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AASHTO 載重能力評估法 LRFR 簡介

2003 年 AASHTO 出版「Manual for Condition Evaluation and Load and Resistance Factor Rating (LRFR) of Highway Bridges」[9],以因應當 時以載重與阻抗因子設計法(Load Resistance Factor Design, LRFD)設計 之新建橋梁,採載重與阻抗因子係數(LRFR)評量橋梁載重能力,其流 程如圖 2.5 所示,在所有極限狀態及載重效應下,每一組成構件與接頭 之耐荷係數(Rating Factor, RF)最小值如果大於等於 1,表示安全,橋梁 可承受分析所用之活載重,設計載重或法定載重評估無慮時,才可以 評估超載許可量;法定載重評估不過時,需要限載或維修補強。

Pass/Fail Design Load Rating (HL-93)

 Load Posting

 Strengthening

Legal Load Rating Permit Load Rating No Further Action Required Start

RF≧1

RF≧1 RF<1

Higher Level Evaluation

(Optional)

RF<1 Load,含 Inventory 與 Operating)、法定載重(Legal Load)與允許載重

(Permit Load)而不同。

於強度極限狀態:

C=csRn... (2.3) 於使用服務極限狀態:

C=fR... (2.4) 其中,c為現況係數(表 2-12);s為結構系統係數;為 LRFD 抵 抗係數;Rn 為構件標稱抵抗力;及 fR為 LRFD 設計規範中規定的容許 應力。

表 2-12 LRFR 之現況係數

結構構件現況(表 2-7) c

Good or Satisfactory 1.00

Fair 0.95

Poor 0.85

2.1.1.2 日本

日本橋梁管理方式基本上是透過以檢查基準與檢查手冊為基礎之 檢測制度,掌握橋梁損害程度,並評估橋梁健全度,進而決定因應對 策。也就是經由從檢查至診斷、修復之系統化過程,以達成對既有橋 梁之維護管理目的。日本公路橋梁檢測主要依據日本道路公團(Japan Highway Public Corporation, JH)的「道路構造物点検要領(案)」[21]與國 土交通省的「橋梁の維持管理の体系と橋梁管理カルテ作成要領(案)」

[22]及「橋梁定期点検要領(案)」[23],而各地方管理單位再依區域特性進 行調整與規範。以下就 JH 的「道路構造物点検要領(案)」[21]分別依檢 測等級、檢測作業流程、檢測頻率、檢測方法、檢測人員之編制與資

1. 檢測等級

日本橋梁檢測等級依不同目的可以區分為五大類型[21],各類型 說明如表 2-13。

表 2-13 日本道路公團橋梁檢測等級

檢測等級 目的

初期檢測

以掌握構造物完成後的初期狀況為目的所執行的檢測。配合初期檢 測,也要將建造結構物時的變形狀態或修補經過等記錄一併收集整 理。

日常檢測

盡早發現道路全面性異常、損傷等,判定是否需要做適當處置及修 補等為主要目的而實施的巡迴檢查,並區分為主線內與主線外之檢 測。

1. 主線內檢測

從主線內進行的檢測,主要由車上目視及車上感覺,從主線內能以 目視確認或身體感覺範圍內,掌握結構物全般的異常、損傷為目的。

2. 主線外檢測

從主線外(一般道路)的檢測,以車上目視為主,就高速公路等與一 般道路等的交叉點、市區指示標誌等,從防止第三者受害為觀點,

掌握結構物全面的異常、損傷為目的。

定期檢測 要掌握管理區段全體結構物的狀況以確保橋梁安全而定期實施的檢 測工作,該檢測結果將作為今後擬定檢測計畫之資料。

詳細檢測 為掌握、評估結構物損傷的細部狀況所實施之檢測,該檢測結果將 作為擬定檢測計畫、修補計畫等之基礎。

臨時檢測 平常檢測有困難,或因應異常氣象需要臨時實施的檢測。

資料來源:參考文獻[21]

2. 檢測頻率

日本的檢測頻率依表 2-14 所示為標準。表 2-14 所示的檢測頻 率,可根據過去的檢查結果和構造物的狀況,及考慮到環境條件和 使用條件下,適度地調整。

表 2-14 日本橋梁檢測頻率

檢測等級 檢測頻率(適用範圍)

初期檢測 於構造物建造完畢,開放使用之前 7 日/1 週

(車流量在 40,000 輛/日以上者) 5 日/1 週

(車流量在 5,000 輛/日~40,000 輛/日者 或連續 2 日以上未檢測者)

日間

7 日/2 週

(車流量在 5,000 輛/日以下或連續 2 日以上未檢測者) 主線內

夜間 1 次/1 月

主線外 2~4 次/1 年 定期檢測 1 次/1 年

詳細檢測

對交通安全或對第三者恐造成妨礙顧慮的處所,檢測最大間隔 5 年 上述情況以外的處所,檢測最大間隔 10 年。

但標誌在開放使用後 1 個月、6 個月及 12 個月時實施。

檢測間隔,應考量檢測結果或結構物的狀況,及其結構物的周邊環 境,因應需要得在最大間隔範圍內適當縮短。

臨時檢測 視必要性而定 資料來源:參考文獻[21]

不同的檢測等級所需檢測的對象則如表 2-15 所規定。

表 2-15 日本各橋梁檢測等級所需檢測的構件

平常檢測

對象 初期

檢測 主線內 主線外

定期 檢測

詳細 檢測

鋼橋

混凝土橋

混凝土橋面版

預鑄混凝土橋面版

下部結構

支承

伸縮装置

柵欄

排水設施

防止落橋裝置

檢查路

註:表中記錄○表示進行必要的檢測,–表示在檢測可能的場合來進行。

資料來源:參考文獻[21]

3. 檢測人員編制與資格

在定期檢測中[23],每一座橋與每一台橋梁檢測車的檢測作業班 的編成人員,表 2-16 可供為參考。此外,各編制人員所負責之工作 內容如下:

(1) 橋梁檢測員:負責管理檢測作業班,安全之管理,各人員行動 之掌握,檢測調查的實施等。

(2) 檢測補助員:依據橋梁檢測員的指示輔助檢測作業的進行,輔 助儀器之操作,現況之記錄與攝影等,通常配置兩人。

(3) 檢測車運轉員:遵從橋梁檢測員指示檢測車的移動等。

(4) 交通整理員:在檢測時管制交通,確保與維持檢測作業班人員 執行工作時的安全。

表 2-16 日本橋梁檢測作業班的編成人員

人員 橋梁檢測車 其他的設施

橋梁檢測員 1 人(註 1) 1 人(註 2)

檢測補助員 2 人(註 1) 2 人(註 2)

檢測車運轉員 1 人(註 1)

交通整理員 (註 3)

(註 1)橋梁檢測車:對於檢測所必要的作業範圍與交通狀況等,需充分考量各橋梁 及各檢測使用機種,來決定編成人員。

(註 2)其他的設施:若有檢查車、梯子、舟,塗裝時利用之工作架的場合,需考量 現地條件與檢測方法(項目、器具等)決定編成人員。

(註 3)交通整理員:交通整理員,需根據道路工事保全設施設置基準(案),橋梁之 交通條件,來決定編成人員。

資料來源:參考文獻[23]

橋梁的定期檢測根據業務委託進行的場合需配置一名以上,並 合乎下列各項規定之檢測員[24]

(1) 大學畢業後具有 5 年以上實務經驗者。

(2) 二專或專科畢業後具有 8 年以上實務經驗者。

(3) 高中職學校畢業後具有 11 年以上實務經驗者。

(4) 不符前項資格,但具有同等以上的能力者。

4. 檢測技術