中華民國101年5月 May. 2012

國道1號五股至楊梅段拓寬工程計畫

 中壢楊梅段工程雙柱門架鉸接式橋墩設計與施工(下)

國工局一區處中壢所/撰稿圖片提供

三、橋梁結構設計
3.3雙柱門架鉸接式橋墩施工
雙柱門架鉸接式橋墩施工中之困難度及要優先考量事項,分述如下:
1.支撐系統規劃及施工中交通維持:
門型架式帽梁位於匝道上方,為降低施工中對交通阻礙,以三組桁架為水平支撐系統傳遞於重型支撐架,於桁架上方架設底模、施工通道,下方設置全阻隔之帆布及防落網,吊裝行程僅需一次夜間封閉匝道,組裝完成後形成一圍護之空中廊道,鋼筋吊放綁紮或側模組立均可於日間進行無須封閉匝道,惟嚴格要求吊車操作手吊掛物必須沿帽梁中心線進出,不可將吊掛物跨越匝道以維交通安全。

垂直承載重型支撐架
垂直承載重型支撐架
水平支撐桁架
水平支撐桁架
支承系統全觀
支承系統全觀
底層主筋採四件式續接器(扭力試驗)
底層主筋採四件式續接器(扭力試驗)

2.結構施工:
(1)模板施工:門型架式帽梁兩側梁深3.0m,箱型梁崁入處加深為3.85m,帽梁上半部全寬3.0m,下半部以5:1漸縮,漸變段採二次拋物線形,因此底模寬度隨梁深漸變,因此底模尺寸需精密計算,為求組裝精度,裁切及模組預組均於吊裝前完成,復因各座帽梁長度及拋物線形不同,底模需個別施作。
(2)鋼筋施工:主筋佈設於帽梁底層及側面,採四件式續接器以利於施工及彎製。
(3)預力套管施工:分為箱型樑預力系統及帽梁軸向預力系統,前者現行佈設較單純,後者為求套管安裝之拋物線形平順,施工前將底模及預力套管之2次拋物線形套繪,標示套管幾何線形與梁底相對位移以利現場佈設。
(4)混凝土澆置:採支撐系統計算建議分2次澆置。考量本結構物鋼筋分布較密且於內崁箱型梁處兩預力系統之套管交叉配置,使用420Kg/cm2高流度(流度60~70cm)混凝土澆置。
(5)鉸接處施工:柱頂鉸接處於鋼箱周遭打毛處理(半徑75cm範圍),其餘界面鋪設7.5cm填縫板隔開(如圖4);且於帽梁施工時預留28~36支鋼棒,作為節塊吊裝時自體平衡之用。
施工工期自桁架吊裝至第一階段預力施拉完成後拆除桁架,共約60天。

配置預力套管
配置預力套管
自充填混凝土澆置
自充填混凝土澆置
橋墩完成
橋墩完成
節塊吊裝完成
節塊吊裝完成

四、結論
國道1號五股至楊梅路段每日至少有20萬輛車次行駛其中,堪稱全國交通最繁忙的公路,服務水準不佳,影響國家經濟競爭力與地方發展。政府為振興經濟擴大內需將該計畫列為之重點工程;其中,中壢楊梅段又為優先施工通車之指標性路段。因此,整體設計除以人為本、用路人安全作為第一考量外,並以橋型制式化、施工自動化作為核心設計理念,全路段高架橋梁工程皆採預鑄節塊吊裝工法進行設計與施工,期藉由先進施工設備加速橋梁施工,達到縮短工期、降低交通與環境衝擊之目的。
中壢楊梅段工程為國內採用預鑄節塊吊裝工法之最大工程案例,施工方式於制式跨徑橋採預鑄節塊逐跨吊裝工法,中長跨徑橋則採預鑄節塊懸臂吊裝工法,為國內首次結合兩種節塊吊裝工法之橋梁工程。承包商配合兩種吊裝工法採用之複合型上懸式吊裝工作車,以及多部工作車於數個工作面同步進行吊裝作業,皆為國內橋梁工程首見。
此外,雙柱門架式橋墩常設計配置於一般跨越匝道出入口位置,但上構型式多為鋼箱梁橋。中壢楊梅段工程配合預鑄節塊工法之設計理念突破一般設計常規結構設計上手法,特別採用鉸接式雙柱門架橋墩作為匝道出入口區墩柱型式的選擇,除有效解決力學行為下所造成的龐大結構量體,並針對橋墩整體造形加以柔化,進一步降低視覺之衝擊及壓迫感,營造較佳之視覺景觀效果。相信此一創舉除提供未來類似橋梁工程設計之參考,對於提昇國內橋梁工程技術水準亦應大有助益。