發光的大鐵桶,與國外建築物外觀比較,實有天壤之別。建管組李組長表示,這是因為鋼筋混凝土屋頂如果建斜屋頂,由於施工困難,成本較高,工期較長,故一般建商不願興建。
許次長指示建管組應與技師公會共同思考,鼓勵民眾美化家園之際,也要注意屋頂景觀,使我們國家的城市在鳥瞰時,能夠展現優美的景觀。
(第二版)時事論壇(我有話說•重大工程新聞)
工程會:未經品管訓練之技師
可任監造單位監工人員及承商之品管人員
﹝本報訊﹞有關日前中華民國結構工程技師公會全國聯合會函為會員是否可免經品管訓練,即可逕擔任「公共工程施工品質管理作業要點」規定之監造單位監工人員及承商之品管人員疑義,經行政院公共工程委員會九十二年三月五日工程管字第O九二OOO四五七八O號函釋示如下:
查技師法第十二條規定,技師得受委託辦理本科技術事項之「監造」;另查「公共工程專業技師簽證規則」第五條及第六條規定,符合該規則規定之公共工程應實施技師簽證,其中監造簽證之執行計畫,得包括品質計畫與施工計畫審查、施工圖說審查、材料與設備抽驗、施工查驗與查核、設備功能運轉測試之抽驗及其他必要項目。故該會會員如擔任品管要點第十點規定之監造單位監工人員,雖未接受品管人員訓練仍可執行該要點第十二點規定之監造工作。
另查技師法第十二條規定,技師得受委託辦理本科技術事項之「監造、分析、試驗、施工、檢驗、計畫管理…與本科技術有關之事務。」及「營造業法」第三十五條規定:「營造業之專任工程人員,應負責辦理下列工作…三、督察按圖施工、解決施工技術問題。….」,又查旨揭要點第八點規定查核金額以上工程之專任工程人員工作要點,包括督導品管人員及現場施工人員,落實執行品質計畫,並填具督導紀錄表等。技師法既賦予技師執業之法定範圍且可擔任營造業專任工程人員,負督察按圖施工之工作,故技師雖未經品管訓練仍可擔任承包廠商之品管人員,惟應確實執行品管要點第四點規定之專任且施工時應在工地執行職務,及第六點規定之品管人員工作。
若該公會會員擔任旨揭品管要點規定之監造單位監工人員及承商之品管人員時,請各機關函請工程會專案登錄於工程管理資訊系統,並應確實依據前開品管要點規定,要求其常駐工地並落實執行監造或品管工作,如有疏失,應依規定追究責任。
金錢賠償與回復原狀
伍勝民 技師
上期談解除契約時,曾提及「還錢還要恢復原狀」之問題。一般而言,工程承攬或勞務工作業者對恢復原狀之爭議總是最大。這是為什麼工程承攬或勞務工作較屬繼續性契約之特性,建議宜主張適用終止契約之規定。究應如何看金錢賠償與回復原狀?以下簡單說明。
損害賠償即損害賠償之債務人填補被害人所受之不利益者而言。換言之,凡因故意或過失,以致損害他人權利之行為,經判決加害者應向被害者所負一定之賠償。賠償損害之方法有回復原狀或金錢賠償,而以回復原狀為原則。又關於損害賠償之範圍,不論積極損害(所受損害)或消極損害(所失利益)均須賠償,至其額數之計算,應總計所受損害與所失利益以定之。
所謂回復原狀,指恢復原來之狀態者而言。其主要意義有二,一為解除契約之效力,即契約解除後雙方當事人回復原狀的義務;契約一經解除,即自始歸於消滅,雙方應回復契約成立前的原狀;其回復原狀的範圍依民法第二五九條之規定。二為損害賠償之方法,即回復損害發生前原有之狀態。民法對損害賠償方法,以回復原狀為原則,而金錢賠償則為例外。債權人得請求回復原狀所必要之費用,以代回復原狀。至因回復原狀亦有應給付金錢者,則應自損害發生時起加給利息。
「營造業專任工程人員執行營繕工程查核及履勘文件簽章網路申報作業原則」修正草案廢止
梁詩桐 技師
本報九十二年三月二十二日NO.328四版曾為文刊載「營造業專任工程人員差勤工作記錄管制系統」停止適用一文,已明白宣示該差勤工作記錄管制系統停止適用,但由於主管官署並未行文各級政府及營造各相關單位停止適用,而欲以修正為「營造業專任工程人員執行營繕工程查核及履勘文件簽章網路申報作業原則」草案「借殼上市」,遂有營建署於92.3.28會議邀集工程會、各級縣市政府及相關技師公會代表討論研議本草案之緣由,省公會承余理事長指示由周常務理事子劍、宋理事科進、朱主委紹鎔及筆者出席會議,表達本會立場。
各級地方政府現行執行措施符合規定
在討論本修正草案之前,主席營建署李玉生組長為瞭解技師勘驗簽章身份之認定與地方各級政府建管代表有深入的對話探討,我們可以知道目前各地方政府主管單位對勘驗技師身份之認定以營造業出入登記留存簽章為憑查核最為普遍,並以各類科技師公會所頒發的會員證為輔,已足敷認定,應無須另行擇取差勤登記碼為身份認定之需,致有「畫蛇添足」之譏。
本草案無法源依據
「營造業法」已於92.2.7經總統明令公布,並中並無專任工程人員差勤工作記錄之規定,而差勤工作記錄管制系統為前「營造業管理規則」下的思維產物,欲以「e化」為糖衣,行監管控制之實,系統撰寫者未能瞭解「營造業法」精義而無線上綱,致陷主管官署於不義,最為扼腕,為公理仗義直言之技師公會代表中有…「共產黨」…激憤之言詞脫口而出,可見炮聲之隆隆。
政府制訂法令以不違背行政程序法之精神
行政程序法第七條規定:行政行為,應依下列原則為之︰一、採取之方法應有助於目的之達成。二、有多種同樣能達成目的之方法時,應選擇對人民權益損害最少者。三、採取之方法所造成之損害不得與欲達成目的之利益顯失均衡。
本草案訂定申報作業並無助達成訂定原則包括依「營造業法」第三十五條營造業專任工程人員執行法定工作,增進對工作主體安全或品質之提升,進而有形成擾民之疑慮。
勘驗以現場訪視為依歸─『申報』文義之混淆
本草案針對申報作業做相關網路系統開發及集中管理個人電子簽章之訂定已涉及對管理對象之某種程度上之限制,而依「營造業法」第三十五條共七項法定工作,其中僅第一項可於室內完成,其他第二項至第七項皆於施工場所現場為之,其間並無申報之需要,僅規定對相關工作完成之文件簽名或蓋章,是故政府對上述行宜為「e化」為登錄之必要,為簡化並增進行政後續處理之效率與文件之保存及查核即可,反對訂定申報作業並不能解釋為技師抗拒「e化」。
結論─修正草案廢止
會議主席營建署李玉生組長於聽取各方意見後,並未就草案進行逐條討論,即宣布研議中之「營造業專任工程人員執行營繕工程查核及履勘文件簽章網路申報作業原則」修正草案廢止,實屬明快之舉,相信廢止之公函不克數日即可函知相關單位知照,至此塵埃落定之餘與會各技師公會代表報以熱烈掌聲,而避免正醞釀中退席抗議激烈之動作,至此雙贏底定。
後續觀察與導正
專任工程人員依「營造業法」第三十五條規定於現場執行各項查報、勘驗等法定工作簽章與文件「e化」登錄等,其配套措施將另行商請各技師公會代表研議辦理,技師公會將本持續關心立場,發揮影響力,協助政府正確執行「營造業法」、技師法相關規定,並維護技師應有之權益為尚。
工程契約範本,豈可形同廢紙!
王濱 土木技師
公共工程最高主管機關公共工程委員會,為了公共工程之順利,進行以有效執行國家工程建設經費,避免工程進行中時常發生爭議引起紛爭,影響工程之正常進行,特邀請了專家學者各有關機關公會等,費時二年擬定了工程契約範本,於去年公布,原冀各主辦工程單位遵照採用,以求公平合理減少爭議,惜交通部國道高速公路局為規避仲裁,將範本中所訂爭議處理方式中之以仲裁解決爭議之處理方式予以刪除不採用,一方面既關閉廠商徵求同意以仲裁方式解決爭議之門,一方面亦視此範本如廢紙,本人鑒於此舉將影響政府解決公共工程爭議得採仲裁解決制度之政策推行必將受阻,特向公共工程委員會提出檢舉希望予以糾正改進,同時亦向監察院陳訴,經其同意通知交通部妥處逕復副知該院在卷,惜高公局或答以並未完全排除搪塞,或曲解仲裁需經雙方同意為由未能接受善意建議答覆本人,本人以其既自認並未完全排除仲裁,自當承認已部份排除仲裁顯有違政策,且以仲裁須經雙方同意與廠商得徵求同意仲裁之門關閉混為一談無法接受,再度向監察院陳訴,亦經其認同,轉知交通部妥處逕復副知監院在卷,但迄今未見該部妥處見復,為早日糾正此案本人同時再向公共工程委員會提出檢舉,促其以最高工程主管單位糾正高公局,不料工程會竟以上項契約範本係供各機關參考,機關將依採購之特性及實際需要擇用其內容見復,令人三嘆!惜其未知自愛自重,置該會費時二年集各方精英研討結果視同廢紙!既經人檢舉仲裁制度為政府大力推動解決公共工程爭議之政策,在採購法又明定向仲裁機構提付仲裁為爭議處理方式之一,公共工程委員會在未經調查高公局採購有無特性,亦未查明有無實際需要,更未責問該局為何可貳選一的處理方式,結果僅剩祗能調解不能仲裁之一選一方式?在該範本勢將形同廢紙之際,本人為捍衛仲裁制度,故再次向該會提出忠告,促其查明高公局採購工程究有何特性及實際需要再予處理見復,已獲仲裁人協會余烈理事長之支持,行文公共工程委員會查明改進,尚祈公共工程委員會好自為之,以免使好不容易訂立之契約範本被視同廢紙!
(第三版)技術專刊(建材•工法•營建管理•法令)
橋樑非破壞性檢測及安全評估探討
黃盈勝技師、張奇偉博士、陳宗源先生
一、前言
近年來車輛快速成長,交通運輸日益頻繁。交通量大增的結果,使得各橋樑之交通量有超荷之虞;而部份重型車輛違規超載未妥善管制,更增加了橋樑之負荷。另一方面,台灣地理環境屬於海島型氣候,終年高溫潮濕,加上酸雨、空氣污染等之影響,腐蝕侵襲嚴重;又因常有颱風及地震等天然災害之侵襲,更增加了橋樑損壞之機率。
目前橋樑設計規範已日漸周延,對於橋體結構的韌性、耐震能力以及結構安全性之要求應更嚴格,但相對的亦使得老舊橋樑的維護安全及改善問題顯現出來。為維護橋樑之安全與功能,預防災害發生所可能造成國民生命財產的損失,對橋樑進行檢測與安全評估,進而研擬維修補強對策,是一件刻不容緩的工作。
今以一座台北縣境內橋樑,進行結構安全檢測工作與評估,並進行橋樑資料建檔工作,以便於日後調閱查詢。
本橋樑結構安全檢測與評估之工作範圍包括主橋、引道及其附屬設施。工作項目包含資料蒐集分析與研判、橋體各構件現況評估、細部結構現狀評估、橋涵非破壞性檢測評估、承載能力之分析等。其目的為確認橋樑各構件之損壞狀況,判定發生原因,有助於進一步瞭解橋樑目前之承載能力、結構之安全性,作為爾後施行限重、限速、維修補強或規劃監測系統等措施之依據。
二、工作內容
本計劃進行橋樑結構非破壞性檢測與結構安全評估流程如圖一所示,其主要工作內容之詳細項目如下:1.橋樑相關資料蒐集分析與研判。2.橋樑結構體各構件現況評估。3.混凝土鑽心取樣抗壓強度試驗(應於非主要應力處取樣)。4.混凝土氯離子檢測。5.混凝土中性化檢測。6.混凝土裂縫及孔隙檢測。7.鋼筋透地雷達非破壞性檢測。8.橋樑結構安全評估(a)橋樑結構系統模擬(b)橋樑變形撓度評估(c)橋樑撓曲應力評估(d)橋樑承載能力分析與評估。9.分析研判與維修補強方法建議。10.監測系統與橋樑維修補強建議。
三、非破壞性檢測與結構安全評估基本原理
透地雷達檢測基本原理與方法:透地雷達(Ground-Penetrating Radar)簡稱GPR,其透地雷達的原理源自於電磁波(electromagnetic
wave)理論基礎。簡單的說,在空間上任意一點,隨時間變化的電場將產生隨時間變化的磁場,隨時間變化的磁場將產生隨時間變化的電場,兩者相輔相成。
檢測方法是利用高頻電磁波的能量傳送至結構體內,因電磁波在不同材料性質中有不同的電介質變化,進而產生各方向的電磁波能量反射傳送回來。此電磁波訊號將經由數位晶片轉換為數字圖形。如在一個均勻的介質中有一鋼筋,高頻電磁波的能量在結構體內部波傳路徑,如圖二所示,其差異在於,均勻區與非均勻區的電磁波的振幅已有不同的變化,間接的說明了有異物存在的事實。
地面 結構體內部電磁波反應 結構體內部鋼筋電磁波反應 天線 反射波 入射波
圖二、透地雷達在鋼筋內電磁波波傳行為
應用透地雷達在不同層次介質中,也可以掃描出內部的層次狀況。進行對各層介質的了解(如高、中、低電磁波形),如圖三所示。
第一層 第二層 天線 低頻電磁波 中頻電磁波 高頻電磁波
圖三、透地雷達電磁波在各層間之波傳行為
透地雷達(RAMAC/GPR)系統的檢測方法,基本操作程序可分為下列八個步驟:1.觀察檢測環境的狀況是否符合檢測條件。2.針對檢測項目,選擇適當透地雷達探頭(天線頻率)。3.針對檢測項目的需求,選擇適當的待測深度。4.將透地雷達天線放置待測區內。5.進行透地雷達基本參數設定程序。6.開始施測檢測項目。7.將現場資料收入於筆記型電腦內。8.最後將現場資料進行電腦分析處理。
橋樑變形撓度評估原理:利用三維有限元素法模擬橋樑在設計活載重、衝擊力及超載作用下之最大撓度。其設計活載重以HS20-44進行檢核,軸重為32.85噸,衝擊係數I值為0.1,據此所得知之最大撓度與ACI規範值進行比較。ACI規範最大撓度=,式中L為簡支梁跨徑;h為大樑深度。
橋樑承載能力評估:橋樑承載能力評估可由強度檢核來評估;其原理、計算及評估過程簡述如下。
強度檢核主要是依據American Association of State Highway and Transportation Office,〝Guide Specifications for Strength Evaluation of Existing Steel and
Concrete Bridge〞,1989,其規範主要目的在於提供一評估現存橋樑承載能力之方法,此法中主要為檢核構件支承最大承載強度,以耐荷係數(Rating Factor)R.F.值作為橋樑承載能力之指標,若R.F.≧1.0,表示該橋樑可承受原設計所規定之活載重,目前公路橋樑設計活載重大都採用HS20-44作為設計載重,故若R.F.<1.0時,表示橋樑之承載力不足以承受原設計之活載重,須採取相關措施以保護橋樑結構上之安全,例如:禁止行駛、載重限制、速度限制或進行補強措施等對策。
規範中對於耐荷係數之定義為:
註:扣除自重後所能承受之載重強度/HS20-44活載重(含衝擊載重),式中=斷面之標稱強度;
=靜載重所造成之力量(彎矩或剪力);
=活載重(HS20-44)所造成之力量(彎矩或剪力);
=強度折減因子;
=靜載重之載重加成因子;
=活載重之載重加成因子;其評估流程可如圖四所示。
1.資料收集:包括橋面版狀況、交通狀況和結構狀況等。
2.計算靜載重D:可由橋面版鑽心取樣之試體測得橋面版和磨耗層之實際厚度;若無進行實際量測而直接用圖說資料時,磨耗層之厚度可予以提高20%。對橋齡較老的橋樑,其磨耗層厚度之增加可能超過20%,故最好能進行鑽心取樣來量測磨耗層之實際厚度。
3.決定活載重L和衝擊係數I:規範中採用之活載型式乃以美國實際之貨車載重調查為基準,但國內並無進行類似調查,其適用性不得而知。故計畫中承載力之分析與評估,活載重仍依AASHTO之〝H〞、〝HS〞標準貨車及車道載重進行之,並且考慮台灣超載之情形相當嚴重以及必須面對現行交通運輸之要求,以增加25%之超載活載重,作為評估採用舊規範設計之橋樑於現今交通現況下之承載能力之依據。至於衝擊係數I之決定,在此規範中並不是採用AASHTO公路橋樑設計規範之建議,因為設計規範所建議之I值較保守,而是根據橋面版的劣化情形來反應實際的衝擊力,其值請參考表一所示。
表一、橋樑承載能力評估分析之衝擊係數
項目 |
橋面板摩擦層狀況 |
衝擊係數 |
1 |
良好:不需要維修 |
0.1 |
2 |
尚可:有一點小缺陷,但仍具有設計時之功能 |
0.1 |
3 |
差:大量的缺陷,需要維修,才能恢復設計時之功能 |
0.2 |
4 |
極差:已無法修復 |
0.3 |
4.計算標稱強度Rn:依本規範規定,品質良好的混凝土,其強度可假設為預拌廠或規範所標示之值,或建造時混凝土抗壓試體所測得之平均值。而為了反應現場混凝土的實際強度,建議以鑽心取樣抗壓試驗來求混凝土之強度較佳。
5.計算載重之分擔效應:本計畫中之結構分析,利用結構分析軟體進行有限元素模擬,以求得更精確地模擬靜載重和活載重分配到每一根大梁的效果,因此不再做修正。
6.強度折減因子值之選定:
值須反應下列特性(a)強度預測理論(Strength Prediction Theory)的不確定性,如彎矩之
值通常比剪力大。(b)材料性質(Material Properties)的不確定性,如鋼橋之
值通常比混凝土橋大。(c)材料劣化的影響。然後將步驟4之標稱強度做一折減,以得到更符合實際狀況之強度值。
上部結構狀況良好的非簡支橋樑,鋼結構或預力混凝土結構,其=0.95,鋼筋混凝土結構物,其
=0.9;簡支結構,
值較低,皆為0.8。經過檢查,輕微劣化的結構,可能損失一些斷面,
值減0.1,嚴重惡化的斷面,
值減0.2;但對於劣化的斷面,若經由仔細的檢查可精確地計算其剩餘強度者,
值可略為增加。另外對於嚴格執行維修的構造物,
值可以向上增加0.05,而只有間歇性維修之構造物,
值則須減少0.05,但最終的
值不可大於0.95。
值之大小與上部結構的劣化情形、結構型式、現況調查的方式和維修的執行情形有關。特別要說明的是現況調查應包含強度和斷面兩部分,若材料之強度由實際強度試驗求得,且在結構分析的模式中,斷面性質是由扣除劣化部分的有效斷面計算而來,則可採用較高之
值。
7.載重加成因子(、
)之決定:靜載重加成因子
為1.2,而活載重之加成因子
則依每日平均重車交通量(ADTT)和有無超載之限制,其值分別為1.3∼1.80(見表二所示)。
表二、活載重加成因子
項目 |
交通狀況 |
活載重加成因子 |
1 |
低交通量(ADTT<1000),有執行超載限制 |
1.3 |
2 |
高交通量(ADTT≧1000),有執行超載限制 |
1.45 |
3 |
低交通量(ADTT<1000),無執行超載限制 |
1.65 |
4 |
高交通量(ADTT≧1000),無執行超載限制 |
1.8 |
8.計算耐荷評估係數R.F.之值:將步驟1至步驟7之結果,代入耐荷係數公式計算耐荷評估係數R.F.之值。若R.F.1.0,表示安全,橋樑可承受分析所用之活載重,分析流程結束;若R.F.<1.0則進行更詳細之評估,重複上述1至7步驟,否則豎立警告標誌,並且進行維修補強,以提高橋樑之承載力。
橋樑撓曲應力評估:基於耐久性的考量,檢核大樑中央斷面的應力狀態,以了解在靜載重與活載重同時作用下,大樑是否會開裂,造成鋼筋或預力鋼鍵鏽蝕,影響大樑的耐久性,甚至進一步降低其承載力。
因此計算各橋之大樑上緣應力與下緣應力,並依公路橋樑設計規範,預力構材在所有損失發生之後,混凝土之容許壓應力為,容許拉應力為
。若所有橋之預力大樑應力均在規範允許的範圍之內,大樑沒有開裂之慮。
四、非破壞性檢測與結構安全評估結果
透地雷達非破壞性檢測結果:應用透地雷達檢測技術,進行橋面版檢測,以了解其混凝土內部孔洞、裂縫情形。檢測橋樑採用MALA透地雷達主機及4種不同頻率之探頭(250MHz、400MHz、500MHz、800MHz),針對R.C橋面版進行掃描檢測。
混凝土抗壓強度試驗:於橋面版辦理混凝土鑽心取樣,經由抗壓試驗,其結果顯示檢測橋樑的混凝土抗壓強度為符合設計混凝土強度。
混凝土氯離子檢測:檢測橋樑經由氯離子檢測,其結果顯示氯離子含量超過CNS標準0.3kg/m3。
混凝土中性化檢測:檢測橋樑橋面版之混凝土經鑽心取樣進行中性化檢測,測試結果顯示無中性化現象發生。
橋樑結構安全評估結果:檢測橋樑採用SAP2000plus結構分析軟體及ANSYS6.1有限元素模擬軟體進行橋樑結構模型模擬分析之橋樑靜載重及承載HS20-44卡車載重時之彎矩應力狀態。橋樑結構模擬採用下列二種條件進行評估:1.無車載時之模擬(呆載重),2.有車載時之模擬(呆載重加活載重)。
v橋樑變形撓度評估結果
利用三維有限元素法ANSYS6.1軟體模擬橋樑在設計活載重、衝擊力及超載作用下之最大撓度。其設計活載重以HS20-44進行評估,軸重為32.85噸,據此所得知之最大撓度與ACI規範值進行評估。
跨數 |
跨徑 (cm) |
跨深 (cm) |
計算值(cm) |
ACI規範值 (cm) |
承載 足夠否 |
|
墩長 500cm |
墩長 1000cm |
|||||
1 |
400 |
26 |
0 |
0 |
0.3077 |
Y |
2 |
400 |
26 |
0.0637 |
0.10159 |
0.3077 |
Y |
3 |
400 |
26 |
0.0679 |
0.12752 |
0.3077 |
Y |
4 |
400 |
26 |
0.0664 |
0.11476 |
0.3077 |
Y |
由表可知檢測橋樑任一跨,經過有限元素模擬分析所得之撓度結果均小於ACI規範所規定之撓度值,故此座橋之承載力是足夠的。
v橋樑承載能力評估結果
主要評估構件支承最大承載強度,以耐荷係數R.F.值作為橋樑承載能力之指標,若R.F.≧1.0,表示該橋樑可承受原設計所規定之活載重,若R.F.<1.0時,表示橋樑之承載力不足以承受原設計之活載重,須採取相關措施以保護橋樑結構上之安全。
跨數 |
跨徑(cm) |
耐荷係數(彎矩) |
|
墩長500cm |
墩長1000cm |
||
1 |
400 |
5 |
5 |
2 |
400 |
5 |
5 |
3 |
400 |
5 |
6 |
4 |
400 |
4 |
4 |
由表可知檢測橋樑之耐荷係數(R.F.)均大於1,顯示出此座橋樑為安全的,且此座橋樑是可承受分析時所用之活載重【八部HS20-44車】。
v橋樑撓曲應力評估結果
計算各橋之大樑上緣應力與下緣應力,並依公路橋樑設計規範,混凝土之容許壓應力為,容許拉應力為
。若所有橋之預力大樑應力均在規範允許的範圍之內,大樑沒有開裂之慮。
跨數 |
跨徑 (cm) |
混凝土軸向應力 (N/cm2) |
容許壓應力(N/cm2) |
容許拉應力(N/cm2) |
|
墩長 500cm |
墩長 1000cm |
||||
1 |
400 |
197.33 |
195.65 |
1271.89 |
282.59 |
2 |
400 |
200.22 |
203.29 |
1271.89 |
282.59 |
3 |
400 |
190.62 |
183.98 |
1271.89 |
282.59 |
4 |
400 |
249.85 |
275.08 |
1271.89 |
282.59 |
由應力檢核結果顯示,檢測橋樑之混凝土軸向應力均在混凝土容許拉應力範圍內。故可判定出當此橋於八部HS20-44的卡車放置於橋面上時,經結構分析結果顯示此座橋樑不會有混凝土開裂的情形發生。
五、橋樑監測系統建議
公路橋樑係長期維持公路交通安全通暢之重要設施,因此為維護橋樑的使用性,早期察覺結構內部缺陷及劣化部份,必須針對橋樑特性及檢測評估結果,視實際需要,做好監測系統的規劃,有效益地使用自動化監測系統,達到節省人力、經費與及時預警,避免損壞持續惡化、擴大。本橋依照舊規範設計,為了瞭解河道之淤積情形、交通超載、結構疲勞腐蝕惡化情形、現有裂縫之擴展、異常沉陷及變位之發生,並掌握地震力作用時之結構的動態反應,故對於橋樑進行監測的工作,是有其必要性。
監測系統的特徵就是運用自動化資料擷取及傳輸系統,將置於結構表面、連接處、受力點或試體內部的感測計所偵測之物理量作適當的研判處理的架構。在一般結構系統的量測時,主要的觀測項目有(1)應變(2)變位(3)轉角(4)裂縫(5)作用力(6)溫度(7)潛變乾縮(8)腐蝕(9)動力反應等,對於橋樑結構尚可加入沖刷淘空,交通量及超載行為的監測。規劃安裝監測系統時,應選擇適當之儀器裝置在適當的位置,以獲得所需之資料,並經由外部之監控,適時提供預警,保障行車安全,並做為橋樑維修之參考。
(第四版)焦點話題(地方焦點•生活情報•研習活動)
東西向快速公路八卦山隧道簡介
張錦峰技師、蕭清輝(公路局東西向快速公路中區工程處副處長)
東西向快速公路漢寶草屯線是行政院十二項建設計畫所規劃興建12條東西向快速公路之一,連接西濱快速公路、中山高速公路及第二高速公路,形成一完整交通網。
八卦山隧道屬漢寶草屯線E407-1標,西起彰化縣員林,貫穿八卦山台地至南投頂寮附近,長約五公里,是目前國內僅次於北宜高速公路坪林隧道之第二長公路隧道,也是此一路線通車之關鍵工程。
八卦山隧道大部份路段穿過八卦山台地之頭嵙山礫石層,基於國內外對於卵礫石層隧道之施工經驗均欠缺,且卵礫石層隧道之地層分類、設計考慮及施工方式皆有別於一般岩石隧道,因此本工程之施工頗受國內外工程界之矚目,施工期間不斷有國內外之專家學者至工地觀摩吸取寶貴經驗,而本工程亦可以提供國內後續遭遇卵礫石層(如高鐵八卦山隧道)各項工程之參考。
八卦山隧道地質膠結較差且脆弱,在礫石層下為砂泥互層,因含水量高,開挖時往往會有全面滲水現象,特別需要抽排水處理,東西向快速公路八卦山隧道距地表深達二百四十公尺,因此出水現象更為嚴重,左、右雙孔隧道各兩線車道,此外本工程包含一座開挖直徑十二公尺深達二百四十公尺的豎井,施工人員在既潮濕又陰暗且高噪音的環境中,工作辛苦自不在話下。
本工程自民國八十六年九月鑽挖進洞,初期因無地下水影響,平均每月挖掘長度可達一百餘公尺,較之國內以往雙車道隧道施工,在鑽挖速度上已有相當明顯的進步。惟自民國八十七年八月起因遭遇地下水且地質條件轉差,導致施工進度大幅減緩,施工期間最大之滲水量約為38L/sec,其間並發生無數次坍方,經及時有效處理,幸未發生重大災害;施工單位為克服出水問題,利用水平鑽孔排水、強制排水等工法,儘量將水引出隧道外。在開挖時,為克服膠結較差之惡劣地層,輔以管幕工法並採環狀分段開挖。
八卦山隧道,繼91年11月27日完成西行(左)線隧道貫通後,在施工人員不眠不休日夜鑽趕下,東行(右)線隧道亦順利在92年1月25日完成貫通,目前施工單位正加緊施作內襯砌混凝土澆置,兩孔隧道均己完成約66%,預計92年10月全線內襯砌混凝土澆置完成;機電工程則分為電力、消防、通風、監控四標,配合隧道內襯砌及各洞口機房之進度,已進行材料、設備規格審核並陸續進場施工中,預定93年底完工,全線完工通車後,可活絡台灣中部地區的相關文化觀光活動,亦將帶動中台灣整體發展。
靈鷲山無生道場、隆隆古道登山活動
主辦單位:台灣省土木技師公會登山社
活動日期:92年4月20日(星期日)
集合地點:福隆火車站8:40出發
洽詢電話:(02)8961-3968轉143楊如玉小姐,自備飲水、遮陽傘(帽)、雨具、午餐、交通(火車2031次自強號,板橋7:05、台北7:25、松山7:36、八堵7:57、瑞芳8:06開車)
技師著作分享區
本會會員戴清河技師,自學校畢業後,一直從事與大地工程有關之顧問工作,最近完成一本「岩坡工程學解析」著作,願與技師、業界朋友共同分享。
本書價位平裝本NT$500元(不含光碟及郵資55元),NT$600元(含光碟不含郵資90元),技師會員購買打七折。
郵政劃撥帳號19700667,戶名「林麗卿」,或e-mail:chday169@yahoo.com.tw