第二章 第二章 第二章
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臺灣地形山高谷深和溪河眾多，橋梁亦成為連絡河流兩岸之重要 交通工程設施，但因臺灣屬季風型氣候夏季多雨、又處於環太平洋地 震帶，乃至橋梁常遭受地震、洪水、土石流等災害之威脅，再加上嚴 重之交通負荷，使得橋梁劣化或損害情況日趨嚴重。有鑑於此因此橋 梁定期檢測與維護就更顯得重要，方得確保橋梁的安全性能。
橋梁隨著建設路網飽和，因而老舊橋梁愈來愈多，此時橋梁重點 由新建轉成維護，在橋梁邁入高齡化的時代後，橋梁功能及服務品質 因材料劣老化而下降，加上天災如颱風、地震、水害，人禍如盜採河 川砂石、偷工減料等，均增加橋梁損壞之潛在危險，此時倘未採取適 當管理機制，恐日後發生災害，造成國家、個人重大成本甚或生命付 出，由此可見橋梁維護在未來之重要性，公路養護之目的，在使公路、
橋梁、隧道及其附屬設施等，能經常維持其原有良好行車及安全狀態；
必要時，可依據各級公路之需求分別予以改善。以下分別針對公路相 關維護檢測作業、風險管理、破壞模式、性能指標與國內外等相關文 獻進行整理與探討。
2.1 公路相關維護檢測作業公路相關維護檢測作業公路相關維護檢測作業公路相關維護檢測作業
養護人員，應經常或定期巡查轄區內公路，並依據公路現況及實 際需要訂定養護計畫，利用機具及人力，針對不同設施之養護基本原 則與維護方法，辦理各項養護工作。復因公路極易遭受颱風、地震、
豪雨及冰雪之侵襲，以及人為之破壞，致使公路阻斷或危及行旅安全，
養護單位應立即通報並予以搶修或修復，使公路隨時提供良好之服務 水準。
公路養護工作，並應注意環境維護，儘量避免污染空氣、水源及 製造噪音等公害，並力求公路美化與周圍環境之調和，使行旅能在安 全、舒適及便利之原則下使用公路。
表表表
表 2-3 橋梁構造物檢測評定標準橋梁構造物檢測評定標準橋梁構造物檢測評定標準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 差 嚴重損壞
E 無法檢測 <10% 10%~30% 30%~60% >60%
R 無法判定重要性 微 小 中 大
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)
3. 橋梁檢測項目橋梁檢測項目橋梁檢測項目橋梁檢測項目
根據公路養護手冊闡述，橋梁檢測可分為影響橋梁結構安全及 影響交通安全兩大層面。影響橋梁結構安全之構件主要有 9 項，影 響交通安全者 11 項，不包括在此 20 項時另列為「其他」1 項，合計 21 項作為檢測評估項目，詳表 2-4 所示。其 21 項檢測評估項目皆採 用 D.E.R.U 評估法進行評分。
表表
表表 2-4 橋梁定期檢測項目橋梁定期檢測項目橋梁定期檢測項目橋梁定期檢測項目
定期橋梁檢測項目
影響橋梁結構安全 影響交通安全 其他
12. 橋墩保護設施 1. 引道路堤 21其他
13. 橋墩基礎 2. 引道護欄
14. 橋墩墩體 3. 河道
15. 支承墊 4. 引道路堤之保護設施
16. 止震塊/防震拉桿 5. 橋台基礎或沉箱
17. 伸縮縫 6. 橋台
18. 主構件（大梁） 7. 翼牆/擋土牆
19. 副構件（橫隔梁） 8. 摩擦層
20. 橋面版/絞接版 9. 橋面板排水設施
10. 緣石及人行道 11. 護欄及欄杆
資料來源：橋梁定期檢測資料表(交通部運輸研究所，2011)
CI：橋梁整體狀況指標。
wi：構件i相對橋梁之權重。
2.2 橋梁破壞模式橋梁破壞模式橋梁破壞模式橋梁破壞模式
本研究將橋梁之構件單元進行分類，以瞭解各構件單元之特性；
並回顧過去常見之橋梁災害損壞現象，建構橋梁災害損壞現象分類。
最後根據各橋梁構件單元及其損壞型式，彙整並建立各橋梁單元可能 之損壞型式及損壞現象對照表。
2.3 橋梁構件單元分類橋梁構件單元分類橋梁構件單元分類橋梁構件單元分類
橋梁構件既多且複雜，各構件使用情況及維修方式均有所不同，
亦各有不同的損壞情形。為了瞭解各橋梁構件在災害發生時之損壞情 況，需先架構出橋梁之構件分類，以利受損橋梁損壞型式之建立及補 強技術之選擇。
基本上，橋梁結構可分為上部結構（Superstructure）與下部結構
（Substructure）兩大主體。上部結構與公路線形連續，承受本身之重 量與交通載重，下部結構之主要目的則為承受上部結構傳遞下來之荷 重，與土層相聯繫進而增強橋梁本身之穩定性。兩個主體以支承墊為 分界，而支承墊一般歸為上部結構之構件。
為配合災害發生後，針對特定橋梁部位進行修復與補強，本研究藉 由 文 獻 整 理 ( 李 有 豐 ， 2000) ， 將 「 橋 梁 構 件 」 分 為 上 部 結 構
（Superstructure）、下部結構（Substructure）、基礎（Foundation）、支承
（Supporting Element）、橋台引道（Abutment）、其他設施（Other Elements）
六大部分，再針對「橋梁構件」向下細分成「橋梁單元」，包含大梁、
橋面版、橫隔梁、帽梁、橋墩柱、基礎構造、支承、防落裝置、橋台、
引道、伸縮縫、及附屬設施共十二項，建立橋梁構件單元分類架構圖，
如圖 2.1 所示，以及橋梁構件單元分類表，如表 2-5 所示。
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 上部結構損壞型式上部結構損壞型式上部結構損壞型式 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，
主梁亦可能因支承或防落裝置如防落拉桿、止震塊等之破壞，或因主 梁變位過大而導致主梁自支承滑落承受過大之剪力而破壞，921 地震中 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 圖 圖
圖 2.2 鋼梁挫屈破壞鋼梁挫屈破壞鋼梁挫屈破壞鋼梁挫屈破壞(李有豐李有豐李有豐李有豐，，，，2002)
(a)烏溪橋 (b)炎峰橋
(c)東豐橋 (d)東豐橋
圖 圖圖
圖 2.3 主梁之破壞模式主梁之破壞模式主梁之破壞模式(李有豐主梁之破壞模式 李有豐李有豐，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
(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 圖圖
圖 2.4 橋面版破壞模式之一橋面版破壞模式之一橋面版破壞模式之一(李有豐橋面版破壞模式之一 李有豐李有豐，李有豐，，，2002)
(a)東峰橋 (b)大峰橋
(c)一江橋 圖圖圖
圖 2.5 橋面版破壞模式之二橋面版破壞模式之二橋面版破壞模式之二(李有豐橋面版破壞模式之二 李有豐李有豐，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。
2.4.2 下部結構損壞型式下部結構損壞型式下部結構損壞型式下部結構損壞型式
下部結構主要之損壞型式為帽梁及橋墩柱之破壞。帽梁常見的震 害損壞現象有外表混凝土的剝落或裂縫、帽梁開裂等。橋墩柱之損壞 型式若以力學行為來分，主要有因主筋搭接長度不足或圍束不佳致使 橋柱損壞的「撓曲破壞」、橋柱剪力箍筋配置不足致使發生脆性損壞的
「剪力破壞」(圖 2.6)，及主筋搭接長度不足或未考慮鋼筋應變硬化所 造成彎矩位移而過早截斷主筋所造成的「撓剪破壞」(圖 2.7)。損壞現
象包括橋墩柱位移、傾斜、變形、沉陷、開裂、內部混凝土破碎、外 部混凝土剝落或裂縫、鋼筋外露等。
(a)烏溪橋橋柱剪力破壞 (b)阪神 RC 橋柱帽梁剪力破壞
圖圖圖
圖 2.6 橋柱及帽梁剪力破壞橋柱及帽梁剪力破壞橋柱及帽梁剪力破壞(李有豐橋柱及帽梁剪力破壞 李有豐李有豐，李有豐，，，2002)
(a)阪神 RC 橋撓剪破壞 (b)炎峰橋撓剪破壞
圖 圖 圖
圖 2.7 撓剪破壞撓剪破壞撓剪破壞撓剪破壞(李有豐李有豐李有豐李有豐，，，，2002)
由於抵抗地震力所需韌性主要是由橋墩柱來提供，因此，有關橋 墩柱破壞行為的探討及耐震設計與補強等均是震後橋梁能否快速修補 的關鍵。
2.4.3 基礎損壞型式基礎損壞型式基礎損壞型式基礎損壞型式
本研究將基礎構造作為橋梁單元之一；基礎構造主要包含基礎 版、基樁、沉箱基礎等。因此震後橋梁基礎損壞現象不外乎是從上述 構造之破壞來探討，常見的損壞如基礎版或沉箱基礎的破裂或壓碎、
基樁的傾斜或折斷等(圖 2.8)。基礎之損壞型式可能因地表錯動或承載