日本[財團法人臺灣營建研究院，2003]

日本地形環境與臺灣類似，同樣具有山高谷深、溪流眾多之特 徵，以致橋梁在交通運輸佔有極重要之地位。以橋梁而言，目前日 本總橋梁數大約為 13500 座，其中鋼結構橋梁占總橋梁數 40.7 %，

而混凝土橋梁佔 35.7 %，其他次要為 RC 橋及其他類型橋梁。故在 日本，鋼結構為主要的橋梁結構建材，近年來，日本大多數橋梁也 與臺灣橋梁一樣都進入維修階段，維護成本的議題重視許多。另外 為了瞭解日本橋梁拆除的原因，對於拆除的 5157 座橋梁拆除原因 做統計，發現橋梁功能改變與改建是日本橋梁生命週期結束的最大 原因佔 66 %，則部分構件劣化損壞約佔拆除原因的 19 %。至於在 分析年限的取決上，由於日本橋梁施工技術已漸成熟，加上國家未 來財政考量，因此多傾向於分析年限設定為 100 年。

各國學者分別對於橋梁生命週期成本分析，提出了許多相關之 研究，目的希望是在有限的資源下，提供決策者最佳維護策略，規 劃出橋梁構件的使用年限、維護時間點、維護金額。以下為橋梁維 護相關研究回顧與本研究之差異。

文獻[ Jacobs，1992]研究採用不維護、維護和置換三種維護方法 對應不同的門檻值，藉由調整門檻值制定不同的維護成本。主要分 析因子為橋面板，計算多座橋梁橋面版的維護成本最小化為目標，

建立混合整數規劃模式。本研究考慮因子除了橋面板，額外多考慮 其他七個構件，也就是考慮橋梁的上部結構，利用過去檢測維護紀 錄，設立維護門檻值。

文獻[連夷佐，2003]將橋梁資料庫內的歷史維護資料，根據環境、

結構、維護情形分類篩選後，利用迴歸分析將母體分為兩部分，分 為惡劣狀況以及優良狀況下的構件。再分別對兩部分採用已取得的 回歸方程式，推導出兩者情況下的耐用年限，亦可推估最速劣化速 率以及最緩劣化速率，並且加入維護執行率 M，在最速與最緩劣化 速率中找出一值，表示此橋梁構件的劣化速率。

文獻[謝宗霖，2009]分析三種不同維護規劃模式，分別為單一構 件、整座橋梁及路網層級，三種不同層級各構件維護重要性不同，

可依造構件權重性，決定優先順序。並且採用模糊規劃模式，利用 模糊排序法將其轉為明確數值，解決模糊係數的問題，最後計算出 維護時間點，以及維護作業之總維護費用。

文獻[翁凱翔，2009]研究橋梁維修和整建兩種不同的方案，在 分析年限下預估各構件損壞後每次所需花費之成本，建立在最大效 益下的選擇何種最合適方案執行。作為後續維護機關及單位考慮是 否維護或是整建之依據。此篇研究主要分析維護和整建兩個方案成 本比較，後續並做分析年限、折現率、用路人成本三項的敏感度分 析。

文獻[林佑安，2012]採用非線性的劣化曲線來表示構件的劣化 速率，並將劣化速率以及維護成本皆導入模糊理論，選用三種不同 的維護方式對應上升不同程度的構件分數。也考慮用路人成本，最 後運用文獻[Zimmermann，1978]多目標求解模式求解多目標。此篇 研究主要對象為預期不確定成本及用路人成本做討論，並且在預期 不確定成本方面，構件維護門檻多加入了個上下界，構件分數若低 於上界，即可進行維護，採用文獻[Hegazy et al.，2004]三種不同的 維護模式，分別為置換、重度維護、中度維護，並在構件劣化速率 以及維護成本皆採用模糊三角分配，最後再用模糊多目標規劃法，

採用軟體 LINGO 求解。同時考慮三種不同的層級，分別為單一構 件、專案層級、路網層級三種維護模式，可供維護單位因應不同情 形而採用不同的層級，決定其維護的優先程序。

鋼結構橋梁生命週期成本研究，國內目前大多為與混凝土橋梁 生命週期成本一起研究，分析鋼結構及混凝土結構此兩種方案橋梁 生命週期成本之差異。很少單獨研究鋼結構橋梁是因為鋼橋只佔了 臺灣橋梁比例的 2.2 %，目前來說臺灣混凝土橋梁還是為主要大宗。

但是在有著類似環境因素，同樣是島國也位於地震帶的日本，鋼橋 所佔日本橋梁比例卻高達 40.7 %。二者之生命週期成本顯著差異為 三部分：

a. 初始的興建成本由於兩種橋梁主要構件材料不一，導致初始興建 成本有所差異。

b. 進入維護階段時，鋼結構橋梁額外需要防蝕塗裝的更換或是修補，

此部分又可分為三種主要不同的防蝕塗裝，分別為一般油漆塗裝、

熱浸鍍鋅以及熱浸鍍鋅+塗裝，三種不同方案塗裝影響單次塗裝 的費用，還有所需塗裝的間隔年頻率。混凝土橋梁的維修工法則 多為修補混凝土裂縫與鋼筋鏽蝕處理及水刀鑿除等。

c. 最後拆除以及回收效益的部分，回收效益對於鋼橋而言，因其廢 鋼可再度熔煉以提煉新鋼，因此對於橋梁管理單位本身具回收效 益，依文獻[陳屏甫，2005]研究顯示，其廢鋼收受的價格約為

$7000/噸;由『廢棄混凝土再生利用成本效益分析之研究』報告，

較單純之混凝土塊之廠商收受價格約為$50~100 元/M³，其運送價 格為$164 元/M³但由於國內營建副產物再生方案推動，若其再生 材料具有回收效益，回收處理場願意以較低的運費進行運送營業 副產物，兩相平衡下，其回收效益為 0 元。

文獻[陳屏甫，2005]針對國道預力混凝土以及鋼結構橋梁兩種 方案生命週期成本加以評估比較，其中鋼結構橋梁又將之區分為熱 浸鍍鋅以及一般鋼的兩種方案，故總共評估三種方案。劣化速率預 測模式採用文獻[連夷佐，2003]利用迴歸分析，推算出最速劣化速率 以及最緩劣化速率，再導入預防性定期維護執行率 M，最後得到各 構件的劣化速率。而當劣化構件分數下降至門檻值時，採用隨機對 構件各維護工項工法取樣，來代表此次維護所花費的維護費用。計 算興建成本、預防性定期維護成本、維修補強成本以及拆除與回收 效益，最後相互比較三個方案，若以生命週期成本為優先排序順序 為預力混凝土鋼橋最低，其次為鋼橋(熱浸鍍鋅)，成本最高的為鋼橋 (一般鋼)。為了要檢查研究中許多的不確定性因子，此篇研究對熱浸 鍍鋅使用年限、鋼鐵之市場價格、預防性定期維護執行程度、橋梁 構件設定標準、折現率以及能源使用與污染評估等六項進行敏感度 分析。結果發現其中六個項目皆不影響三種方案選擇的排序，

環境評估的部分，雖然鋼結構材料單位構件下的排放毒物較高，

但是因為混凝土所需要材料量體較大，故以環境污染而言鋼結構材 料會較低於混凝土材料的，但是因為所差異不大，依然會採用混凝 土橋梁的方案。

文獻[姚志銘，2007]針對三種不同的塗裝模式對鋼結構橋梁進 行生命週期成本之分析，此三種為一般塗料、熱浸鍍鋅以及熱浸鍍 鋅+塗裝，生命週期成本運算方法類似文獻[陳屏甫，2005]推估方式，

假設使用年限為 100 年，而若單純只考慮鋼材料製造以及定期維護 費用結果如表 2-22。

同時針對熱浸鍍鋅與油漆之間的比較，考慮到工資上揚的因素，

塗裝費用維修費用會日益增高，熱浸鍍鋅的免維護使用年限可以有 效的降低維護所需的人力成本。短期而言，油漆塗裝之興建成本較 低，容易獲得相關工程單位之青睞，然後油漆塗裝的定期維護頻率 為 5 至 8 年間必須要重新塗裝，此維護模式會花費大量的人力成本 以及材料成本，甚至還需要長期檢測的人力花費。相較於熱浸鍍鋅 法來說，80 年免維護年限，80 年後每 7 年需要重新塗裝，長期而 言，熱浸鍍鋅的成本比油漆低了許多，相較兩方案熱浸鍍鋅的維護 費用遠比油漆塗裝等防蝕設施更加的低廉且方便。

表2-22 只考慮防蝕因子之建造總成本

成本項目 熱浸鍍鋅 熱浸鍍鋅+油漆 油漆 免維護使用年限 25 年 80 年 5 年

總防蝕費用 2019 萬元 1955 萬元 2463 萬元 鋼梁成本 4777 萬元 4777 萬元 4550 萬元 總成本 6796 萬元 6732 萬元 7013 萬元

資料來源：[姚志銘，2007]

研究[林智仁，2013]考慮交通部高速公路局國道三號橋梁歷年 維護成本，彙整民國 85 年至 100 年維護成本資料進行研究，將其維 護項目分為十大類，分別為「伸縮縫」、「裂縫」、「混凝土修補」、「鋼 筋外露」、「排水改善」、「欄杆修復」、「雜物清除」、「油漆」、「橋墩 及堤防保護」與「其他」等十樣維護類別。彙整後的結果提出兩大 論點：

鋼橋：鋼橋在生命週期維護成本中，維護類別與維護成本特性 皆為「油漆」、「其他」類別，主要是由於油漆塗裝此工項施工時需

要高空作業車的的使用，表示若能降低「油漆」此工項的費用降低，

或是塗裝頻率的減少，可以有效的影響鋼橋生命週期維護成本的支 出。

混凝土橋：混凝土橋在生命週期維護成本中，佔主要構件工項 中以「伸縮縫」為維護費用大宗，表示可以朝「伸縮縫」深入研究，

來降低混凝土的生命週期維護成本。如果橋長介於 361 至 1078 公 尺或結構形式為梁式橋或主梁型式為 I 型梁或跨河橋，主要掌控維 護費用為「橋墩及堤防保護」，此維修類別將能有效降低混凝土生命 週期維護成本。

2.16 橋梁檢測與承載評定之文獻回顧

目前我國眾多公路橋梁因建造已達一定時間，各結構元件已 呈現老化、劣化等問題，並且，由於地理位置的因素，地震及颱 風發生的機率相對較高，兩者所伴隨的土石流及洪水問題也相對 嚴重，加上海島型氣候的影響，混凝土結構中的鋼筋具有腐蝕劣 化的潛在可能，以上種種，導致臺灣的橋梁於使用壽命內經常需

目前我國眾多公路橋梁因建造已達一定時間，各結構元件已 呈現老化、劣化等問題，並且，由於地理位置的因素，地震及颱 風發生的機率相對較高，兩者所伴隨的土石流及洪水問題也相對 嚴重，加上海島型氣候的影響，混凝土結構中的鋼筋具有腐蝕劣 化的潛在可能，以上種種，導致臺灣的橋梁於使用壽命內經常需