中華民國106年10月 Oct. 2017

國1中沙大橋墩基保護及沖刷預警之簡介

高公局中工處王文宏/撰稿及圖片提供

  國道1號從開通後為臺灣帶來經濟奇蹟,提供載客、載貨之功能,位雲林縣及彰化縣交界處之中沙大橋,因70-80年間採取砂石致河道起伏甚大,造成河床沖刷現象,尤其颱風、豪大雨時,常於下游側沖刷並改變河道流向及位置,致墩基裸露且河床逐漸侵蝕及沙地流失,96年科羅莎颱風造成下游側固床工南側及北側兩缺口,本局業陸續於施作橋基穩定工程,詳圖1。

圖1 橋基穩定工程
圖1 橋基穩定工程

  本橋梁為北上及南下兩座獨立式橋梁,全長2,345公尺,總寬度23公尺,共67個橋孔,每孔跨徑35公尺,橋基由24支直徑60 公分、長24公尺群樁構成,民國90年間原基樁基礎補強6支直徑100 公分、長20公尺基樁,且新設樁帽包覆原有基樁(詳圖2),橋柱及樁帽進行鋼板包覆工法使耐震、耐洪能力提升(詳圖3);另於92年拓寬新設6支直徑150 公分、長35公尺全套管基樁(詳圖4)。

圖2原設計圖(67年)
圖2原設計圖(67年)
圖3耐震補強圖(90年)
圖3耐震補強圖(90年)
圖4拓寬新設基礎圖(92年)
圖4拓寬新設基礎圖(92年)

  為建立橋墩沖刷預警,本局業於105年5月及106年4月完成P22橋墩、南端固床工、北端固床工三處無線粒子安裝,其中P22橋墩於近基礎下方處每隔50cm安裝一顆追蹤粒子,監測深度從E.L.24.22m至E.L.19.54m,分析建議橋墩容許最大刷深高程為E.L.11.81m(詳圖5~6)。(1)P22墩柱105年9月28-29日梅姬颱風沖出,沖刷深度1.25m;106年6月3日被沖出,沖刷深度3.0m。(2)南端固床工106年5月30日被沖出,沖刷深度0.4m;106年6月2日被沖出,沖刷深度2.9m。(2)北端固床工106年6月3日被沖出,沖刷深度1.0m。
  利用監測資訊系統將無線粒子沖刷訊號處理後,即可達到線上監控之目的。

圖5 P22墩柱無線追蹤粒子高程
圖5 P22墩柱無線追蹤粒子高程
圖6 南端固床工無線追蹤粒子高程
圖6 南端固床工無線追蹤粒子高程

  無線追蹤粒子裝置後,當岸上或橋墩上之接收模組裝置接收到粒子之無線訊號,將沖刷深度等資料傳送到伺服器端,可顯示「紅燈」為警戒值,「綠燈」為安全值,以作為橋梁沖刷之預警及通報,並可與現場水位觀測作比較,適時提供封橋作業之參考,以確保用路人生命之安全。