102-
MOTC-IOT-102-H1DB006b
港灣構造物安全檢查評估之研究 (3/4)
交 通 部 運 輸 研 究 所
中 華 民 國 103 年 2 月
102-
MOTC-IOT-102-H1DB006b
港灣構造物安全檢查評估之研究 (3/4)
著 者：陳桂清、柯正龍、張嘉峰、廖振程 李賢華、柯正龍、簡臣佑、邱信諺 張永昌、林嘉澤
交 通 部 運 輸 研 究 所
GPN：1009500249 ISBN：986-00-4344-2 (全套:平裝) 著作財產權人：中華民國(代表機關：交通部運輸研究所) 本著作保留所有權利，欲利用本著作全部或部份內容者，
港灣構造物安全檢查評估之研究(3/4)
著 者：陳桂清、柯正龍、廖振程、張嘉峰、李賢華、柯正龍、簡臣佑 邱信諺、張永昌、林嘉澤
出版機關：交通部運輸研究所
地 址：10548 臺北市敦化北路 240 號
網 址：www.ihmt.gov.tw (中文版＞中心出版品) 電 話：(04)26587176
出版年月：中華民國 103 年 2 月 印 刷 者：
版(刷)次冊數：初版一刷 100 冊 本書同時登載於交通部運輸研究所網站 定 價：全套 冊 元
展 售 處：
交通部運輸研究所運輸資訊組•電話：(02)23496880
國家書店松江門市：10485 臺北市中山區松江路 209 號 F1•電話：(02) 25180207 五南文化廣場：40042 臺中市中山路 6 號•電話：(04)22260330
港灣構造物安全檢查評估之研究
(3/4)
交通部運輸研究所
102
交通部運輸研究所合作研究計畫出版品摘要表
出版品名稱：港灣構造物安全檢查評估之研究(3/4)
國際標準書號(或叢刊號) 政府出版品統一編號 運輸研究所出版品 編號
計畫編號
MOTC-IOT-102- H1DB006b
本所主辦單位：港研中心 主管：邱永芳
計畫主持人：柯正龍 研究人員：
聯絡電話：04-26587118 傳真號碼：04-26564418
合作研究單位：財團法人臺灣營建研究院 計畫主持人：張嘉峰
研究人員：廖振程、李賢華、簡臣佑、邱 信諺、張永昌、林嘉澤
地址：新北市新店區中興路二段 190 號 11F 聯絡電話：02-89195000
研究期間 自 102 年 2 月 至 102 年 11 月
關鍵詞：港灣構造物、檢測標準、執行程序 摘要：
本計劃為「港灣構造物安全檢查評估之研究」3/4期，此計畫之主軸圍繞於「檢測 作業標準制訂」、「現有港灣構造物安全評估方法之檢討」與「維護管理系統建置」三項
，希望藉由港灣構造物，包含碼頭(重力式、板樁式與棧橋式三種)與防波堤等，以基隆 港目前現有的研究基礎上，再進行更深入之探討與設施資料之擴充。「檢測作業標準制 訂」先前的研究已針對目視檢測標準修訂部分簡化檢測內容，並藉由圖示輔助增加實用 性。而儀器檢測適用性探討部分以混凝土與鋼材兩類，撰寫其檢測原理、檢測程序、檢 測注意事項與檢測內容；初步檢測安全評估方式研擬，修正單一構件評估與各設施整體 狀況的整體評估，並增加構件權重問卷；詳細檢測安全評估以與目視與儀器檢測結果較 為相關的碼頭岸肩鋼筋斷面損失進行分析，藉由輸入與檢測結果相關之數據，配合分析 流程，檢視原始設計之需求。
今年度除修正部分目視檢測標準外，亦就儀器檢測內容之持續更新與水下檢測儀器 之適用性進行相關工作。「現有港灣構造物安全評估方法檢討」先前的研究已藉由試驗 之執行，研究所提破壞指標之影響性，探討設施結構破壞新型評估方式，將進一步驗證 及修正、探討結構破壞之新型評估方式應用於鋼板樁碼頭與研議重力式碼頭結構破壞之 評估方式。「維護管理系統建置」，將修正系統檢測標準、系統初步檢測安全評估方式與 經常巡查輸入、建置防波堤維護管理系統與撰寫碼頭設施維護管理系統使用手冊，並擴 大建置港灣構造物資料、研擬分析預測工具與建置檢測報告產出模組。研究成果之應用 除可提供產官學研各界不同需求及應用外，亦可在經濟效益上，藉由掌握碼頭劣化異狀
，有效維護，減少資源浪費。
出版日期 頁數 定價 本出版品取得方式
103 年 2 月
凡屬機密性出版品均不對外公開。普通性出版品，公營
、公益機關團體及學校可函洽本所免費贈閱；私人及私 營機關團體可按定價價購。
機密等級：
□密□機密 □極機密 □絕對機密
(解密條件：□ 年 月 日解密，□公布後解密，□附件抽存後解密，□工作完成或會議終了 時解密，□另行檢討後辦理解密)
■普通
備註：本案之結論與建議不代表交通部之意見。
PUBLICATION ABSTRACTS OF RESEARCH PROJECTS INSTITUTE OF TRANSPORTATION
MINISTRY OF TRANSPORTATION AND COMMUNICATIONS
TITLE:The research of Safety Inspection Accessment for Harbor Structures(2/4)
ISBN(OR ISSN) GOVERNMENT PUBLICATIONS
NUMBER IOT SERIAL NUMBER
PROJECT NUMBER MOTC-IOT-102-H1DB0
06b DIVISION: Harbor & Marine Technology Center
DIVISION DIRECTOR: Chiu Yung-Fang PRINCIPAL INVESTIGATOR: Jeng-Long Ko PROJECT STAFF:
PHONE: 04-26587118 FAX:04-26564418
PROJECT PERIOD FROM February 2013 TO November 2013 RESEARCH AGENCY: Taiwan Construction Reseatch Institute
PRINCIPAL INVESTIGATOR: Chia-Feng Chang
PROJECT STAFF: J. C. Liao, H. H. Lee, C. Y. Jian, S. Y. Chiu, Y. C. Chang, C. J. Lin
ADDRESS: 11F., No.190, Sec. 2, Zhongxing Rd., Xindian Distric, New Taipei City 231, Taiwan (R.O.C.) PHONE: (02)89195000
KEY WORDS:
HARBOR STRUCTURE, INSPECTION STANDARD, INSPECTION PROCEDURE
ABSTRACT:
According to the two major policy direction provided by MOTC, "rebuild the international gateway to enhance national competitiveness" and "promote sustainable green transportation to meet the carbon reduction", the main industrial and commercial ports of Taiwan must be strengthened the effectiveness of harbor facilities to improve quality and energy of its services in order to reach the core values of international ports, and rebuild competitiveness of transportation hub in East Asia to promote local development. Recent decades, public transportation and other major construction projects extensively are built by reinforced concrete structures, because the durability of reinforced concrete leads little need to maintain. However, the structure is very vulnerable to damage due to the use of the environment (such as corrosive environment) and ultra-load. Its durability and safety is increasingly being questioned and considered.
The three major directions of this research in this year are to modify the standard inspections, to review the method of safety evaluation, and to modify the maintenance management system. According to these directions, this research also modifies the handbook of inspection, evaluation, and maintenance for wharf structure. Modifying the standards of inspections include: 1. Correcting visual inspection standards, and adding visual inspection drawing which can improve consistency for inspection results、2.
Synthesizing inspection theorem, inspection process, inspection notice, and inspection content for each instrument inspection techniques to improve its workability、3. Correcting the weight for each structure elements and the evaluation method which can improve safety evaluation method for visual inspection. The application of research result can not only meet the needs on various fields, but also improve the development of inspection techniques.
DATE OF PUBLICATION February, 2014
NUMBER OF PAGES PRICE
CLASSIFICATION
□RESTRICTED □CONFIDENTIAL
□SECRE □TOP SECRET
▓UNCLASSIFIED
港灣構造物安全檢查評估之研究(3/4) 目 錄
中文摘要 ... I 英文摘要 ... II 目錄 ... III 圖目錄 ... VII 表目錄 ... XI
第一章 緒論 ... 1-1 1.1 研究背景與重要性說明 ... 1-1 1.2 計畫目的 ... 1-2 1.3 計畫對象與範圍 ... 1-3 1.4 研究流程 ... 1-3 第二章 港灣構造物檢測作業標準制訂 ... 2-1 2.1 目前成果與本期工作內容 ... 2-1 2.2 碼頭構造物構件編碼原則與檢測表格修正 ... 2-9 2.3 目視檢測標準內容之修正 ... 2-13 2.4 儀器檢測內容之補充 ... 2-16 2.5 水下檢測儀器之適用性探討與試做 ... 2-22 2.6 修復工法之處置對策補充與單價建置 ... 2-24 2.6.1 修復工法之處置對策補充 ... 2-24 2.6.2 修復工法之單價建置 ... 2-40 2.7 小結 ... 2-45 第三章 現有港灣構造物安全評估方法之檢討 ... 3-1
3.1 現有碼頭結構破壞評估方式之檢討 ... 3-2 3.2 港灣碼頭結構破壞新型評估方式進一步驗證及修正 ... 3-4 3.3 棧橋式碼頭之新型評估方式 ... 3-5 3.3.1 棧橋式碼頭個別構件破壞指標 ... 3-5 3.3.2 混凝土構造棧橋式碼頭之整體破壞評估 ... 3-7 3.3.3 混凝土棧橋式碼頭結構安全評估 ... 3-10 3.3.4 混凝土棧橋式碼頭結構安全評估案例說明 ... 3-11 3.4 鋼板樁碼頭破壞之新型評估方式 ... 3-13 3.4.1 鋼板樁碼頭之破壞檢測 ... 3-13 3.4.2 鋼板樁碼頭之個別破壞指標 ... 3-15 3.4.3 鋼板樁碼頭破壞之整體破壞指標 ... 3-16 3.4.4 鋼板樁碼頭安全評估 ... 3-18 3.4.5 鋼板樁碼頭結構安全評估案例說明 ... 3-18 3.5 重力式碼頭結構破壞之新型評估方式研議 ... 3-24 3.5.1 重力式碼頭之破壞檢測 ... 3-24 3.5.2 重力式碼頭之個別破壞指標 ... 3-25 3.5.3 重力式碼頭之整體指標(structuralstateindex) ... 3-26 3.5.4 重力式碼頭結構安全評估 ... 3-29 3.5.5 重力式碼頭結構安全評估案例說明 ... 3-29 第四章 港灣構造物維護管理系統建置 ... 4-1 4.1 維護管理系統更新與港灣構造物資料擴充 ... 4-1 4.1.1 維護管理系統更新 ... 4-1 4.1.2 港灣構造物資料擴充 ... 4-24 4.2 檢測報告產出模組建置 ... 4-28
4.4 小結 ... 4-34 第五章 結論與建議 ... 5-1 5.1 結論 ... 5-1 5.2 建議 ... 5-2 參考文獻 ... 參-1 附錄一 碼頭構造物維護管理手冊 ... 附錄 1-1 附錄二 歷次季工作會議記錄 ... 附錄 2-1 附錄三 專家座談會議紀錄 ... 附錄 3-1 附錄四 期中報告審查審查意見處理情形表 ... 附錄 4-1 附錄五 期末報告審查審查意見處理情形表 ... 附錄 5-1 附錄六 期末審查簡報 ... 附錄 6-1
圖目錄
圖 1.1 研究流程 ... 1-5 圖 2.1 港灣構造物維護管理作業流程 ... 2-2 圖 2.2 重力、板樁與棧橋式碼頭單元編碼示意 ... 2-3 圖 2.3 碼頭構造物檢測技術列表 ... 2-5 圖 2.4 單一構件評估說明 ... 2-7 圖 2.5 整體構造物評估說明 ... 2-7 圖 2.6 碼頭構造物處置對策程序 ... 2-8 圖 2.7 重力與板樁式碼頭單元編碼方式修正 ... 2-10 圖 2.8 重力、板樁式碼頭構件劣化位置記錄方式圖示 ... 2-10 圖 2.9 起重機軌道損壞鋼軌接縫高差照片 ... 2-15 圖 2.10 3D 光達量測原理 ... 2-16 圖 2.11 脈衝式測量法 ... 2-16 圖 2.12 相位差法 ... 2-17 圖 2.13 小足跡光達(a)與大足跡光達(b)示意圖(Mallet & Bretar, 2009)
... 2-18 圖 2.14 植被在全波形與多重回波點雲的比較(Mallet & Bretar, 2009)
... 2-18 圖 2.15 三維光達量測程序與檢測照片 ... 2-19 圖 2.16 三維光達測繪碼頭岸肩成果 ... 2-21 圖 2.17 碼頭岸肩沉陷區測繪成果 ... 2-21 圖 2.18 光達安裝於船首照片 ... 2-21 圖 2.19 船載光達測繪海堤成果 ... 2-22 圖 2.20 防蝕效果的判定方法 ... 2-22
圖 2.21 電位測定示意圖 ... 2-23 圖 2.22 碼頭構造物劣化處置對策表 ... 2-24 圖 2.23 FRP 接合工法示意圖 ... 2-35 圖 2.24 鉚釘打設工法示意圖 ... 2-37 圖 2.25 防蝕包覆修補法示意圖 ... 2-37 圖 2.26 拋石護基工法示意圖 ... 2-38 圖 2.27 拋放麻袋混凝土法示意圖 ... 2-39 圖 2.28 新增護基方塊法示意圖 ... 2-39 圖 3.1 板樁由 Z-型型鋼組合之斷面圖 ... 3-13 圖 3.2 板樁由 Z-型型鋼組合之斷面開裂情形圖 ... 3-14 圖 3.3 受測之典型鋼板樁示意圖 ... 3-19 圖 3.4 典型鋼板樁碼頭構造情形 ... 3-23 圖 3.5 典型鋼板樁碼頭構造銹損破壞現象 ... 3-23 圖 3.6 典型鋼板樁碼頭構造局部破損穿孔現象 ... 3-23 圖 3.7 清理鋼版樁表面附著海生物 ... 3-23 圖 3.8 表面附著海生物清除後情形 ... 3-23 圖 3.9 鋼版樁厚度檢測情形 ... 3-23 圖 3.10 鋼板樁碼頭防蝕塊檢測發現鏽蝕情形 ... 3-24 圖 4.1 本案維護管理軟體架構 ... 4-3 圖 4.2 關聯式查詢方式示意 ... 4-3 圖 4.3 碼頭維護管理系統功能架構 ... 4-10 圖 4.4 港灣基本資料展示-以基隆港為例 ... 4-11 圖 4.5 港灣基本資料展示-以基隆港為例 ... 4-11 圖 4.6 港灣碼頭地圖選擇-以基隆港為例 ... 4-12
圖 4.8 單元基本資料展示-以基隆港西 2 號碼頭為例 ... 4-13 圖 4.9 檢測資料模組巡查類型之查詢與新增-以基隆港為例 ... 4-14 圖 4.10 碼頭經常巡查資料列表-以基隆港東 2 號碼頭為例 ... 4-14 圖 4.11 碼頭經常巡查紀錄表-以基隆港東 2 號碼頭為例 ... 4-14 圖 4.12 碼頭經常巡查紀錄編輯-1-以基隆港東 2 號碼頭為例 ... 4-15 圖 4.13 碼頭經常巡查紀錄編輯-2-以基隆港東 2 號碼頭為例 ... 4-15 圖 4.14 碼頭經常巡查基本資料編輯-以基隆港東 2 號碼頭為例 ... 4-16 圖 4.15 碼頭經常巡查資料新增-以基隆港西 2 號碼頭為例 ... 4-16 圖 4.16 碼頭定期巡查資料列表-以基隆港西 2 號碼頭為例 ... 4-17 圖 4.17 碼頭定期巡查紀錄表-以基隆港西 2 號碼頭為例 ... 4-17 圖 4.18 碼頭定期巡查紀錄編輯-以基隆港西 2 號碼頭為例 ... 4-18 圖 4.19 碼頭定期巡查資料列表(未完成檢測範例)-以基隆港西 2 號碼頭
為例 ... 4-18 圖 4.20 碼頭特別巡查資料新增-以基隆港西 1b 號碼頭為例 ... 4-19 圖 4.21 碼頭特別巡查紀錄表-以花蓮港 25 號碼頭為例 ... 4-19 圖 4.22 維修排序模組之維修方式與碼頭選擇-以基隆港為例 ... 4-20 圖 4.23 緊急維修構件列表-以基隆港東 2 號碼頭為例 ... 4-20 圖 4.24 年度維修構件列表-以基隆港西 3 號碼頭為例 ... 4-21 圖 4.25 緊急搶修構件列表-以基隆港東 1 號碼頭為例 ... 4-21 圖 4.26 維修紀錄模組功能示意 ... 4-22 圖 4.27 維修紀錄模組-新增維修紀錄示意 ... 4-22 圖 4.28 維修紀錄模組-查詢維修紀錄示意 ... 4-22 圖 4.29 帳號管理模組-使用者列表 ... 4-23 圖 4.30 帳號管理模組-使用者新增 ... 4-23 圖 4.31 帳號管理模組-使用者編輯 ... 4-24
圖 4.32 港灣資料擴充後之碼頭檢視圖 ... 4-27 圖 4.33 基隆港東 3 號碼頭單元基本資料 ... 4-27 圖 4.34 基隆港東 2 號碼頭經常巡查紀錄表 ... 4-27 圖 4.35 基隆港東 2 號碼頭防舷材劣化異狀照片 ... 4-27 圖 4.36 定期巡查報告資料料表-以基隆港西 2 號碼頭為例 ... 4-28 圖 4.37 定期巡查報告照片 ... 4-28 圖 4.38 各年度估算修復經費(C(E,i)) ... 4-30 圖 4.39 各年度實際修復經費(C(R,i))與估算修復經費(C(E,i)) ... 4-31 圖 4.40 未來修復費用預測 ... 4-31 圖 4.41 各年修復費用(C(P,i)) ... 4-33 圖 4.42 分析預測修復費用示意 ... 4-33 圖 4.43 分析預測修復費用迴歸趨勢斜率應用 ... 4-34
表目錄
表 1-1 本計畫各年度執行內容 ... 1-2 表 2-1 檢測作業種類比較 ... 2-2 表 2-2 重力式碼頭目視檢測標準(節錄) ... 2-4 表 2-3 重力式碼頭-碼頭本體-岸肩裂縫異狀輔助判斷圖示 ... 2-4 表 2-4 重力式碼頭構件儀器檢測對應 ... 2-5 表 2-5 板樁式碼頭構件儀器檢測對應 ... 2-5 表 2-6 棧橋式碼頭構件儀器檢測對應 ... 2-6 表 2-7 碼頭構造物儀器檢測技術適用性表 ... 2-6 表 2-8 重力式碼頭劣化異狀與處置對策(節錄) ... 2-9 表 2-9 重力與板樁式碼頭構件劣化位置記錄方式說明 ... 2-10 表 2-10 碼頭經常巡查檢測表 ... 2-11 表 2-11 碼頭定期巡查檢測表(節錄)-以重力式碼頭為例 ... 2-12 表 2-12 碼頭特別巡查檢測表 ... 2-13 表 2-13 板樁式碼頭-碼頭本體-壁體接縫開裂目試檢測標準修正表 ... 2-14 表 2-14 起重機軌道損壞目試檢測標準修正表 ... 2-15 表 2-15 防蝕系統(陽極塊)腐蝕電位測定成果範例 ... 2-23 表 2-16 重力式碼頭各劣化狀況等級與其處置對策矩陣 ... 2-25 表 2-17 板樁式碼頭各劣化狀況等級與其處置對策矩陣 ... 2-25 表 2-18 棧橋式碼頭各劣化狀況等級與其處置對策矩陣 ... 2-26 表 2-19 重力式碼頭劣化異狀與處置對策 ... 2-27 表 2-20 板樁式碼頭劣化異狀與處置對策 ... 2-29 表 2-21 棧橋式碼頭劣化異狀與處置對策 ... 2-31 表 2-22 碼頭附屬設施劣化異狀與處置對策 ... 2-34
表 2-23 修復工法單價列表 ... 2-41 表 2-24 樹脂砂漿塗抹工法(C1)單價分析表 ... 2-42 表 2-25 灌注環氧樹脂工法(C2)單價分析表 ... 2-42 表 2-26 修補水泥砂漿工法(C3)單價分析表 ... 2-43 表 2-27 混凝土及鋼筋修補(C4)單價分析表 ... 2-43 表 2-28 新增鋼板焊補法(S1) ... 2-43 表 2-29 拋石護基工法(O1) ... 2-44 表 2-30 拋放麻袋混凝土法(O2) ... 2-44 表 2-31 新增護基方塊法(O3) ... 2-44 表 2-32 防蝕塗料維修(O6) ... 2-44 表 2-33 置換繫船柱(O7) ... 2-44 表 2-34 置換防舷材(O9) ... 2-45 表 3-1 混凝土構造棧橋式碼頭整體結構破壞指標相關之係數 ... 3-10 表 3-2 各構件破壞指數計算表 ... 3-11 表 3-3 整體破壞指標所需參數值 ... 3-12 表 3-4 鋼板樁碼頭整體結構破壞指標相關之係數 ... 3-17 表 3-5 高雄港 39 號碼頭鋼板檢測案例數據 ... 3-19 表 3-6 高雄港 39 號碼頭鋼板檢測案例演算 ... 3-19 表 3-7 高雄港 39 號碼頭冠牆臨水面混凝土強度 ... 3-21 表 3-8 整體破壞指標所需參數值 ... 3-22 表 3-9 重力式碼頭整體結構安全指標相關之係數 ... 3-28 表 3-10 碼頭高程測量沉陷檢測數據 ... 3-30 表 3-11 碼頭壁體混凝土強度檢測結果 ... 3-31 表 3-12 重力式碼頭壁體混凝土強度檢測結果 ... 3-32
表 4-2 碼頭基本資料表架構 ... 4-6 表 4-3 單元基本資料表架構 ... 4-6 表 4-4 構件基本資料表架構 ... 4-6 表 4-5 劣化類型資料表架構 ... 4-7 表 4-6 劣化描述資料表架構 ... 4-7 表 4-7 經常巡查基本資料表架構 ... 4-7 表 4-8 經常巡查詳細資料表架構 ... 4-7 表 4-9 定期巡查基本資料表架構 ... 4-8 表 4-10 定期巡查詳細資料表架構 ... 4-8 表 4-11 特別巡查基本資料表架構 ... 4-9 表 4-12 特別巡查詳細資料表架構 ... 4-9 表 4-13 修復工法資料表架構 ... 4-9 表 4-14 修復工法對應資料表架構 ... 4-9 表 4-15 維修紀錄表架構 ... 4-10 表 4-16 本年度港灣構造物資料擴充單元基本資料列表 ... 4-24 表 4-17 各分析預測方法比較表 ... 4-29 表 4-18 2010 年基隆港西 14 號碼頭定期巡查構件估算修復費用(節錄)
... 4-32
第一章 緒論
1.1 研究背景與重要性說明
依據交通部「重建國際門戶，提升國家競爭力」及「推動永續綠 運輸，符合節能減碳」等 2 大施政方向，臺灣地區主要工商港口為達 現階段重建臺灣在東亞運輸樞紐地位及再造臺灣 21 世紀競爭力之目的，
必須強化其港灣設施之使用效能，以提升其服務能量與品質，方能重 塑國際港埠核心價值，並促進地方發展。交通部運輸研究所已於 100 年 12 月 26 日召開「102 年海岸及道路災害防救科技發展科技綱要計畫 之研商會議」研商，召聚產官學界各方專家研商計畫執行內容。
近幾十年來交通建設等重大公共工程建設，均大量採用鋼筋混凝 土結構興建，由於鋼筋混凝土材料甚具耐久性，因此甚少需要維護，
但受使用環境(諸如腐蝕性的環境)及超負載等因素之影響，結構甚易受 到損壞，其耐久性與安全性日益受到質疑與堪慮。
我國工程結構是否安全堪用，必需明確的瞭解，俾採必要之防範 措施，基於此一要求，急需進行結構物安全評估工作，國外針對新舊 結構物均有建立結構檢測方法及完善評估制度，使結構物達到安全，
經濟、有效益之維護，增長使用壽命之目的，故針對碼頭設施結構物 之檢測技術研究有其必要性。
結構物之維修是為確保安全，使用功能及延長使用年限，以往我 國工程與設施較注重興建，或全面維修，對於平常之維護均認為是例 行公事，僅編列少數維護經費。而英、美、日等先進國家則均依環境 特性，規劃一套完整之維護計劃，不但使維護經費做最有效之運用，
並可杜絕龐大維護費用之浪費，且對人、社會及環境造成最低之衝擊。
因應世界潮流與營建主流趨勢，未來構造物其維護管理所佔權重，將 比興建或全面重建更形重要，因此，未來港灣結構物之劣化與維護時，
相關檢測技術或維修工法與應用亦為本計劃重要之研究課題。本計劃 將針對港灣構造物，針對其破壞型式，研擬港灣構造物檢測標準，參 考先進國家經驗，制訂適用我國之標準。並建置檢測程序，撰寫維護管
理手冊，提供工程師便利操作及應用。本計畫之研究成果將可具體提供 國內各港務分公司辦理港灣構造物安全檢查評估及維護管理之參據。
1.2 計畫目的
為確保港灣構造物安全性、使用功能及延長使用年限，並符合英、
美、日等先進國家之完整維護計劃，以達維護經費有效運用、杜絕維 護費用浪費與對社會經濟環境造成最低之衝擊，故本案最終之目的有 以下幾項主要之目的：
1.港灣構造物維護管理制度之建立 2.港灣構造物安全評估之研析 3.港灣構造物維護管理系統之建置
本案為四年期第三年計畫，各期依目視檢測、儀器檢測、安全評 估、維護管理手冊與維護管理系統等，如表 1-1 所示：
表 1-1 本計畫各年度執行內容
年期
工作內容 第一年 第二年 第三年 第四年
目視檢測 1.國內檢測標準之 概況分析。
2. 歐美日等國檢測 標準之比較分析。
3.實作模擬訓練。
檢測標準之試用。 檢 測 標 準 之 修 改。
建 立 港 灣 構 造 物 檢 測 技 術 與 程序。
儀器檢測
檢 測 儀 器 之 適 用 性探討。
儀器檢測內容之 持續更新。
安全評估
1.新式評估方法之 建立。
2.新式與現有安全 評估方法之比較 分析。
1.初步檢測安全評 估研擬。
2.複合式構件之評 估方法研擬。
碼頭單元評估方 法 之 擬 定 ( 針 對 重力式、棧橋式 與板樁式)。
建 置 評 估 項 目、數量，建立 安全評估程序。
維護管理手冊
1.檢測標準擬定。
2.檢測程序擬定。
檢 測 表 單 之 試 填、推廣與修正。
維護管理手冊之 持續更新。
建 立 港 灣 構 造 物 維 護 管 理 手 冊。
維護管理系統
系統資料庫架構規 劃。
1.構件拆解與各異 狀標準建立。
2.分析預測工具之 研擬。
1.擴大建置港灣 構造物資料。
2.分析預測工具 模組建置。
建 置 港 灣 構 造 物 維 護 管 理 系 統。
1.3 計畫對象與範圍
1.研究計畫對象
本計劃研究對象為碼頭(包含重力式、板樁式與棧橋式三種)與防 波堤等港灣構造物為主，初步擬定將以基隆港為對象，本研究團隊已 執行「基隆港西 14 至西 15 號碼頭結構安全檢測評估與系統建置」與
「基隆港西 2 至西 4 號碼頭結構檢測評估及維護管理系統建置之研究」
兩案，故希望能再藉此研究基礎上，再進行更深入之探討與設施資料 之擴充。
2.研究計畫範圍
計畫範圍主要針對港灣構造物檢測標準，配合國內外之文獻資料，
進行比較分析，藉以制訂適合我國之標準外。亦針對港灣構造物檢測 建置其執行程序，配合手冊之撰寫(包含施檢測類型與頻率、構件編碼 原則、目視檢測評估標準、儀器檢測建議與修復排序等)，藉以讓現場 工程師能便於操作。至於安全評估部分，本研究亦將針對現有評估方 式進行探討，並提出結合目視與儀器檢測之新式評估方法。
1.4 研究流程
本研究計畫分 4 年(100 年~103 年)執行，第一年(民國 100 年)已完 成國內外檢測標準比較分析並進行實作模擬訓練、建立新式評估方法 及探討其與現有安全評估方法之比較分析、擬定檢測標準及檢測程序、
規劃碼頭維護管理系統資料庫架構。第二年(民國 101 年)已完成檢測標 準試用及探討岸上檢測儀器之適用性、擬定複合式構件之評估方法、
維護管理手冊檢測表單之試填與修正、維護管理系統各種型式碼頭構 件拆解與建立各劣化狀況標準、檢測系統試執行、研究成果實作模擬 教育訓練等。
本期(民國 102 年)預期完成工作項目如下：
1.水下檢測儀器之適用性探討與試作
2.碼頭構件單元評估方法之擬定(針對重力式、棧橋式與板樁式) 3.維護管理系統模組增加
(1)擴大建置港灣構造物資料 (2)分析預測工具之研擬 4.檢測報告產出模組建置
本計劃為「港灣構造物安全檢查評估之研究(3/4)」，此計畫之主 軸圍繞於「維護管理作業標準制訂」、「現有港灣構造物安全評估方法 之檢討」與「維護管理系統建置」 三項。本期在「檢測作業標準制 訂」於目視檢測標準修訂部分簡化檢測內容，並藉由圖示輔助增加實 用性；而儀器檢測適用性探討部分以混凝土與鋼材兩類，內容包含檢 測原理、檢測程序、檢測注意事項與檢測內容，其中，儀器檢測增加 3D 光達與防蝕系統檢測之腐蝕電位測定技術。「現有港灣構造物安全 評估方法檢討」以前一年度試驗之執行，探討所提破壞指標之影響性，
且應用於鋼板樁碼頭與研議重力式碼頭結構破壞之評估方式。「維護 管理系統建置」，修正目視檢測標準、系統初步檢測安全評估方式與 經常巡查輸入、建置防波堤維護管理系統與撰寫碼頭設施維護管理系 統使用手冊，今年度將擴大建置港灣構造物資料 (增加碼頭基本資 料)、研擬分析預測工具與建置檢測報告產出模組。研究流程中針對
「檢測標準制定」中所撰寫之維護管理手冊進行審核，以便於下一年 度推廣時能切合需求。本計畫之研究流程如下圖 1.1 所示。
圖 1.1 研究流程
第二章 港灣構造物檢測作業標準制訂
本章首先就本案迄今之成果藉由圖 2.1 港灣構造物維護管理作業 流程進行概述，說明目前已完成之目視檢測標準、儀器檢測標準、初 步檢測安全評估、詳細檢測安全評估與處置對策(緊急維修、緊急搶修、
年度維修)。本期目視檢測標準除由前一年度舉行之教育訓練持續回饋 各港務分公司對於劣化異狀判別之方式與數值外，亦藉由歷次工作會 議修正，並且希望藉由本期舉行之座談會議(已於 7 月 11 日舉行)討論
「碼頭構造物維護管理手冊」內容之適宜性。儀器檢測標準目前已就 混凝土與鋼構造物羅列非破壞檢測技術(如應用敲擊回音法確認裂縫深 度)，就海床深度、地下孔洞分布與碼頭岸肩狀況，分別以水深多音束、
透地雷達與光學測量等技術，撰寫其各自之檢測原理、檢測程序、檢 測注意事項與檢測成果等內容，供現場檢測人員參考之用，本期報告 再補充三維光達(3D Lidar)應用於確認碼頭岸肩地形或防波堤堤體是否 有異常之情況，確認碼頭與防波堤水下構造物之情況；水下儀器檢測 部分針對防蝕系統檢測技術除原有之檢測技術說明外，亦補充實例檢 測案例，以作為適用性與視作之參考。修復工法之處置對策，目前已 就劣化異狀(分就鋼筋混凝土與鋼構造物)提供 7 項維護工法，本期再藉 由資料之蒐集補充各類型碼頭與其附屬設施之建議處置對策。
2.1 目前成果與本期工作內容
本節先就港灣構造物檢測作業標準制訂之研究成果進行概述，作 業標準之程序如圖 2.1 所示，圖中針對經常巡查、定期巡查與特別巡查 制定其「碼頭構造物檢測類型與頻率」、「碼頭構造物構件編碼原則」
與「碼頭構造物目視檢測評估標準」，其後制定對目視檢測後需進行之
「碼頭構造物儀器檢測」與「碼頭構造物初步安全評估」之內容，最 後針對各劣化異狀制定其「處置對策」。以下就上述內容進行說明：
圖 2.1 港灣構造物維護管理作業流程 1.碼頭構造物檢測類型與頻率
巡查類型與頻率依「經常巡查」、「定期巡查」與「特別巡查」
而分就「建議執行單位」、「巡查時機」與「巡查方式」來進行制定，
如表 2-1 所示，詳細說明請參閱附錄 1 碼頭構造物維護管理手冊第一 章所示。
表 2-1 檢測作業種類比較
種類 建議執行單位 巡查時機 巡查方式 經常巡查 工務權責單位 日常
(建議每季一次) 目視巡查(岸上) 定期巡查 委外發包廠商 固定時間
(建議兩年一次)
目視巡查(包含水下)、簡單儀 器、依需求配合詳細儀器檢測 特別巡查 工務權責單位 重大災害
事故發生後 目視巡查(岸上)
經常巡查
劣化嚴重否
是 否
特別巡查
損傷嚴重否 是
否
目視檢測
緊急搶修
緊急維修 年度維修
定期巡查
劣化嚴重否 是
否
儀器檢測 初步檢測
安全評估
劣化嚴重否
緊急維修
是 否
詳細檢測安 全評估
碼頭構造物檢測類型與頻率、構件編碼原則與目視檢測評估標準 碼頭構造物儀器檢測
碼頭構造物初步安全評估與處置對策
2.碼頭構造物構件編碼原則
重力與板樁式碼頭為連續式結構，原以 10m 為一單元(Block)區 分，若屬重力式沈箱碼頭，則以各沈箱作為單元區分，編碼之順序 以面向碼頭編號增加方向進行，此兩型式碼頭今年度將修正編碼方 式，請參閱 2.2 節所述。棧橋式碼頭單元則依墩柱縱向柱線間距進行 單元編碼，棧橋式墩柱編碼方式 Pnm(n 為橫向編號、m 為縱向編號)。
各類碼頭劣化位置之描述請參閱附錄 1 碼頭構造物維護管理手冊第 二章所示。
圖 2.2 重力、板樁與棧橋式碼頭單元編碼示意 3.碼頭構造物目視檢測評估標準
評估標準依各類碼頭型式而有所區別，其標準依前述編碼將各構 件劣化異狀以 1~4 等狀況予以文字(如表 2-2 所示)與圖示(或照片)(如 表 2-3 所示)之描述，各類碼頭劣化位置之描述請參閱附錄 1 碼頭構 造物維護管理手冊第三章所示，其中劣化狀況為 1 者，即為狀況良好；
劣化狀況為 2 者，即為劣化狀況輕微；劣化狀況為 3 者，即為劣化狀 況明顯；劣化狀況為 4 者，即為劣化狀況嚴重，以下將就劣化狀況等 級 2、3 與 4 說明之。
…… …… …… ……
表 2-2 重力式碼頭目視檢測標準(節錄)
第 1 層構件 第 2 層 構件
劣化 類型
劣化
狀況 劣化狀況說明
碼頭
本體 岸肩
裂縫
1 無異狀
2 局部(1m2)可見到 2~3 個寬度 3mm 以下的裂縫 3 裂縫寬度約 3~5mm 以內
4 裂縫擴散至整個岸肩或裂縫寬度約 5mm 以上
剝落
1 無異狀
2 混凝土輕微剝落且鋼筋尚未露出或剝落寬度直徑<15 cm，深度<2.5 cm 3 鋼筋混凝土(或鋼絲網)外露腐蝕，剝落寬度直徑≦15 cm，深度
>2.5 cm 或剝落寬度直徑>15 cm，深度≦2.5 cm
4 鋼筋混凝土外露腐蝕，且鋼筋底部混凝土剝落，且剝落寬度直徑
>15 cm，深度>2.5 cm 沈陷
(雨天 檢視)
1 無異狀
2 岸肩輕微下陷(面積<5 m2、高度<2.5 cm)
3 岸肩明顯下陷(面積≦5 m2、高度>2.5 cm 或面積>5 m2、高度≦2.5 cm)
4 岸肩嚴重下陷(面積>5 m2、高度>2.5 cm)
表 2-3 重力式碼頭-碼頭本體-岸肩裂縫異狀輔助判斷圖示
劣化狀況 2 3 4
劣化狀況 圖示
4.碼頭構造物儀器檢測
檢測儀器技術依組成材料分為「混凝土」與「鋼材」，並就其他 非屬上述兩種材料之檢測技術，以「其他」類型羅列，如圖 2.3 所示。
各檢測技術就其檢測原理、檢測程序、檢測注意事項與檢測成果進 行撰寫以供現場工程人員參閱，並就各技術應用之對象(如表 2-4~表 2-6 所示)與適用性(如表 2-7 所示)進行列表以供參閱，詳請參閱附錄
局部(1m2)可見到2~3 個 寬 度3mm以下的裂 縫
L1
L3
L2 俯視圖
1 m
1 m
裂縫寬度約3~5mm以 內
L1
Ln
L2
…..
俯視圖
裂縫擴散至整個岸肩或 裂縫寬度約5mm以上
俯視圖
圖 2.3 碼頭構造物檢測技術列表 表 2-4 重力式碼頭構件儀器檢測對應 第 1 層
構件
第 2 層 構件
建議儀器檢測項目
結構性檢測 材料性檢測
碼頭本體
岸肩 透地雷達、光學測 量、混凝土裂縫探測
反彈錘法、鋼筋電阻係數量測、鋼筋電 位值量測、中性化試驗、抗壓試驗、超
音波脈波速度量測、氯離子檢測 壁體
後線 光學測量 －
海床 水深多音束探測 －
表 2-5 板樁式碼頭構件儀器檢測對應 第 1 層
構件
第 2 層 構件
建議儀器檢測項目
結構性檢測 材料性檢測
碼頭 本體
岸肩 透地雷達、光學測 量、混凝土裂縫探測
反彈錘法、鋼筋電阻係數量測、鋼筋 電位值量測、中性化試驗、抗壓試驗、
超音波脈波速度量測、氯離子檢測 壁體 光學測量 材料厚度檢測、防蝕系統檢測
後線 －
海床 水深多音束探測 －
表 2-6 棧橋式碼頭構件儀器檢測對應 第 1 層構件 第 2 層構件 建議儀器檢測項目
結構性檢測 材料性檢測
面版
梁
混凝土裂縫探測
反彈錘法、鋼筋電阻係數 量、鋼筋電位值量測、超音 波脈波速度量測
岸肩底部
岸肩 透地雷達、光學測量、
混凝土裂縫探測
反彈錘法、鋼筋電阻係數量 測、鋼筋電位值量測、中性 化試驗、抗壓試驗、超音波 脈波速度量測、氯離子檢測
後線 光學測量 －
拋石護坡 －
海床 水深多音束探測 －
其中表 2-7 之抗壓強度、中性化、氯離子與腐蝕電位，如需鑽心者，
建議應先行考量鑽心為一破壞試驗，應妥善考慮其必要性。如欲鑽心 取樣進行抗壓強度，作為後續混凝土強度，代入數值模型，建議可以 反彈錘取得混凝土強度之數值。
表 2-7 碼頭構造物儀器檢測技術適用性表 混凝土
強度
混凝土 品質
裂縫 深度
鋼筋 配置
鋼筋腐 蝕狀態
防蝕 性能
海床 狀態
孔 洞
沈 陷 1.抗壓強度 ● ●
2.中性化 ●
3.氯離子 ●
4.腐蝕電位 ●
5. 板 ( 管 ) 樁 厚
度檢測 ●
6.應力波法 ● ● ●
7.反彈錘 ● ●
8.透地雷達 ● ●
9.水深多音束 ●
10.光學測量 ●
5.碼頭構造物初步安全評估與處置對策
後續之處置對策選擇修復工法，未來再配合各處置對策之修復單 價，藉以估算修復經費；後者藉由各構件權重(藉由層級分析法發 放 20 份問卷針對專家學者以構件兩兩比較之方式決定，權重表依 各類型碼頭而分請參閱附錄 1 碼頭構造物維護管理手冊第五章 5.1 節所示)，評估各碼頭整體狀況，如圖 2.5 所示，藉以提供管理者 做維修排序決策管理之用。
圖 2.4 單一構件評估說明
圖 2.5 整體構造物評估說明
(2)碼頭構造物處置對策：處置對策依前述圖 2.1 分為「年度維修」、「緊 急維修」與「緊急搶修」方式，如圖 2.6 所示：
○1 年度維修：確認能否掌握劣化原因，若否則需進行詳細檢測，
再擬定維修補強策略後，進行施工；若能掌握劣化原因，則可 直接擬定維修補強策略並進行施工。
○2 緊急維修：為構件為目視檢測標準為等級 4 之狀況，需確認是 否掌握劣化原因，若否則需交由專案檢測小組了解其劣化原因 後，遴選顧問公司與營造廠進行施工；若能掌握其劣化原因，
則可直接遴選顧問公司與營造廠進行施工。
○3 緊急搶修：由於屬重大人為事故或天然災害後之修復，其目視 檢測標準為等級 4 之狀況，屬緊急狀況，為避免二次災害的發 生，故直接委由顧問公司與營造廠商進行快速補強設計，進行 施工，以利安全。
處置對策依各劣化異狀(針對狀況等級為 2 與 3 者)對應建議的 修復工法，並於其後說明各工法的施工說明與工料分析，以供現地 工程師使用，惟在此僅針對一般性修復工法進行說明，補強工法部 分針對劣化狀況等級為 4 者，因涉及結構分析與設計，故僅提供維 修補強工法以供參考。一般性修復補強之處置對策依鋼筋混凝土構 造物(C)、鋼構造物(S)與其他工法(O)加以區分，並藉由目視檢測標 準訂定之劣化等級對應其修復方式，如表 2-8 所示。
是否掌握 劣化原因
詳細檢測
擬定維修補 強策略
維修、補強 施工 年度維修
是
否
是否掌握 劣化原因
專案檢測
維修、補強施工 成立工作小組 官員、學者、專家
遴選顧問公司 營造廠商 快速補強設計
緊急維修
是
否
維修、補強施工 遴選顧問公司
營造廠商 快速補強設計
緊急搶修
表 2-8 重力式碼頭劣化異狀與處置對策(節錄)
第 1 層 構件
第 2 層 構件
劣化 類型
劣化
狀況 劣化狀況說明 建議處置對策
碼頭
本體 岸肩
裂縫
2 局部(1m2)可見到 2~3 個寬度 3mm
以下的裂縫 樹脂砂漿塗抹工法(C1)
3 裂縫寬度約 3~5mm 以內 灌注環氧樹脂工法(C2) 4 裂縫擴散至整個岸肩或裂縫寬度
約 5mm 以上
需進行結構分析瞭解成 因與是否影響安全性，再 進行結構補強
剝落 2
混凝土輕微剝落且鋼筋尚未露出 或剝落寬度直徑<15 cm，深度
<2.5 cm
修補水泥砂漿工法(C3)
3
鋼 筋 混 凝 土 ( 或 鋼 絲 網 ) 外 露 腐 蝕，剝落寬度直徑≦15 cm，深度
>2.5 cm 或 剝 落 寬 度 直 徑 >15 cm，深度≦2.5 cm
修補水泥砂漿工法(C3)
4
鋼筋混凝土外露腐蝕，且鋼筋底 部混凝土剝落，且剝落寬度直徑
>15 cm，深度>2.5 cm
需進行結構分析瞭解成 因與是否影響安全性，再 進行結構補強
混凝土及鋼筋修補(C4)
2.2 碼頭構造物構件編碼原則與檢測表格修正
1.碼頭構造物構件編碼原則修正
目前重力與板樁式碼頭以 10 m 為一單元進行編碼，惟此編碼方 式單元切割較多且檢測進行時較不易判別單元，故經專家座談會議 後之建議，修正為以繫船柱進行編碼(棧橋式因其結構型式與判別較 為容易，故仍維持原有方式)。故針對此兩類碼頭，以兩繫船柱間為 一單元(Block)如圖 2.7 所示，若各碼頭間之交界若非繫船柱，則仍須 編列為一單元，如圖 2.7(1)所示。各碼頭單元構件拆解分為碼頭本體、
海床與附屬設施。碼頭本體再拆分成岸肩、壁體與後線；附屬設施 拆分成繫船柱、防舷材、車擋與起重機軌道。各構件之劣化狀況位 置記錄如表 2-9 所示。
圖 2.7 重力與板樁式碼頭單元編碼方式修正 表 2-9 重力與板樁式碼頭構件劣化位置記錄方式說明 第 1 層構件 第 2 層構件 劣化位置描述
碼頭本體
岸肩 紀錄 X、Y 值(如圖 2.8(a)之(1)所示) 壁體 紀錄 X、-Z 值(如圖 2.8(b)之(2)所示) 後線 紀錄 X 值(如圖 2.8(a)之(2)所示) 海床 紀錄 X 值(如圖 2.8(b)之(1)所示) 附屬
設施
車擋 紀錄第 n 個
繫船柱 無(一單元僅有一個) 防舷材 紀錄第 n 個
吊車軌道 紀錄 X 值
(a)俯視圖 (b)正視圖
臨海側
編號方向(以碼頭編號增加方向為準)
繫船柱 繫船柱 繫船柱
B2 B3 ……… Bn
B1
重力(或板樁)式碼頭
繫船柱 (1)
第N號碼頭 第N-1號碼頭
Bn
Y -Z
2.碼頭構造物檢測表格修正 (1)經常巡查檢測表
經常巡查以表 2-10 進行。由於該表建議為提供碼頭工務權責 單位平時使用，其檢測方式以整體碼頭岸上構件進行記錄，故若 各構件有劣化異狀發生，則填寫其最嚴重的劣化狀況等級(表格中 僅顯示數值，對應之劣化狀況等級描述附加於其後)，並紀錄其所 發生的單元位置與劣化位置，數量則以總數量為準，照片編號則 紀錄拍攝相片編號之用。
表 2-10 碼頭經常巡查檢測表
檢測日期 年 月 日 檢測天氣 □晴□陰□雨
碼頭資料 港灣名稱 碼頭編號
檢測單位： 檢測人：
碼頭本體
構件名稱 劣化類型 劣化狀況 劣化單元 劣化位置 劣化數量 照片編號
岸肩
裂縫 □1、□2、□3、□4 X__,Y__ m
剝落 □1、□2、□3、□4 X__,Y__ m2 沈陷 □1、□2、□3、□4 X__,Y__ m2 後線 沈陷 □1、□2、□3、□4 X________ m2
附屬設施
構件名稱 劣化類型 劣化狀況 劣化單元 劣化位置 劣化數量 照片編號
繫船柱 腐蝕龜裂 □1、□2、□3、□4 － 個
防舷材 龜裂破損 □1、□2、□3、□4 第____個 個
車擋 龜裂破損 □1、□2、□3、□4 第____個 個
起重機軌道 腐蝕位移 □1、□2、□3、□4 X________ m 檢測員意見：
(2)定期巡查檢測表
定期巡查以單一單元方式進行，如表 2-11 所示。巡查時除岸 上目視檢測外，尚包含水下目視檢測，因此以碼頭各單元檢視各 構件劣化異狀，並紀錄最嚴重者之劣化狀況等級與其劣化位置，
並將該類型劣化數量以總量紀錄(照片編號同前述之經常巡查)。
表 2-11 碼頭定期巡查檢測表(節錄)-以重力式碼頭為例
編號：
檢測日期 年 月 日 檢測天氣 □晴□陰□雨
碼頭基本 資料
港灣名稱 碼頭編號
碼頭用途 □貨櫃碼頭 □散雜貨碼頭 □客運碼頭 □其他碼頭 碼頭型式 □重力式 □板樁式 □棧橋式 □混合式( )
檢測資料 檢測單元 B
檢測單位： 檢測人：
碼頭本體
巡查項目 劣化輕微(D=2) 劣化中等(D=3) 劣化嚴重(D=4) 劣化 數量
劣化 位置註3
照片 編號
岸 肩
裂縫
□ 局 部 可 見 到 2~3 個部位有裂 縫 ( 裂 縫 寬 度 約 3mm 以下)
□局部可見到數個部 位有裂縫(裂縫寬度約 3~5mm 之間)
□ 裂 縫 擴 散 至 整 個岸肩(裂縫寬度 約 5mm 以上)
m X： m Y： m
剝落
□混凝土輕微剝 落且鋼筋尚未露 出或剝落寬度直 徑≦15 cm，深度
≦2.5 cm
□鋼筋混凝土(或鋼絲 網)外露腐蝕，剝落寬 度直徑≦15 cm，深度
>2.5 cm 或剝落寬度 直徑>15 cm，深度≦
2.5 cm
□ 鋼 筋 混 凝 土 外 露腐蝕，且鋼筋底 部混凝土剝落，且 剝落寬度直徑>15 cm，深度>2.5 cm
m2 X： m Y： m
(3)特別巡查檢測表
特別巡查乃針對天然或人為災後發生後為主，故以檢視岸上 構件是否有達到劣化狀況為 4 之情形，故並非紀錄碼頭構件劣化 狀況等級，而以紀錄「是/否」值，如表 2-12 所示。由於該表建議 由工務權責單位於重大災害事故後進行快速岸上目視檢測，確認 是否需進行緊急搶修，故除此部份外，其餘方式相同於經常巡查 方式。
表 2-12 碼頭特別巡查檢測表
檢測日期 年 月 日 檢測天氣 □晴□陰□雨
碼頭資料 港灣名稱 碼頭編號
檢測單位： 檢測人：
碼頭本體
構件名稱 劣化類型 劣化狀況 劣化單元 劣化位置 劣化數量 照片編號
岸肩
裂縫 裂 縫 擴 散 至 整 個 岸
肩? 是□/否□ X__,Y__ m
剝落
鋼 筋 混 凝 土 外 露 腐 蝕，且鋼筋底部混凝 土剝落，且剝落寬度 直 徑 >15 cm ， 深 度
>2.5 cm 是□/否□
X__,Y__ m2
沈陷
岸 肩 嚴 重 下 陷 ( 面 積
>5 m2、 高 度 >2.5 cm)(雨天檢視) 是□/
否□
X__,Y__ m2
後線 沈陷
岸 肩 嚴 重 下 陷 ( 高 度
>10 cm、面積>10 m2) 是□/否□
X________ m2
附屬設施
構件名稱 劣化類型 劣化狀況 劣化單元 劣化位置 劣化數量 照片編號
繫船柱 腐蝕龜裂
材 質 嚴 重 鏽 損 與 剝 落，基座嚴重龜裂是
□/否□
－ 個
防舷材 龜裂破損 材質老化、構件變形
或掉落是□/否□ 第____個 個
車擋 龜裂破損 材質嚴重龜裂或脫落
是□/否□ 第____個 個
起重機軌道 腐蝕位移
兩 軌 間 距 高 差
>=4.25mm、兩軌間距 左右差>=10mm、大範 圍生鏽影響功能是□/
否□
X________ m
檢測員意見：
2.3 目視檢測標準內容之修正
檢測標準藉由前期之教育訓練與歷次工作會議討論回饋修正板 樁式碼頭本體－璧體之接縫開裂與附屬設施－起重機軌道之損壞等 劣化異狀。
1.板樁式碼頭本體－璧體－接縫開裂
經第二次季工作會議討論後，在板樁式碼頭本體－璧體－接縫 開裂劣化異狀上，因壁後回填粒料粒徑較大，故在劣化描述說明上 將漏砂狀況數值予以調整，並將其名稱改為開裂深度，此項劣化異 狀更新前後之表格如表 2-13 所示。
表 2-13 板樁式碼頭-碼頭本體-壁體接縫開裂目試檢測標準修正表 構件 劣化
類型 劣化
狀況 原有劣化狀況說明 更新劣化狀況說明
壁體 接縫開 裂
1 無異狀 無異狀
2
有 輕 微 開 裂 ( 長 度 約 達 10~20cm)，漏砂狀況(鋼棒可 入裂縫約<5cm 深)
開裂深度輕微(文公尺可入裂縫 約<10cm 深)
3
有 明 顯 開 裂 ( 長 度 約 達 20~30cm)，漏砂狀況(鋼棒可 入裂縫約 5~10cm 深)
開裂深度中等(文公尺可入裂縫 10~20cm 深)
4
有嚴重開裂(長度約達 30cm 以上)，漏砂狀況(鋼棒可入裂 縫約>10cm 深)
開裂深度嚴重(文公尺可入裂縫 約>20cm 深)
2.附屬設施－起重機軌道之損壞
雖已將藉由文獻收集而羅列之起重機軌道損壞予以簡化，以便於 現場工程師進行檢測，但經意見回饋與現場勘查後，再將「兩軌間距 高差」與「鋼軌生鏽」等描述予以刪除，餘下之兩軌間距左右差與鋼 軌接縫高差較容易判別，如圖 2.9 所示，此項劣化異狀更新前後之表格 如表 2-14 所示。
圖 2.9 起重機軌道損壞鋼軌接縫高差照片
表 2-14 起重機軌道損壞目試檢測標準修正表 構件 劣化
類型 劣化
狀況 原有劣化狀況說明 更新劣化狀況說明
起重機 軌道
腐蝕 位移
1 無異狀 無異狀
2 兩軌間距高差<3mm、兩軌間距左 右差<5mm、鋼軌接縫高差<3mm
兩軌間距左右差<5mm、鋼軌 接縫高差<3mm
3
兩軌間距高差 3mm~4.25mm、兩軌 間距左右差 5mm~10mm、局部區域 有 生 鏽 、 鋼 軌 接 縫 高 差 3mm~4.25mm
兩 軌 間 距 左 右 差 5mm~10mm、鋼軌接縫高差 3mm~4.25mm
4
兩軌間距高差>=4.25mm、兩軌間 距左右差>=10mm、大範圍生鏽影 響功能、鋼軌接縫高差>4.25mm
兩軌間距左右差>10mm、鋼軌 接縫高差>4.25mm
2.4 儀器檢測內容之補充
1.三維光達(3D Lidar)檢測技術 (1)檢測原理
光達為 LADAR(Laser Detection And Ranging)或是 LiDar(Light Detection And Ranging)如圖 2.10 所示。雷射測距中有兩個主要的量 測方法，分別為脈衝式測量法(pulsed ranging)與相位差法(phase difference method)，前者是計算測量光脈衝從發出到接收所花費的 時間如圖 2.11 所示，後者是應用連續波雷射(Continuous Wave lasers) 量測從傳送出去的訊號與打到物體散射回來所接收訊號的相位差，
如圖 2.12 所示。
R=CT/2 C 代表光速=300,000 km/s 圖 2.10 3D 光達量測原理
圖 2.12 相位差法
光達是雷射掃描系統(Laser scanner system)、全球定位系統 (Global Positioning System, GPS) 以 及 慣 性 導 航 系 統 (Inertial Navigation System, INS)的結合，透過雷射掃描儀向地面發出雷射 光對地物進行掃描並記錄，同時 GPS 系統提供掃描儀精確的三維 位置以及 INS 系統提供飛機姿態數據。
其中 INS 系統由慣性測量單位(Inertial Measurement Unit, IMU) 及 導 航 電 腦 所 組 成 ， 一 個 IMU 包 含 了 三 個 單 軸 加 速 度 儀 (accelerometer)及三個單軸的陀螺儀(gyroscope)，再透過這座標資料 可以將物體從其所在的環境中擷取出來製成 3D 模型，其資料通常 以許多點分布於一個三維的空間中的方式儲存稱為點雲，大部分光 達的研究是利用點雲的幾何與強度值來進行。
一束雷射光打出可以有數個回波反射回來，在小足跡光達系統 (光斑直徑 0.2~3m)中是使用多脈衝系統(multiple pulse systems)來 記錄，而另外一種全波形(full-waveform)系統則是大足跡光達系統 (光斑直徑 10~70m)，如圖 2.13 所示，在小足跡光達中雷射光通過 的物體較為單一所以對於波形的影響比較明顯，但是很有可能無法 一直穿透到打到地面的點，大足跡光達可以確保打到地面點但是在 每個回波都是受到數個目標物在不同的位置與不同的特性所影 響。
圖 2.13 小足跡光達(a)與大足跡光達(b)示意圖(Mallet & Bretar, 2009) 全波形系統在訊號分解與增強脈衝探測法上很有貢獻，其較嵌 入式即時系統(embedded real-time systems)更能夠準確地接收大量 的回波，可以得到密度略高的點雲與較好的距離探測，如圖 2.14。
圖 2.14 植被在全波形與多重回波點雲的比較(Mallet & Bretar, 2009) 根據(Meng, Currit, & Zhao, 2010)光達技術於產製 DEM 上的能 力相較於傳統方法(如攝影技術、自動影像比對、高程擷取技術)來 的優越，主要有五點：
○1 點雲的密度高。
○2 基於光達點在高程的分析上可以擷取出表面特徵。
○4 透過多重回波可以辨別植被的樹冠。
○5 因為有多重回波所以可以載有高密度植被的地方進行地面測量。
光達可以有效運用對於地滑監測(McKean & Roering, 2004)，
也可對於地質構造特徵的辨識與擷取上的使用(Sturzenegger &
Stead, 2009)。
(2)檢測程序(如圖 2.15(a)所示)：藉由「現場勘查」進行固定式光達「量 測點選擇」，其後進行「現場量測」，如圖 2.15(b)所示，最後將量 測資料進行處理與結果繪製。
(a) (b) 圖 2.15 三維光達量測程序與檢測照片
(3)檢測注意事項：檢測方式依採用之儀器類型而有其差異，其特性如 下：
○1 脈衝式雷射的特點：距離測量準確和精度高是基於飛行-時間差 的雷射掃描儀的性能特點。
a.測距範圍：大於 200m，最遠的甚至達到 6,000m b.測距精度
(a)中距離脈衝雷射掃描儀(最大測距：< 2,000m)：±2 mm –±
7 mm(測距<50m 時)。
(b)超長距離脈衝雷射掃描儀(最大測距：< 6,000m)：±15 mm(測 距< 50m 時)。
c.最大雷射掃描頻率：2,000~300,000Hz。
d.太陽光和室外光線對掃描點數和精度影響：小。
e.植被覆蓋區域：能夠應用，並且能夠去除植被。
○2 相位式雷射的特點 a.測距範圍：<79m。
b.測距精度：5 mm(距離：< 25m)：±12 mm(距離：< 50m)。
c.最大雷射發射頻率：300,000~600,000Hz。
d.太陽光和室外光線對掃描點數和精度影響：大。
e.不適宜在陽光和晴天下室外進行大於 20m 的測距工作。
f.植被覆蓋區域：不能夠應用。
g.使用範圍侷限：在掃描物件具有多重目標的情況(如網狀、籬 笆、樹木後的房子，設備)下不能使用。
(4)檢測成果
圖 2.16 為某板樁式碼頭岸肩地形地物之測繪成果，藉此瞭解 岸肩高程狀況，圖中 No.1 與 No.2 區域為下陷區域，No.1 沉陷區 域放大如圖 2.17 所示。此技術可快速針對碼頭岸肩進行大範圍之 地形量測，除作為現況高程瞭解外，亦可藉由定期之量測，發現沉 陷趨勢，以輔助判別重力或板樁式碼頭是否璧體有破損漏砂之情形。
由於此技術可藉由定期之檢測進行資料判別作為長期監測之目的，
故亦有案例將三維光達架設於船隻上，如圖 2.18 所示，測繪港灣 防波堤構造物，以確認其狀況，如圖 2.19 所示。
圖 2.16 三維光達測繪碼頭岸肩成果
圖 2.17 碼頭岸肩沉陷區測繪成果
圖 2.18 光達安裝於船首照片
圖 2.19 船載光達測繪海堤成果
2.5 水下檢測儀器之適用性探討與試做
1.防蝕系統(陽極塊)腐蝕電位測定
防蝕系統效果的檢測通常是以電位的測定來進行，透過高電阻電 壓計與檢驗電極來測定鋼質構造物的電位，掌握防蝕設施的電位分佈 狀況進而得知防蝕狀態。如圖 2.20 所示，使用海水氯化銀電極進行 電位測定，數值假如比-780 mV(腐蝕電位)低的話，就表示處在防蝕 狀態。電位測定裝置，如圖 2.21 所示，測定儀器包含高電阻電壓計、
檢驗電極及電位測定裝置。實施電位測定的地點通常是在測定裝置設 置地點與其相鄰的中間點。但是若在這些測定地點不包括陽極中間點 的場合，為了掌握整個防蝕設施電位分佈狀況，則可在距離陽極最遠 的地點進行電位測定。在構造物的深度方向的測定是以 1m 間隔在進 行，另外在棧橋式鋼管樁未安裝陽極的場合，必須選定前列樁進行測 定，檢測結果如表 2-15 所示，表中顯示其陽極塊 1~10 號小於-900 mV，
故皆處於防蝕狀態。
圖 2.21 電位測定示意圖
表 2-15 防蝕系統(陽極塊)腐蝕電位測定成果範例 碼頭
編號
陽極塊 編號
海生物清除前 海生物清除後
發生電位(mV) 發生電位(mV)
上 中 下 上 中 下
#4
1 -995 -990 -995 -998 -994 -1001 2 -994 -992 -994 -997 -999 -998 3 -993 -992 -992 -993 -992 -992 4 -994 -997 -994 -996 -1002 -997 5 -993 -995 -992 -999 -1000 -997 6 -996 -996 -994 -998 -998 -996 7 -999 -1001 -998 -1001 -1004 -1001 8 -997 -995 -997 -999 -1001 -1001 9 -998 -1000 -995 -1001 -1006 -997 10 -1003 -1004 -1001 -1006 -1012 -1004
2.6 修復工法之處置對策補充與單價建置
2.6.1 修復工法之處置對策補充
目前本計劃所建議之處置對策皆依各類型碼頭劣化異狀之等級而 有所對應，本期藉由資料蒐集補充此項內容，處置對策之對應如下表 2-19~表 22 所示，表中，增列部分為「*」中所述，新增內容將於其後 述明其工法內容，各型式碼頭構件各劣化狀況等級與其處置對策矩陣 如表 2-16~表 2-18 所示。既有修復工法(C1~C4、C7~C9 與 S3~S4)請參 閱附錄 1 碼頭構造物維護管理手冊第五章 5.2 節所示，既有建議之處置 對策列表如圖 2.22 所示(圖中粗體字為本次新增部分)。表中對各構件 劣化狀況 2~4 皆有其對應之建議處置對策。但針對狀況 4，由於需進行 結構分析瞭解成因與是否影響安全性，再進行結構補強之故，故雖有 提出但僅供參考。應用上還是以狀況 2~3 之一般性修復方式為主(附屬 設施外，因其狀況等級為 4 即需更換與結構性構件不同)。
表 2-16 重力式碼頭各劣化狀況等級與其處置對策矩陣 劣化
狀況
岸肩、壁體 壁體 後線 海床 裂縫 剝落 沉陷 漏砂 沈陷 沖刷 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 持續
觀察 ˇ ˇ ˇ
C01 ˇ C02 ˇ
C03 ˇ ˇ ˇ
C04 C05
C06 ˇ ˇ
O01 ˇ
O02 ˇ
O03 ˇ
註：劣化狀況 4 為需進行結構分析瞭解成因與是否影響安全性，再進行結構補強
表 2-17 板樁式碼頭各劣化狀況等級與其處置對策矩陣 劣化
狀況
岸肩 壁體 後線 海床
裂縫 剝落 沉陷 接縫
開裂 穿孔 防蝕
系統 沈陷 沖刷 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 持續
觀察 ˇ
C01 ˇ C02 ˇ
C03 ˇ ˇ ˇ
C05 ˇ ˇ
C06 ˇ
S01 ˇ ˇ ˇ ˇ
S02 ˇ ˇ
S03 ˇ
S04 ˇ ˇ
O01 ˇ
O02 ˇ
O03 ˇ
註：劣化狀況 4 為需進行結構分析瞭解成因與是否影響安全性，再進行結構補強
2‐26
表 2-18 棧橋式碼頭各劣化狀況等級與其處置對策矩陣
劣化 狀況
岸肩、梁 岸肩 壁體 後線 海床 岸肩底部 墩柱(鋼管樁) 墩柱(混凝土樁) 拋石護坡
裂縫 剝落 沉陷 漏砂 沈陷 沖刷 裂縫 剝落 腐蝕 防蝕包
覆損壞 裂縫 剝落 破壞
2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 持續
觀察 ˇ ˇ ˇ ˇ
C01 ˇ ˇ
C02 ˇ ˇ
C03 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ
C04 ˇ ˇ
C06 ˇ ˇ
C07 ˇ
C08 ˇ
C09 ˇ ˇ
C10 ˇ
C11 ˇ
S01 ˇ
S02 ˇ ˇ
S05 ˇ
S06 ˇ
S07 ˇ
O01 ˇ ˇ
O02 ˇ ˇ
O03 ˇ ˇ
註：劣化狀況 4 為需進行結構分析瞭解成因與是否影響安全性，再進行結構補強
