國工局一區處蔡宗描/撰稿圖片提供
四、主跨旋轉設備及施工
林口跨越橋主跨長216m，為變斷面鋼箱形梁，主要由2排箱梁本體（GA及GB，各19個鋼梁）、鋼床板、下翼板及懸臂梁（托梁）組成，總重量約3,900t，主梁梁深4~9.2m，柱頭鋼箱梁最大腹板深達10.2m，原設計較大梁深處分為3節塊組合，中鋼結構公司經過評估，在克服運輸困難後，改採2節塊製造，縮短組裝時間。
鋼箱梁於鋼構廠製造完成後，運送至工地地組，再吊裝於中山高兩側打設之臨時支撐架上，因本跨越橋縱坡達4.96%，考量安全，吊裝順序原則上採由低往高處吊裝；南下側旋轉段由P4A01往軌道梁依循吊裝，北上側旋轉段由軌道梁往P4A02吊裝。
鋼梁組裝時，箱梁本體多採連接板以高強力螺栓接合，上翼板為U型肋條鋼床板(22mm~14mm)，縱、橫向均採工地焊接；下翼板縱向於工地焊接、橫向採栓接，各節塊吊裝順序詳附圖5。
旋轉設備分為軸心端及活動端兩部分，軸心端位於P4A01及P4A02墩柱上，由1部立式千斤頂（揚量1,400t，揚程350m/m）、滑行軌及輔助千斤頂組成（詳附圖6）；活動端則設於軌道梁上，主要設備有楔型梁、滑行履帶輪（magic slide或稱戰車輪）、推進油壓設備、H588型鋼、輔助千斤頂等（詳附圖7）。
軸心端之墩柱頂配置有4座盤式支承及1座剪力鋼箱（4,500t），旋轉設備必須在非常侷限之空間內布設，施設過程相當困難。其中立式千斤頂為被動旋轉之固定點，滑行軌除具平衡作用外，其上之滑動塊藉由鐵弗龍墊片降低摩擦力以輔助轉動。
活動端為旋轉之主動端，動力來源為滑行履帶輪所連接之水平千斤頂。滑行履帶輪（重約860kg）可分為上盤及下盤兩部分，下盤置於軌道梁之導軌上，主梁推動旋轉時，維持直線軌跡；上盤則以履帶接觸連接主梁之楔型梁，履帶可360度自由被帶動，整個上盤則具左右各30度之轉動功能，使水平千斤頂推動時，履帶及上盤可因應主梁作弧形轉動。滑行履帶輪分別於GA及GB箱梁下各設4座共8座，經計算僅其中4座連接水平千斤頂（揚量51t，揚程1,050m/m）即可推動。楔型梁之作用乃將鋼梁腹板下緣線之二次曲線調整為水平，以利活動端推進，為活動端重要之設備。
考量本單元之施工設備（僅1組）、鋼構閉合順序、作業空間及時程等，施工順序採南下旋轉段先旋轉，再將設備移至北上旋轉段進行旋轉。而北上旋轉段吊裝前為避免鋼梁旋轉時牴觸，預留2.3m之空間，待旋轉後再進行前推閉合。
南下側旋轉段鋼梁由P4A01（柱頭為GA/B11）往軌道梁（GA/B19）於臨時支撐架上吊組，長約107m，待全部節塊吊裝調整完成後，利用墩柱及軌道梁上之立式千斤頂頂升鋼梁至脫離支撐架，再拆除支撐架以待旋轉，此拱度釋放方式大大縮短作業時間。
南下側旋轉角度約15度，換算軌道梁上之推進距離約23m，以水平千斤頂1,050mm衝程計算，約須推移22次，除臨時構件調整及監測定位稍花時間，旋轉作業相當順利，旋轉時間約7小時完成。
北上側旋轉段鋼梁由軌道梁（GA/B20）往P4A02（柱頭鋼梁GA/B30）於臨時支撐架上吊組，長為121m，吊組完成後亦利用墩柱及軌道梁上之立式千斤頂進行拱度釋放後旋轉。北上側旋轉角度約23度，換算軌道梁上之推進距離約46m，約須推移44次，旋轉作業時間亦僅約7小時即完成，除施工人員對作業步驟已熟練外，於北上側旋轉前完成軌道梁兩側之工作走道，對作業效率之提昇貢獻極大。
鋼梁旋轉前及旋轉定位時亦進行監測，軌道梁及支撐架變位，在20mm以下，安全無虞。
傳統鋼橋之施工多為場撐吊裝，閉合時僅考量淨重及焊接拱度，支撐架拆除後即為設計高程。本跨越橋為3跨連續曲線鋼床板鋼箱型梁橋，且為大跨徑橋梁，各跨、段閉合之高程控制難度極高，考量吊裝施工方式與原設計不同，施工前即針對各種閉合方案加以計算可能引起鋼梁變形量，與原設計之預拱量差異值進行評估後，採行之閉合順序為主跨旋轉段閉合（J19）→南下邊跨段閉合（J9）→北上邊跨依序吊裝（J30→J39）。按目前檢測高程，預期橋面護欄、AC打設後，與設計高程相當，高程控制良好，施工情況尚佳。本跨越橋重要施工里程碑如附表1。
五、結語
1.本跨越橋承包商不惜投入資源引進新工法，並協助辦理多次現場觀摩，讓參與之工程先進瞭解本項創新工法，提昇國內工程技術，值得讚許；旋轉作業尚稱順利，檢測結果高程控制良好，施工情況尚佳，可供其他類似工程參考。
2.本文僅就施工構想及程序作簡要說明，由於係國內首次採用，承商特請日本川田工業株式會社指導施工，但本橋為曲線橋，不論在規模、複雜度、困難度均比日本案例更甚，前置作業耗費相當長之時間；施工規劃、結構分析及檢核討論密集，過程極為嚴謹，旋轉作業能順利完成，實為整體施工團隊辛苦努力之結果。
3.本跨越橋之南下側部分位於五楊段C904B、C903標交界處，各標皆有工進之壓力，施工界面協調極為複雜，施工高峰期每日均需召開界面協調會，協商便道、便橋及構台使用等施工事宜，協調過程極為不易。
4.南下側、北上側旋轉段實際旋轉作業時間僅各7小時，惟設備之安裝及拆除，增加鋼梁頂昇及回降之次數，另鋼梁製造前未能將旋轉施工須安裝之構件於廠內預製，皆增加現場施工之困難度。
5.本跨越橋鋼梁（含鋼床板）部分已施作完成，為了解本橋梁可能之震動變形、溫度分布及扭轉效應，將配合進行相關監測儀器之安裝，期移交接管單位進行長期監測。另後續鋪面（多孔隙瀝青混凝土及GUSS瀝青混凝土）之鋪設將面臨最大橫向坡度達8%及縱向坡度4.96%之挑戰，亦須謹慎施工，以保持本跨越橋之優良施工品質。
附表一、林口跨越橋重要施工里程碑
1.工法核定 100.01.31
2.軌道梁推進定位
(1)RGA 100.07.08
(2)RGB 100.07.25
3.南下側旋轉段鋼梁吊裝、旋轉
(1)鋼梁安裝 100.11.09
(2)拱度釋放 100.12.09
(3)旋轉 100.12.17
4.北上側旋轉段鋼梁吊裝、旋轉
(1)鋼梁安裝 100.12.04
(2)拱度釋放 101.03.11
(3)旋轉 101.03.15
(4)前推 101.04.09
5.旋轉主跨閉合 101.04.13
6.南下邊跨閉合 101.05.30
7.北上邊跨完成吊裝 101.06.27
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附圖5.鋼梁吊裝順序 |
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附圖6.軸心端旋轉設備
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附圖7.活動端旋轉設備 |
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附圖8.林口跨越橋鋼梁完成照片 |
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