本研究以一實際橋梁為案例作分析,所選定之橋梁為位於臺灣東部的玉里大 橋,其相關資訊如下:
1. 橋梁TM 二度分帶座標 X:282873 m Y:2580271 m 2. 橋梁使用年期t:40 年
3. 橋長L:575 m
4. 保護層厚度c:40 mm 5. 年平均溫度T:23.22 ℃ 6. 年平均濕度RH:79.72 %
7. 混凝土抗壓強度f’c:210 kgf/cm2 8. 橋梁柱斷面原始寬度B:2296.35 mm 9. 橋梁柱斷面原始深度H:2296.35 mm 10. 鋼筋號數:#10
11. 鋼筋斷面積 As:37457.8 mm2
圖 5.1 玉里大橋
(圖片來源:https://www.flickr.com/photos/milkcan620/3986459431/)
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5.2 案例分析
在計算維修費用時,參考4.5 節劣化混凝土維修費用分析流程,先將參數找 出,其中所缺少的條件為水灰比w/c、平均風速 u、臨海距離 d 以及氯離子初始 濃度ci 四者。由於有橋梁TM 二度分帶之座標,本研究藉由座標資訊,結合網路 上之地圖軟體Google earth,估算橋梁臨海距離約為 10 km,如圖 5.2 所示;因為 缺少水灰比的資訊,本研究參考中國國家標準(CNS)混凝土配比設計準則編號 12891 之規定,取混凝土抗壓強度 f’c 為 210 kgf/cm2時之水灰比值為0.58 為參 考,混凝土等級之相關規定如表5.1 所示;至於平均風速則參考中央氣象局 1981 年至2010 年之統計結果顯示,花蓮地區之年平均風速為 2.5m/s,如表 5.1 所示,
氯離子初始濃度,採取初始濃度值為0 做為假設。
圖 5.2 玉里大橋之臨海距離
(圖片來源:Google earth)
10.8km
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http://www.cwb.gov.tw/V7/climate/monthlyMean/Taiwan_ws.htm)
表 5.2 最大許可水灰比之規定 分別為𝛼=30%,𝛽=0%,𝛾=70%,𝛿=0%,𝜔=0%。
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圖 5.3 玉里大橋之施工照片(組圖) (資料來源:交通部公路總局)
將上述所有資訊經由4.5 節劣化混凝土維修費用分析流程步驟計算,可以得 到圖5.4 橋梁劣化總維修費用曲線隨時間變化的情形。
圖 5.4 玉里大橋橋梁劣化總維修費用圖
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
0 20 40 60 80 100
總維修費用(億元)
時間(年)
橋梁劣化總維修費用
中性化費用 鹽害費用
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根據上圖顯示之結果,於橋齡40 前時,混凝土劣化主要仍以中性化為主,
而從曲線上可以得知40 年之維修費用需要 2,870,930 元,若依照表 4.10 劣化維修 費用平均比例5.88%反推的結果,可以得到所需費用約為 43,103,560 元。當中很 榮幸能得到實際維修標單來做進一步檢視,就所得到的2011 年資料,標單總費 用為25,805,932 元,然而其單價分析表中與劣化有關的維修費用為 270,052 元,
僅占總費用之1%。
在維修費用上面,估算結果與實際所得數據有所差異,考慮其可能造成的原 因有以下幾點:
1. 計算公式上之誤差:
在推導斷面損失情況時,往往需要使用經驗公式以及回歸所得到的結果,然 而其回歸式中本身就有誤差的存在,如3.1 節表 3.1 裸鋼筋腐蝕速率公式,其 所採用的資料為港灣研究中心資料庫之裸鋼試片腐蝕實驗數據,並結合中央 氣象局各地區之年平均溫度與濕度的資料,依照文獻中之公式進行回歸使得 到適用於臺灣本土化之裸露鋼筋腐蝕速率,參考此公式做進一步計算,亦有 可能造成誤差傳播的效果,導致最後結果的差異性。
2. 參數的誤差:
鑒於橋梁使用已達40 年以上,當初興建橋梁之一般資訊並未完善保存,導致 參數需要使用推估的方式進行,進而造成誤差的來源。
3. 實際維修情形的差異:
主管機關在發包工程的時候,往往會將整區所有道路以及橋梁維修工程併成 同一筆工程標單作為發包依據,導致在計算時無法單純以一座橋梁的維修來 做分析;此外,維修的原則往往是看見有缺陷就修,故所得到的標單資料並 不是第一次修補的情形,而使得維修費用會比估算還來的低。
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