中華民國107年1月 Jan. 2018

國道6號愛蘭脊背橋外置預力索力檢測工作

高公局中工處陳柏州/撰稿及圖片提供

  愛蘭交流道聯絡道高架橋位於愛蘭台地西緣,為銜接國道6號主線與台 14 線公路至埔里盆地之重要聯絡道。考量其橋址恰位於國6進入埔里盆地之門戶位置,基於型塑門戶意象且跨越南港溪需採用較大跨距之配置,因此以脊背橋之山形橋型建造。
  「脊背橋」為結合斜張橋與懸臂工法兩種不同橋梁結構系統之橋梁工法,其橋型與斜張橋之外型相似,然其因整體系統規模較小,因此在造價及施工性上又較斜張橋經濟且單純,而本案之「愛蘭交流道聯絡道高架橋」即為國內首座以脊背橋型建造之高速公路橋梁。
  為檢核及評估愛蘭脊背橋之外置鋼纜預力值是否在安全範圍內,本處南投工務段利用「微振法」及「電磁法索力檢測」檢測方式,求得並互相印證愛蘭脊背橋預力鋼纜預力值之準確性,使本監測案更加完整。
  「微振法」係籍由量測鋼纜頻率,間接求取鋼纜預力值;「電磁法索力檢測」之原理係由磁彈儀給激磁線圈施加脈衝電壓信號時,激磁線圈在拉索內產生磁場強度,同時在測量線圈內會產生感應電壓;當拉索受到荷載作用應力發生變化時,此時拉索內部的磁場強度亦會發生變化,同時測量線圈內的感應電壓也發生變化,通過磁彈儀檢測出測量線圈上感應電壓的微小變化,進而推算出拉索索力,並將索力在儀錶上顯示出來。
  上述兩種檢測成果比較,由表1可得其最大差值百分比僅約9.22%,顯示在不同物性試驗方法下所測得之成果差異不大,其可相互印證本監測案成果之準確性;由表2可發現,愛蘭脊背橋預力鋼纜最大預力值與初始預力值比較,下降百分比約達7.08%,顯示橋梁整體現況仍在良好階段。

「電磁法索力檢測」原理示意圖
「電磁法索力檢測」原理示意圖
電磁環裝設位置示意圖
電磁環裝設位置示意圖
電磁環安裝-纏繞銅線(共13層)
電磁環安裝-纏繞銅線(共13層)
電磁環檢測作業
電磁環檢測作業
▼ 表1 「電磁法索力檢測」與「微振法」比較表
鋼纜編號 預力值(kN) 差值百分比
電磁法檢測值 微振法
P1G1E18 3215.41 3093.19 3.80%
P1G2E18 3174.15 2881.49 9.22%
P2G1E10 2974.41 2833.69 4.73%
P2G2E10 2950.94 2822.23 4.36%
▼ 表2 「電磁法索力檢測」與初始預力比較表
鋼纜編號 預力值(kN) 差值百分比
電磁法檢測值 微振法
P1G1E18 3215.41 3172 1.37%
P1G2E18 3174.15 3333 -4.77%
P2G1E10 2974.41 3201 -7.08%
P2G2E10 2950.94 2996.5 -1.52%