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第四章 高風險工作項目控管案例

4.2. V型橋風險管控機制

4.2.1 風險管控措施

V 型橋施工期間,為避免斜張懸吊支撐構架強度不足或構件缺陷,荷重受 力時變形斷裂導致倒塌或掉落及 V 柱及柱頂箱樑結構混凝土澆置作業,因混凝 土灌注、搗實施工不當,引致支撐系統構件破壞、傾斜倒塌掉落高速公路主線 或匝道路面,嚴重危害行車安全等風險產生。本作業施工期間採取之風險管控 措施之作業如下:[31]

一、高速公路交通維持設施設置

橋墩 08P015 之 V 型墩柱輔助支撐架施工範圍將佔用高速公路北上線護欄 外路肩路面 1.8m;橋墩 08P016 之 V 型墩柱輔助支撐架施工範圍將佔用高速公 路南下線護欄外路面 5m,其高速公路交通管制設施佈設如附圖 4.12。

橋墩 08P015 施工圍籬區段長度 30m,前端設置長度 20m 之緩衝區,上游 佈設長度 150m 之漸變段,設置 RC 護欄阻隔;橋墩 08P016 施工圍籬區段長度 54m,前端設置長度 22m 之緩衝區,上游佈設長度 150m 之漸變段,設置 RC 護欄阻隔,並增設緩衝區及施工區之內側 RC 護欄;所有 RC 護欄均密接佈設 連結及設置紅色閃光燈、反光導標等警示設施。

在 V 型墩柱及柱頂箱型樑施工過程中,為防止發生車輛衝撞交通管制設施 甚或衝入施工區域事故之主要因應對策包括:

(一).相關阻隔、指示、警示設施依據交通維持計畫確實佈設。

(二).夜間設置足夠之警示燈及引導燈號。

(三).施工期間派專人每日兩次巡視交通管制設施,以確保交通維持設施設置之 完整安全。

(四).建立緊急應變處理機制及措施,以應付可能發生之緊急狀況。

圖 4.12 V 型墩柱及柱頂箱型樑施工範圍及交通維持配置圖[31]

二、V 型墩柱及柱頂箱樑施工管控措施

為確保 V 型墩柱及柱頂箱樑施工安全性,施工廠商製作高風險工作項目施 工抽查表,以確實管控各施工步驟及流程,其施工管控及查核要點說明如下。

(一).橋墩底座及輔助支撐架施作:

1. 檢查確認主鋼構塔柱預埋錨錠螺栓之材料規格、埋設深度、位置及垂直度。

2. 施以平鈑載重試驗確認輔助支撐架 RC 底座處地盤承載力。

08P015

輔助支撐架 輔助支撐架

08P016

輔助支撐架 輔助支撐架

3. 檢查吊裝設備之支撐及著力點承載情形。

4. 檢查輔助支撐架構件吊裝移動路徑之安全性。

5. 檢查輔助支撐架構件外觀及規格尺寸、組立及接合點。

6. 設置輔助支撐架 RC 底座四角隅之沉陷觀測點位。

(二).架設主鋼構塔柱及柱間水平拉力鋼棒:

1. 檢查構件外觀及規格尺寸、組立及接合點。

2. 檢查構件吊裝移動路徑之安全性。

3. 於鋼柱最上層佈設 4 處鋼柱傾斜計。

(三).施作第 1 層型鋼支撐底樑、第 1 層斜張拉力鋼棒:

1. 檢查構件、續接器外觀及規格尺寸、組立及接合點。

2. 檢查構件吊裝移動路徑之安全性。

(四).施作第 2 層型鋼支撐底樑、第 2、3 層斜張拉力鋼棒:

1. 檢查構件、續接器外觀及規格尺寸、組立及接合點。

2. 檢查構件吊裝移動路徑之安全性。

(五).施作 V 型橋墩底模、側模、鋼筋綁紮及頂模:

1. 檢查模板接合面密接平整。

2. 檢查鋼筋依施工圖確實施作。

3. 檢查材料吊裝移動路徑之安全性。

4. V 柱兩側平衡施工。

5.於 V 柱底模橫向背撐型鋼兩端設置沉陷觀測點位。

1. 檢查混凝土供料、澆置速率、施工縫設置等。

2. V 柱兩側平衡施工。

(七).柱頭第 1 層水平拉力鋼棒安裝施拉:

1. 檢查鋼棒、續接器外觀及規格尺寸、組立及接合點。

2. 鋼棒施拉預力檢查確認達到設計預力。

(八).施作柱頂中隔樑:

1. 檢查模板接合面密接平整。

2. 檢查鋼筋依施工圖確實施作。

3. 檢查材料吊裝移動路徑之安全性。

4. 檢查混凝土供料、澆置速率等。

5. V 柱兩側平衡施工。

6. 於中隔樑底兩端設置沉陷觀測點位。

(九).施拉第 2 層柱頭節塊水平拉力鋼棒:

1. 檢查鋼棒、續接器外觀及規格尺寸、組立及接合點。

2. 鋼棒施拉預力檢查確認達到設計預力。

(十).拆除第 2、3 層斜張拉力鋼棒、上層主鋼構塔柱、搭組鋼管支撐架:

1. 檢查材料吊裝移動路徑之安全性。

2. 檢查鋼管支撐架外觀及規格尺寸、組立及接合點。

3. 場撐系統整體穩定性檢查。

(十一).施作 V 型橋墩上方箱樑、閉合節塊:

1. 檢查模板接合面密接平整。

2. 檢查鋼筋依施工圖確實施作。

3. 檢查材料吊裝移動路徑之安全性。

4. 檢查混凝土供料、澆置速率等。

5. 檢測閉合高程線型。

6. V 柱兩側平衡施工。

(十二).V 型橋墩上方箱樑施拉預力、拆除拆除第 1 層斜張拉力鋼棒、主鋼構塔 柱及鋼管支撐架:

1. 確認混凝土達施拉預力強度。

2. 檢查預力相關材料外觀及規格尺寸。

3. 檢查施拉預力依預力計算書確實施作。

4. 檢查構件吊裝移動路徑之安全性。

三、V 型墩柱及柱頂箱樑施工監測機制

為監控 V 型墩柱及柱頂箱樑施築過程中,結構荷重引致之支撐構架(斜張支 撐系統)構件及橋樑本體之破壞,於特定位置設置傾斜、沉陷、拉力鋼棒荷重、

橋體構築各階段之應力分布變化之監測設備,以觀測施工過程中支撐構件之變 位、受力及橋體之應力情況,如有異常或經研判有安全之虞,則立即採取適當 措施矯正或補強,以確保其安全及穩定。監測設施如圖 4.13、4.14、4.15,其設 置位置、觀測時機、管理值及緊急應變處理措施說明如下:

(一).監測設施 1. 傾斜計

監測目的:橋體構築各階段之支撐鋼柱傾斜變化。

高度:最上層鋼棒吊架上方。

觀測時機:施工期間每週一次,橋墩及梁體結構各節塊施工前後各觀測一 次。

管理值:警戒值 313 秒 (1/658;行動值之 80%),行動值 392 秒 (1/526,

1/500 之 95%)

2. 沉陷觀測點

設置於輔助支撐架之 RC 底座(觀測點 1)、V 柱底模斜張拉力鋼棒位置橫向 背撐型鋼兩端(觀測點 2、3、4)。

(1). 沉陷觀測點(1):

設置於輔助支撐架 RC 底座面。

每座角落設置 4 點。

每階段混凝土澆置完成觀測。

管理值:警戒值 3cm/行動值 5cm。

(2). 沉陷觀測點(2)(3)(4):

設置於 V 柱底模各層斜拉鋼棒位置之橫向背撐型鋼兩端。 (點位(2):第一 層、點位(3):第二層、點位(4):第三層)

每層兩側計 4 處,三層斜拉鋼棒共計 12 處。

每次混凝土澆置前後檢測高程及座標(沉陷量及側向位移量)。

管理值:與設計值(FS=2.50)比較,超過設計值 33%(FS=2.00)為警戒值,超 過設計值 67%(FS=1.50)為行動值。

依據支撐系統設計計算之最大容許沉陷量為依據訂定其管理值,如表 4-4。

表 4-4 沉陷觀測點(2)(3)(4)管理值一覽表[31]

管理值(mm)

點位編號

(2) (3) (4)

計算值 10.46 22.74 22.13 警戒值 13.91 30.24 29.43 行動值 17.47 37.98 36.96

3. 鋼棒荷重計

監測目的:橋體構築各階段之拉力鋼棒受力分布變化。

位置:設置於斜張支撐拉力鋼棒及柱間水平拉力鋼棒之錨錠端(共 12 組、附 圖 4.15)。

觀測時機:施工期間每週一次,橋墩及梁體結構各節塊施工前後各觀測一 次。

管理值:如表 4-5

表 4-5 拉力鋼棒荷重計管理值[31]

儀器項目 警戒值 行動值

荷重計

斜張拉力鋼棒:28.4T (252T/8×90%≒28.4T) 柱間拉力鋼棒:40.1T (178T/4×90%≒40.1T) 設計載重之 90%

斜張拉力鋼棒:39.4T (252T/8×125%≒39.4T) 柱間拉力鋼棒:55.6T (178T/4×125%≒55.6T) 設計載重之 125%

4. 鋼筋應力計

監測目的:橋體構築各階段之應力分布變化。

位置:設置 V 型橋墩及箱梁結構內(共 14 組)。

觀測時機:施工期間每週一次,橋墩及梁體結構各節塊施工前後各觀測一 次。

管理值:警戒值 2268 kg/cm2(行動值的 90%),行動值 2520 kg/cm2 (0.6Fy)。

圖 4.13 傾斜計、鋼棒荷重計、沉陷點立面示意圖[31]

圖 4.14 傾斜計、鋼棒荷重計、沉陷點平面示意圖[31]

圖 4.15 鋼筋應力計設置位置示意圖[31]

(二).緊急應變處理措施

監測作業之變位量或沉陷量等監測值,如達到警戒值/行動值等管理值時,

應進行之緊急應變處理流程如圖 4.16,應採取之緊急應變處理措施如下:

1. 變位量或沉陷量達到警戒值

(1). 增加監測頻率,立即分析提報保持警戒。

(2). 加強施工查核管制,包括支撐構件外觀及尺寸檢查、構件吊裝及組裝檢查、

V 柱及柱頂箱樑澆置前及拆摸之施工檢查、柱頂箱樑預力施拉之施工檢查 等,以確保斜張支撐工法之安全性。

(3). 檢討調整施工方式,如斜張、水平拉力鋼棒敲擊檢查是否有鬆脫現象、加 強管控 V 柱兩側肢及柱頂箱樑混凝土之平衡澆置等,以提高支撐構件系統 之穩定性。

2. 變位量或沉陷量達到行動值

(1). 立即停止作業,並進行整體斜張支撐系統之安全檢查評估。

a. 檢查 V 柱混凝土面是否有裂縫產生,如有裂縫立即進行 Epoxy 灌注補強,

防止裂縫擴大。

b. 逐支檢查高拉力鋼棒,如有因施工作業不慎造成之損傷(如電焊、撞擊造成 傷口)或連結器鬆脫等狀況,應立即改善或更換。

c. 逐支檢查高拉力鋼棒是否達到預期設計張力,如張力不足應逐支補拉預 力,再檢測沉陷變位量是否回升。

d. 若仍無法使沉陷變位量回升至行動值以內,則增設拉力鋼棒(每層 2 支),施 拉預力後再檢測沉陷變位量。

e. 臨時輔助支撐架上之千斤頂加壓回撐至接觸壓力。

f. 前述補強措施完成,確認沉陷變位量回升至行動值以內,並全面檢查支撐及 底模構架,確認安全後再進行後續作業。

(2). 整體構架補強改善完成,經檢查及評估確認安全無虞之後,始得進行後續 作業,並配合增加監測頻率,加強監測管控。

圖 4.16 緊急應變處理流程圖[31]

現場施工或監測結果 研判發生異狀

達到警戒值:

協同檢測人員現場重複測讀查核

通知施工所:

承辦人員/

專業工程人員

測點缺陷(鬆動或位移):

修復重測 測讀人為誤差:

重測確認

測點正常測值正確:

研議因應對策

通報 施工所/工程處 情況持續惡化將達行動值:

1.通知施工單位停工,緊急時立即採取應變對 策。

2.會同工程處/施工所及相關單位(細部設計/大 地工程顧問)共同研商因應對策。

3.確實執行應變措施,並嚴密加強儀器監測,至 情況穩定。

情況穩定:

1.承商研判及提送發生原因、時間、地點、處置 方法等。

2.對後續施工情況重新檢討評估。

繼續施工

增加測讀頻率 持續觀察警戒

四、施工及監測查核措施

依據 V 型墩柱及柱頂箱型樑施工流程建立自主檢查機制,依各作業項目內 容製作施工作業安全及施工品質自主檢查表,包括斜張支撐工法架設、模板、

鋼筋、混凝土及預力等作業,經施工廠商自行檢查確認,並由監造單位針對檢 驗停留點進行抽查,以確保施工安全及品質。

而針對高風險管控作業項目則建立風險管控措施查核機制,依據 V 型墩柱 及柱頂箱型樑採用之斜張支撐工法之風險管控措施內容,建立「高風險工作項 目抽查項目清單」及「高風險工作項目抽查表」;在施工前及施工中由監造及業 主查核確認各風險作業項目之因應對策確實執行,以達到風險管控之目的。

五、防颱補強措施

V 型橋墩臨時支撐鋼架結構計算,針對風壓採內政部「建築技術規則」位 於林口鄉為(150 級;h>30m) 風壓力=230kg/m2 乘以風力係數 1.4 倍,即風壓 力

=230kg/m2×1.4=322 kg/m2,對照中央氣象局之分級,已接近強烈颱風 16 級風 以上(風速>51.0 公尺/秒),故颱風來臨前不須再針對斜張支撐架(含鋼底梁、型 鋼柱及斜拉鋼棒)作額外之補強措施,僅須針對組合模板及鋼管支撐架等作防颱 補強措施。[37]

當颱風入侵前本施工採用之防颱補強措施,為 V 型柱頂箱型梁倘中隔梁已 完成而柱頂箱梁組模完成尚未澆置(如 08P015),則於箱梁兩側懸臂版模板上方 配置角材(間距@1m),角材上方置放型鋼(間距@2.4m),再以鋼絞索、鬆緊器聯 結型鋼與支撐架 V 型柱鋼底梁鎖緊,至於箱型梁底模則以鋼筋壓重,另於鋼管 支撐架頂部型鋼與底部型鋼必要時亦使用鋼索、鬆緊器等臨時拉撐繫固詳圖 4.17;而 08P016 正施作之 V 型墩柱柱頂中隔梁及 V 型墩柱柱頂箱梁,則另亦 於中隔梁兩側懸臂版模板上方配置角材及型鋼,其餘之防颱補強措施皆同