上部結構損壞型式

2.4 橋梁震害破壞模式及原因

在橋梁結構之損壞型式中，損壞一詞甚難定義，更不易量化，任 何一座橋梁或其一部份只要在正常機能之外均屬“不完美”，其中包 括缺陷、瑕疵、損壞、破壞、失敗等。如果某一橋梁構件或單元於地 震災害發生後，其損壞現象已甚明顯，損及橋梁結構本身之機能性、

安全性與服務性，需立即進行補強加固，則此損壞現象為探討之重點。

探討國內外震後橋梁損壞型式，除了有助於對橋梁在地震下之結 構行為瞭解外，亦有助於篩選影響橋梁耐震能力之影響參數，作為橋 梁往後耐震補強方法選擇及耐震能力評估準則建立之依據。如九二一 集集大地震中，較為常見且嚴重的損壞型式包含落橋、橋柱剪力或撓 曲破壞、主梁位移、基礎破壞、橋台破壞等。

一般而言，橋梁結構之損壞型式可以下列方法分類之，即：(1)以 橋梁結構組成(2)以造成因素(3)以受力狀態之特性(4)以構材本身之缺 陷 (5)以缺陷對結構物之危害程度。

由於橋梁損壞型式與其結構特性或使用材料有密切之關係，如上 部結構與基礎之影響參數不同、鋼筋混凝土橋與鋼橋損壞型式亦不 同，因此在進行震後橋梁損壞型式之探討時，將以橋梁結構組成分類 為主，即根據所定義之橋梁構件與單元，進行損壞型式分類，探討如 下。

2.4.1 上部結構損壞型式

地震中上部結構之破壞除落橋外，另外常見之破壞模式包括主 梁、橋面版等之破壞。如阪神地震中因側向力過大使鋼梁與橋柱產生 垂直車行向之相對位移，而造成主梁在弱軸方向瞬間作用力過大而導 致腹板挫屈，或主梁受擠壓導致下翼板、加勁板挫屈(圖 2-2)。此外，

即有此類主梁破壞之模式，如烏溪橋、東豐橋及炎峰橋(圖 2-3)。

(a)主梁挫屈 (b)加勁板挫屈

圖 2-2 鋼梁挫屈破壞(李有豐，2002)

(a)烏溪橋 (b)炎峰橋

(c)東豐橋 (d)東豐橋

圖 2-3 主梁之破壞模式(李有豐，2002)

大梁常見的震害損壞現象包含位移、傾斜、變形、混凝土剝落、

鋼筋外露、因支承或防落裝置之破壞致使大梁自支承滑落而損壞。大 梁亦可能因原本已存有裂縫或混凝土劣化之現象，以致構件強度之衰 減情形超過預期，使得大梁在地震侵襲之下發生斷裂。

上部結構之破壞除主梁外，嚴重者可能發生橋面高低差、橋面車 行向或垂直車行向分離等破壞模式，損壞較輕微者則為護欄擠壓、標 誌架或照明設備等附屬設施傾倒等(圖 2-4)。國內老舊橋梁往往因車流 量增大而擴建，影響地震時橋梁之破壞模式。921 地震中即有新舊橋梁 因振動單元不同，地震下產生相對變位而造成新舊橋梁分離之破壞模 式，如東豐橋、大峰橋及一江橋等(圖 2-5)。橋面版主要的損壞現象包 含橋面版破裂分離、橋面擠壓隆起、變形、或因支承、橋柱、基礎等 之破壞所導致橋面產生傾斜或高低差等。

(a)鯉魚橋橋面高低差 (b)一江橋橋面分離

(c)光龍橋橋面分離 (d)龍安橋護欄橋面擠壓

(e)炎峰橋橋面高低差 (f)炎峰橋橋面錯位

圖 2-4 橋面版破壞模式之一(李有豐，2002)

(a)東峰橋 (b)大峰橋

(c)一江橋

圖 2-5 橋面版破壞模式之二(李有豐，2002)

由於上部結構之損壞通常是其他橋梁構件，如橋柱或支承之破壞 而導致之結果，故未來研判上部結構之損壞現象時，應先探討其他構 件可能造成上部結構損壞之原因，再提出後續修復補強之計畫與措施。