委託研究報告

 
研究年度 98年~99年
名稱 國道3號濁水溪橋沖刷監測之研究
摘要

本計畫其旨為針對臺灣地區橋梁因河川既短且陡之特性,易因河川運補砂量不足時造成河床沖刷,進而橋墩基礎裸露,造成橋梁基礎承載力大為下降,加上橋墩無法承受瞬間水流衝擊而造成橋梁崩塌斷裂。近期辛樂克颱風來襲導致包括后豐大橋內多座重要橋梁斷橋,造成民眾生命財產損失事件,再再顯示確保基礎沖刷對橋梁安全,實為刻不容緩之事。國道3號濁水溪橋橋址附近之河床斷面,歷經歷次颱風暴雨沖刷,其河道主流逐漸往南岸遷移,近期現勘亦發現靠近南岸之橋墩有裸露之情況發生,顯示橋墩因沖刷所造成的裸露之相關監測技術實有必要性。
國內目前河床沖刷檢、監測使用之方法例如疊磚塊、重力棒、磁性感應、聲納、電磁波等方法,因為無法承受夾帶木石之瞬間水流衝擊,尚難於適用在洪流發生之即時監測,對於橋梁遭受沖刷致使橋墩基樁裸露可能引起橋梁斷落潛在危機,無法提供即時橋墩之沖刷資訊,以作為洪流發生時橋梁之沖刷安全評估用。有鑑於國內迄今尚無有效橋梁沖刷檢、監測系統,故乃以國道3號濁水溪橋為示範案例,訂定橋梁沖刷安全評估標準作業流程與警戒值,透過水文水理分析後,進行橋梁初步調查、資料蒐集與耐洪調查表格填寫,藉以作為後續環境監測(包含埋入型防水耐撞壓電片振動感應式橋墩沖刷即時監測系統與非埋入型重錘式沖刷深度監測系統)、結構監測(沈陷計與傾斜計)、結構振動檢測與沖刷監測等系統安裝之依據,此外,亦將整合本示範橋梁既有之監測儀器;本團隊結合臺灣營建研究院與中興大學等研究機構,涵蓋橋梁相關設計、檢監測、生命週期、維護管理及檢測儀器設計開發等專長與經驗,建置完成之橋梁沖刷監測系統,配合本團隊開發之橋梁基礎沖刷評估模式,可據以訂定橋梁沖刷監測與評估之標準作業流程與橋梁警戒值,達到災時預警以減少民眾生命財產之損失;最後再依據評估成果,研擬本橋之減災建議方式,並進行計劃成果的推廣與教育訓練。
本計劃已完成國道3號濁水溪橋沖刷監測系統之建置,並於莫拉克颱風時期獲得珍貴之橋梁橋墩即時沖刷深度,並配合開發完成橋梁基礎沖刷評估模式,結合兩者針對於莫拉克颱風時期本橋之安全穩定進行即時分析。並研擬完成橋梁沖刷監測與評估之標準作業流程與本橋之橋梁沖刷安全警戒值,以期能作為往後橋梁沖刷安全維護管理之參考。

主辦單位 規劃組(原技術組)
研究單位 財團法人臺灣營建研究院
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