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國內耐久性能評估方法

第二章 文獻回顧

第三節 國內耐久性能評估方法

壹、橋梁 D.E.R.&U.目視檢測評估

D.E.R.&U.檢測系統,是分別對混凝土結構之構件劣化程度(D)、

劣化範圍(E)、與劣化情形對該構件的影響度,或是對整體混凝土結 構安全及使用性的影響度(R),三大方面來做評估並給予評等,劣化 範圍(E)可由目視直接來評等,但劣化現象的種類繁多,且各種劣化 程度也各不同,所以需要簡易的劣化現象與劣化程度對應表,以便現 場檢測時參考。

目視檢測之準則影響未來維修工法與構件選定之決策。構件劣化 之評估等級不宜過多或過少。過於過於簡略之檢測評估準則,無法提 供足夠的資料給予管理單位進行維修決策;使用過多列化評估等級,

雖有利於構件劣化現象之表達,但太過複雜之檢測評估準則,卻會增 加現場檢測人員之負擔與困擾。所以選擇適合的方法不但對整個建築 物檢測工作時程、成本有相當的影響,對於整體結構物的耐久性能評 估與建議的分析方法建立亦是以此為輸入與回饋的重要參考資料。

目前國內主要採用之檢測準則為 D.E.R.&U.檢測系統以及

A.B.C.D.準則等,此兩種評等法之檢查項目大同小異,只是在檢查項 目之群組分類稍有差異,當中以 D.E.R.&U.評等法檢測項目較為詳細 齊全,但對於劣化與損傷等級之程度判定(相對於 D 值),A.B.C.D.評 等法比 D.E.R.&U.評等法有較明確的規定與說明。其中,D.E.R.&U.

檢測準則為昭淩工程顧問公司為國道高速公路局開發橋梁管理時制 定之目視檢測評估準則。A.B.C.D.檢測準則則為中華工程顧問公司為 台灣省住都處所編定的「混凝土、鋼橋一般檢查手冊」中所制定之目 視檢測準則。雖然這兩種檢測準則各有其優劣,但是於「臺灣地區橋

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梁管理系統」開始,全國使用之目視檢測標準則以 D.E.R.&U.檢測準 則為主要目視檢測標準。

D.E.R.&U.評等法強調的是大規模、快速、且有效率的進行初步 的檢測與評估,故檢測紀錄方式需甚為精簡,其 D.E.R.&U.之記錄方 式即相當符合此精神。D.E.R.&U.評等法已針對混凝土的剝落、蜂窩、

撓曲裂縫、剪力裂縫、保護層厚度不足、混凝土表面劣化等十五項劣 化現象的劣化程度(D 值)、混凝土的劣化程度(D 值)由輕微到嚴重逐 條列表說明,以提供檢測時判斷之參考,雖然 D.E.R.&U.評等法對劣 化程度(D 值)判斷等級的「原則性」定義不構明確,但主要仍以劣化 程度判斷之「等級定義」做為檢測判斷之標準,若能夠經由訓練來充 分瞭解劣化程度判斷等級之定義與準則或能更加明確來說明與解釋,

D.E.R.&U.評等法將會更加理想。

D.E.R.&U.檢測準則中分別為,「劣化程度」(Degree)、「劣化範圍」

( Extend)、「對橋梁結構安全性與使用性之影響 (Relevancy)、「急迫性」

(Urgency)四個項目,前三個項目為檢測評估項目,最後之「急迫性」

則為評估是否需緊急維修處理之項目如表 2-3 所示。而檢測評分等級 則分為四等,評估值為 1~4,若評估值為 0,則代表特殊情形造成無 法檢測與判定。

而 A.B.C.D.評等法之判定標準則分為 A~D 四個等級,若無此項 目或無法判斷結構物損傷狀況時,則評估值為 N,上述以外之場合則 記錄為 OK,其評等準則如表 2-4 所示。

採用以 D.E.R.&U.檢測準則使用上有以下優點:

1. 可簡化檢測工作:僅需針對有劣化現象之構件進行評估,並 可凸顯建築物損壞之重點。

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2. 簡化電腦資料之輸入:僅針對有劣化之構件進行評估與記錄,

可節省記錄不必要的資料。此外,記錄檢測之資料均為評分分數,對 電腦的量化分析與處理有極佳的相容性。

3. 可針對維修建築物之急迫性提出維修之時程,使維修時程有 具體的概念,並方便建築物維修作業之規畫。

4. 強調缺陷對建築物整體重要性之影響:不僅只針對劣化嚴重 程度與劣化範圍進行評估,亦可對缺陷的建築物整體重要性之影響進 行評估,其中包括對建築物安全性輿交通性之影響。

目前台灣公路總局主要是採用 D.E.R.&U.方法,此評估法乃根據 交通部國道高速公路局所開發之橋梁管理系統基礎,委託 CSIR 公司 與昭淩顧問工程股份有限公司制定之目視評估準則。檢測人員於定期 檢測時參照橋梁檢測表格,表列各構件之劣化情形,分別依劣化程度 (D)、劣化範圍(E)、劣化情形或現象對橋梁結構安全性與服務性之影 響度(R)等三項予以評定後;再評估該劣化構件需維修之急迫性(U)。

為評估劣化情形,D.E.R.U 以 1 至 4 之四個等級予以具體評估劣 化程度,但若「無此項目」或「無法檢測」或「無法判定」時,則以 0 予以記錄,如表 2-4。並由橋梁檢測人員於檢測現場予以評等。橋 梁檢測員得參考相關檢測手冊並接受適當之橋梁檢測培訓,以期了解 D.E.R.U 檢測評估方法及評定準則。

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表 2-3 橋梁構造物檢測評定標準 分數

項目 0 1 2 3 4

D 無此項目 良好 尚可 嚴重損壞

E 無法檢測 <10 10~30% 30~60 >60%

R 無法判定重要性

U 無法判定急迫性 例行維護 3年內 1年內 緊急處理維護 (資料來源:公路養護手冊,2003)

表 2-4 A.B.C.D.評定法對結構損傷等級之判定標準 判定等級 狀 況

A 損傷輕微,需要做重點檢查。

B 有損傷,但需要進行監視,且必要時視狀況加以補強。

C 有明顯的損傷,且變形持續進行,功能可能降低,必須加以補修。

D 損傷顯著,有重大變形及結構物功能降低,必須採取緊急補修。

N 無此項目或無法判斷結構物之損傷狀況。

OK 上述以外之場合。

(資料來源:公路養護手冊,2003)

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結構的使用壽命或耐久年限的定義為建築結構在正常使用和正 常維護絛件下,仍然具有其預定使用功能的時間。由於混凝土結構的 性能退化過程是一個極其複雜的演化過程,不僅取決於結構本身,而 且與結構所處環境有非常密切的關係,故在有些情況下,鋼筋銹蝕並 不十分嚴重,但發了構件破壞現象;而有時鋼筋銹蝕已出現明顯的斷 面損失,卻未發生破壞,構件還在正常使用。因此,並不存在一個規 定不變的耐久性評估準則,為了能綜合考慮結構的經濟效益與社會效 益、採用齡期因子來判定分類。

表 2-6 建築物齡期因子的評定標準

評定標準值 K 齡期影響係數

1 1≦K 1.0

2 0.75≦K<1 1.05

3 0.5≦K<0.75 1.10 4 0.25≦K<0.5 1.15

5 K≦0.25 1.20

備註

K=T1/T2 T1=設計年限;T2=檢測時年限 (資料來源:葉為忠等,2012)

在文獻中,提出先以單一構件作出耐久性評定,然後再總合計算 整體性耐久性評定的概念。混凝土構件材質狀況檢測指標與耐久性指 標推薦權重值如表所示:

30 total<2

2≦D total<3

3≦D total<4

4≦D

total<5 D total≧5 單一構件

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但是實作上可依據建築物所處環境、設計時之考量等之不同,故 由專家進行評定再給與權重。同樣地在整體建築物耐久性評定上,也 針對建築物整體耐久性評定分級。

表 2-10 混凝土建築物各構(部)件權重值

D total 範圍 1≤ D total ≤2 2≤ D total ≤3 3≤ D total ≤4 4≤ D total ≤5 D total >5 結構耐久等

級評定標度 1 2 3 4 5

耐久性狀況 完好 較好 一般 較差 很差

建議處理

方式 正常使用 正常使用 持續維護或修

補強 拆除

(資料來源:葉為忠等,2012)

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