高公局中分局 陳柏州/撰稿及圖片提供
壹、緣起
針對南投工務段近年來所辦理之盤式支承修復工程，彙整並檢討各案成果，精進養護作為，並做為相關工程經驗傳承。
貳、盤式支承構造及功能
| 一、 |
固定型：同時承受垂直、水平載重，但不允許支承滑動。 |
| 二、 |
單向活動型：同時承受垂直及單向之水平載重，並允許沿著無水平力作用之方向（導桿方向）滑動。 |
| 三、 |
雙向活動型：僅能承受垂直載重，不受任何方向之水平力，允許支承任一水平方向之滑動。 |
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| ▲ |
圖1 盤式支承模型圖
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參、近年轄區盤式支承破壞情形
| 一、 |
工程履歷： |
| (一) |
102年6月發現國道3號清水溪橋P45L及P45R橋墩(251K+907)計3處盤式支承受地震力作用導致鋼筋混凝土墊破碎，隨後立即緊急搶修完成架設臨時支承，同時委託年度橋檢廠商進行後續設計及修復。 |
| (二) |
104年4月發現竹山高架橋PS14及PN14橋墩(248K+492)計4處盤式支承受地震力作用導致鋼筋混凝土墊破碎，後於104年6月以臨時鋼支撐完成支承墊緊急搶修工程，並委由顧問公司辦理後續設計及修復。 |
| (三) |
105年9月發現竹山高架橋PS7、PS8、PS9、PN5、PN6、PN9橋墩(248K+186~248K+230)計6處盤式支承有螺栓剪斷脫落及鋼筋混凝土墊破損情形，經評估同樣係受地震力影響，因錨錠螺栓受側力之剪力強度不足所致。 |
| 二、 |
破壞類型及分析原因： |
| (一) |
清水溪橋及竹山高架橋之混凝土支承墊設計上約20公分，惟現場量測平均高度達37公分，明顯過高；且內部鋼筋量亦未依現況厚度調整，造成鋼筋量有不足等情形。綜上因素導致混凝土墊承壓能力不足，造成混凝土有劈裂情形。 |
| (二) |
次查損壞盤式支承中，皆有束制滑動方向(即固定型或單向活動型)，所以受側向地震力之作用時，力量傳遞至盤式支承墊時，因錨錠螺栓受側力之剪力強度不足即導致螺栓斷裂，進而造成盤式支盤滑動，下盤鋼板受力不均而有混凝土墊破損情形。 |
肆、盤式支承更換流程
主要工項包含「橋梁頂升」、「盤式支承抽換」、「橋梁頂降」等三大步驟。
| 一、 |
隔梁鋼架補強及碳纖維貼片包覆作業： |
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於箱梁內部設置鋼架補強作業，使千斤頂頂升時藉由鋼架將應力傳遞至隔梁上；並於橋墩帽梁上部施作碳纖維貼片包覆，增加帽梁圍束力，以避免千斤頂於頂升過程所產生之應力集中於帽梁角隅導致帽梁有劈裂情形。 |
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圖2 隔梁鋼架補強及碳纖維貼片包覆作業圖示
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| 二、 |
橋梁安全性監測作業： |
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於頂升過程中，為確實掌握箱型梁之變位及應力變化，於頂升前裝設垂直位移計、側向位移計及三軸應變計，量測其垂直、側向位移及應變等變化；並透過頂升前後箱型梁裂縫比對，確認結構本身無損。 |
| 三、 |
千斤頂頂升作業： |
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千斤頂之頂升一次頂升3mm，待到達目標高度後靜待10分鐘，穩定後再進行下一階段頂昇作業，頂升以上部結構載重由盤式支承轉移至千斤頂即可停止，並以不超過15mm為原則。 |
| 四、 |
人工拆除混凝土及盤式支承更換： |
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混凝土打除時，採用人工機械方式打除混凝土，並將舊有損壞盤式支承拆除後裝設新製盤式支承。 |
| 五、 |
混凝土墊塊施作： |
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待混凝土墊塊強度達到350kgf/cm2後，進行裝斤頂頂降作業，將原有千斤頂力量轉移轉移至新設盤式支承上，同時進行頂降安全性監測作業。後於新設混凝土墊塊加設碳纖維貼片包覆以提升其圍束力，做為永久性補強作為。 |
伍、工程心得-整體性差異性比較
| 一、 |
藉由檢討歷次工程經驗，持續提昇工程精進作為，以提供更為良好之施工性，針對歷次工程精進內容，詳下表。 |
| 二、 |
三軸應變計及位移計： |
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每一處應變計黏貼箱涵上方與下方兩個位置，位移計架設於箱型梁側邊每一墩柱架設3支位移計，於監測橋梁頂升時橋墩箱型梁側向位移量與垂直位移量，確認在警戒值範圍內；利用無線傳輸節點接收監測數據，增加現場施工安全性及便利性，並有效縮短頂升時間。 |
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圖3 監測儀器示意圖
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| 三、 |
裂縫檢測作業： |
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原「非接觸式微波雷達」檢測作業係針對整體結構性之評估，惟支承修復作業對整體結構影響甚微，故以裂縫檢測作業取代之，於頂升前後進行裂縫深度評估以了解其裂縫之損傷差異性，檢測選取原則為裂縫開口寬度大於0.3mm之裂縫進行評估。 |
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圖4 裂縫檢測作業情形
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| 四、 |
交維方式及施工時段： |
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考量夜間施工視線死角較多導致施工效率下降，及全線封閉所造成之交通衝擊等因素，改採日間施工及降速警示作業辦理。 |
| 五、 |
支承墊混凝土打除作業 |
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藉由人工機械式打除混凝土方式，同時展開多工作面以提高打除效率，減少「盤式支承抽換」時間，進而降低用路人行車風險。 |
