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1 交通部鐵路改建工程局工程設計注意事項第二章橋梁工程設計注意事項目錄 2.1 一般說明 設計原則 設計圖說之編製 單位 規範與標準 設計規範 材料標準 設計方法及檢核規定 斷面勁度 容許應力及撓度 特殊工法橋梁之施工週期假設 材料規定 材料性質 材料配置規定 載重規定 考量因素 靜載重 活載重及衝擊力 出軌載重 風載重 溫度變化及梯度 乾縮及潛變 沉陷 施工期間之載重 設計載重之組合 i

2 2.5 細部配置原則 結構系統 上部結構 下部結構 橋梁防落裝置及防落橋長度配置原則 鋼筋混凝土支承墊及調坡塊尺度 支承 橋面伸縮縫 橋梁排水設施 高架橋維修梯 附錄 橋梁設計作業流程 附錄 基礎設計載重分配表及基礎設計成果表 附錄 橋梁配置表 附錄 橋梁預算統計表 附錄 橋梁工法主要材料數量統計表 附錄 ASTM A722 防震拉條設計強度之計算原則 ii

3 2.1 一般說明 承辦本局橋梁工程設計之顧問機構, 除應依交通部頒設計規範進行設計外, 亦應符合本 橋梁工程設計注意事項 相關規定, 若設計未能符合本注意事項及鋼橋與特殊橋梁部分, 則由承辦設計之顧問機構研擬其設計準則, 送請本局同意後據以辦理設計 設計原則橋梁設計作業流程分為基本設計及細部設計二階段, 應依附錄 所示辦理 基本要求 (1) 安全 : 橋梁結構之設計須考量各類載重需求之安全性 (2) 美觀 : 橋梁之造型應配合景觀採行合宜型式 (3) 經濟 : 橋梁配置 材料 工法之選擇應兼顧經濟因素 (4) 施工 : 橋梁型式及材料之選擇須考量施工性 (5) 維護 : 設計階段須考慮結構物將來維修及支承換裝需求 (6) 符合現地情況 : 橋梁結構之配置須考量地形 地質 交通 水理及環境等因素, 俾符合實質需求 (7) 附屬設施設計 : 橋梁設計須能涵納各項附屬設施需求, 並符合行車之安全性及舒適性 分析檢核 (1) 結構分析及結構性檢核 A. 分析模式 : 應與實際結構無過大差異並能合理反應結構臨界斷面之應力, 其中基礎之邊界條件應以等值土壤彈簧或其他更精確之方式模擬 B. 結構安全檢核 : 應檢核是否於規範規定之容許範圍內, 且不得低於容許值甚多, 以免經濟性欠佳 橋梁 (1) 橋臺位置 : 即橋梁之起迄點, 應依地形圖及現地勘查而定, 並考量其高度 接近性及施工性 (2) 平 立面配置 : 應考量跨越地物之現有及未來計畫 ( 例如 : 現有與計畫之河川寬度 道路寬度 都市計畫及其他建設計畫 ), 暨地質情況對基礎造價之影響 2-1

4 (3) 結構系統 : 應考量橋梁之連續長度 跨徑等與橋高之關係, 並綜合施工方式及耐震需求等決定適當之結構系統 (4) 上部結構 A. 型式 : 應考量相鄰路段情況使銜接後之外觀一致 B. 尺度 : 寬度應符合橋寬需求, 梁深則應配合跨徑及淨高需求合理訂定 (5) 下部結構 A. 墩柱型式 : 若採箱型梁, 應配合箱形梁底緣寬度及具足夠空間設置支承及止震裝置 B. 墩柱外形及尺度 : 應檢核外觀造型之一致性, 尺度種類不宜過多以符施工性需求, 並應檢核落水管配置情形 (6) 附屬設施 : 隔音牆 橋面伸縮縫 支承設備 ( 含抗拉拔裝置 ) 隔減震裝置 防落橋設施及橋面洩水孔等應依設計功能實需配置 設計圖說之編製 細部設計定稿文件之核簽 (1) 設計圖 : 所有欄位均應簽名 (2) 設計文件 ( 例如各類計算書 ): 依結構單元加簽核首頁, 並分項於所有欄位簽名或蓋章 設計圖 (1) 設計圖之繪製標準及標題欄應依局頒規定辦理, 其中標準圖部分亦應依局頒規定辦理 (2) 結構平 立面圖應標示道路 ( 含計畫道路 ) 渠道 河流( 於跨越河川時, 若有相關設計資料應予標明 ) (3) 設計圖標示之尺度單位除里程 高程為公尺 (m) 外, 餘未註明者均以公釐 (mm) 計 (4) 各橋梁之總平面圖及橋面板詳圖所示橫斷面尺度均為垂直於鐵路東正線中心線 道路中心線 ( 或 PGL) (5) 基本設計圖至少應含橋梁配置 上部結構 橋墩 橋臺 基礎型式 各部重要尺度 支承型式及標準圖, 並應標示所引用鑽探柱狀之圖號及其位置 ( 細部設計時則免 ) (6) 繪製及說明應明確, 以免日後施工爭議 2-2

5 結構計算書 (1) 所用文字以中文為主, 必要時以英文輔助表示 (2) 應說明分析所採設計程式 方法及步驟, 並註明設計標的物之名稱 位置 設計內容及成果 (3) 應附結構分析模式 (Model) 並註明其節點 (Node) 及元件 (Element ) 號碼 (4) 結構分析及設計之輸入 (Input) 及輸出 (Output) 資料所用單位應清楚標示 (5) 輸入及輸出資料應有完整說明 ( 例如附示意圖並註明尺度或代號 ) (6) 輸出資料應檢核是否符合法令及規範規定, 所採數據則須以底線標註, 並於必要處加註規範所訂容許值之校核, 細部設計時之配筋部分應另加註所採配筋量 (7) 結構物基礎設計完成後應填列基礎設計載重分配表及基礎設計成果表 ( 參附錄 2.6.2), 並標明設計控制因素及使用效率 ( 載重 / 容許承載力 ) 及標註其所引用之鑽探資料 橋梁配置表應於基本設計初稿文件提送時一併送交, 若細部設計期間橋梁配置有變更應即時更正並再提送, 其內容須含標別 起迄里程 跨徑配置 橋長 橋寬( 橋梁外緣線寬度 ) 梁深 橋( 墩柱 ) 高 上部結構型式及施工方法 下部結構及基礎型式 配置說明等資料, 且應依橋梁上部結構工法之不同分段填列及註明製表日期 ( 參附錄 2.6.3) 橋梁預算統計表應於施工預算書初稿提送後 14 日內送審, 並於預算書各次修訂及定稿提送時一併更正送交, 其內容如附錄 2.6.4, 須以 MS Excel 格式填列 橋梁之主要材料數量統計表應併橋梁預算統計表送審 ( 參附錄 2.6.5) (1) 上部結構 : 單位橋面積之混凝土數量 單位混凝土體積之鋼筋及預力鋼腱數量 (2) 下部結構 : 單位混凝土體積之鋼筋數量 特訂條款其格式應依局頒格式辦理 工程數量計算書 2-3

6 (1) 應依工程施工預算書之工作項目順序編列 (2) 應詳列各工作項目及單價分析工料之數量及其計算過程 統計結果 (3) 除鋼筋數量統計表外, 其餘分類數量表及分析計算過程之格式及表格應一致 施工計畫書應敘明主要施工作業項目之設備套數 循環週期等工期編列原則 基本設計報告 細部設計報告至少應概述第 款等所列文件之重要內容及下列事項 (1) 設計準則 (2) 各橋梁之結構型式及工法選取原則 (3) 特殊及重要橋梁之辦理過程 (4) 隔音牆及橋梁附屬設施之配置 (5) 基礎型式 (6) 路段通過斷層因應對策 單位須如表 1 所列使用臺灣地區慣用之公制 (Standard Metric Unit) 或國際單位 (SI, International System of Units) 且以公制為主 表 1 公制及國際單位 公制 國際單位 長度 m,cm or mm m,cm or mm 質量 kg or ton kg 密度 kg/m 3 kg/m 3 單位重 kgf/m 3,tf/m 3 kn /m 3 載重及力 kgf,kgf/m,kgf/m 2 kn,kn/m,kn/m 2 應力及強度 kgf/cm 2,tf/m 2 MPa 彎矩 tf m kn m 2-4

7 2.2 規範與標準 設計規範原則上參照下列最新版本之規範, 惟本注意事項有規定者從其規定, 若其間互有牴觸時以本局之解釋為準 交通部 (1) 交通部頒 鐵路橋梁設計規範 (2) 交通部頒 鐵路橋梁耐震設計規範 (3) 交通部頒之鐵路修建養護規則 (4) 臺鐵局 工務規章彙編 (5) 交通部頒 公路橋梁設計規範 (6) 交通部頒 公路橋梁耐震設計規範 經濟部經濟部頒 申請跨河建造物設置注意事項 國外規範 (1) 日本道路協會 (Japan Road Association, JRA) 編訂之 道路橋示方書. 圖解說 (2) 日本鐵道總合技術研究所 (Railway Technical Research Institute, RTRI) 編訂之 鐵道構造物等設計標準 同解説 (3) 美國州公路及運輸協會 (American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO) 編訂之 公路橋樑標準規範 (Standard Specifications for Highway Bridges) LRFD 橋樑設計規範 (LRFD Bridge Design Specifications) LRFD 橋樑結構規範 (LRFD Bridge Construction Specifications) 材料標準以中國國家標準 (CNS) 為主, 若其無可適用者時得採美國材料試驗協會 (ASTM) 日本工業規格協會(JIS) 或經本局同意之其他材料標準, 並應符合政府採購法第二十六條規定 2-5

8 2.2.3 設計方法及檢核規定應依表 2 所示辦理, 其中各符號之定義說明如下 : R : 設計垂直反力 Ra : 容許垂直承載力 Qu : 極限垂直承載力 S.F.: 安全因數 P : 基樁設計拉拔力 Pu : 基樁極限拉拔承載力表 2 設計方法及檢核規定上部結構 容許應力設計法設計 強度設計法檢核 ( 註 1) 下部結構橋墩及橋臺 : 強度設計法 ( 註 2) 基礎承載力及設計檢核 R<Ra=Qu/3.0 直接基礎 穩定檢核 : 滑動 S.F.=1.5, 傾覆 S.F.=2.0 平 R<Ra= Qu/3.0 時 樁基礎 樁體水平變位 ( 設計地盤面處 )<1.0 cm 檢核負摩擦力 ( 註 3) 檢核樁體材料之容許應力 地 直接基礎 依部頒橋樑耐震設計規範辦理 震 樁基礎 依部頒橋樑耐震設計規範辦理 沖 橋墩最大可能沖刷深度需依河川特性提出設計採用之洪水頻率 刷 參數計算, 並經本局同意後辦理 ( 地震載重採中小地震, 沖 刷深度取最大沖刷深度之 1/2) 橋墩最大可能沖刷深度並應依橋梁壽齡研判河道長期沖淤趨勢 酌予增加 其 設計之基礎尺寸若超出護欄外緣, 須另提檢討方案提請本局同 它 意後辦理 註 1: 上部結構之地震力設計依個案 ( 例如剛接墩柱橋梁系統等 ) 考慮 註 2: 橋墩設計地震力應依部頒規範辦理, 橋臺之地震時土壓力係數 k h =0.2IS meds 0.2IS DS 0.2IS MS, 其中 S meds S DS S MS 分別中小地震 設計地震及最大考量地震之短週期水平譜加速度係數,I 為用途係數 註 3: 視地質情況需要辦理 註 4: 應檢核是否因基礎滑動影響結構安全 2-6

9 2.2.4 斷面勁度各類型設計載重所採混凝土彈性模數及慣性矩應依表 3 所示辦理, 其中各符號之定義說明如下 : Ec: 混凝土 28 天材齡之彈性模數 E : 混凝土考慮材齡及受力潛變之 計算彈性模數 ( 簡化彈性分析約為 E =Ec/(1+φ),φ: 極限潛變係數 ) Ig: 未開裂斷面之慣性矩 Icr: 開裂斷面之慣性矩表 3 斷面性質 載重類型 彈性模數 鋼筋混凝土 慣性矩 預力混凝土 乾縮及潛變 E Icr Ig 其他 Ec Icr Ig 容許應力及撓度 一般鋼筋混凝土之容許應力詳部頒規範規定 各類型橋梁後拉法預力混凝土之容許應力應符合表 4 規定, 其中各名詞之定義如下 : (1) 節塊橋梁 : 係指橋梁上部結構單元內沿橋長方向分多段澆置混凝土者, 惟跨徑大於 240 m 或含斜張鋼纜時應檢討表 4 所訂之適用性 (2) 施預力階段應力 : 潛變及乾縮損失前之暫時應力 (3) 完成階段應力 : 所有預力損失發生後使用載重時之應力 預力鋼腱之容許應力應符合設計規範規定 預力梁拉應力區之鋼筋容許應力 fs 應符合表 6 之規定 公路橋梁受活載重加衝擊力之橋梁撓度不得大於跨徑之 1/800; 鐵路橋梁之撓度應依設計規範規定辦理 2-7

10 施預力階段應力 完成階段應力 表 4 後拉法預力混凝土之容許應力 (kgf/cm 2 ) 預力混凝土橋梁類型 節塊 其他 公路鐵路公路鐵路 壓應力 0.6f ci 0.6f ci 0.55f ci 0.55f ci 預壓有拉力鋼筋 0.8 f ' ci 拉力拉區無拉力鋼筋 應有拉力鋼筋 1.6 f ' ci 1.6 f ' ci 2.0 f ' ci 2.0 f ' ci 力其它區域 0.8 f ' ci 0.8 f ' ci 無拉力鋼筋 0 0 或 14 或 14 壓 有效預力 + 自重 0.4f c 0.4f c 0.4f c 0.4f c 應 ( 有效預力 + 自重 )/2+ 活重 0.4f c 0.4f c 0.4f c 0.4f c 力 除上述外, 所有載重組合 0.6f c 0.6f c 0.6f c 0.6f c 有拉力鋼筋 0.6 f ' c 1.2 f ' c 0 預壓 ( 註 ) ( 註 ) 0 拉力曝露於嚴重腐蝕情況 0.6 f ' c 拉 0 0 ( 註 ) 0 區應無拉力鋼筋 力有拉力鋼筋 1.6 f ' c 1.6 f ' c 2.0 f ' c 2.0 f ' c 其它無拉力鋼筋 0.8 f ' c 0.8 f ' c 區域 0 0 或 14 或 14 註 : 考量超載情況, 採部頒規範所訂應力值之 75% 特殊工法橋梁之施工週期假設 為考量橋梁每跨或每節塊施工循環週期常因趕工致實際較設計所假設為短, 致乾縮潛變量較大而對橋體產生額外應力, 設計時結構計算所採假設之施工週期規定如下, 惟施工計畫所列仍應依正常之施工週期編列, 並應於設計圖 ( 施工示意圖 ) 標示設計時結構計算所採之假設施工週期並註明承商應依實際施工週期製作施工計畫及結構計算書提送工程司核可後施工 : (1) 支撐先進工法 :12 天 (2) 節塊推進工法 :7 天 (3) 場鑄懸臂工法 :7 天 2-8

11 懸臂工法橋梁設計施工細節 (1) 應將設計假定之施工時序 閉合條件等標明於設計圖 (2) 閉合節塊長度以 2 m 以下為原則 (3) 若橋墩高 10 m 以下, 閉合施工之臨時固結懸臂措施宜含頂開作業, 俾於墩柱受力容許情況下抵消部分乾縮 潛變收縮量 2.3 材料規定 材料性質 混凝土設計強度應依表 5 規定辦理 ( 位於腐蝕區或特殊之橋梁經本局 同意後辦理修正 ) 表 5 混凝土設計強度 類型 設計強度 (kgf/cm 2 ) 預力箱形梁 板梁及預鑄節塊之預力混凝土 ( 含隔梁 ) f c=420 混凝 PCI PCU 形梁之預力混凝土 f c=420 土 施預力時之混凝土 ( 設計圖說另有規定者除外 ) f ci=0.8 f c 橋墩 支承之鋼筋混凝土墊 f c=350 PCI PCU 形梁及鋼梁之橋面板及其隔梁 預鑄構件 橋墩 基礎 橋墩與井式基礎或沉箱之連結區 鐵路橋護 ( 隔 ) 欄 f c=280 進橋板 橋臺 擋土牆 箱涵 電纜溝槽 排水溝 f c=210 公路橋護 ( 隔 ) 欄 緣石 井式基礎 沉箱 場鑄基樁 ( 水中混凝土之 f c=280 kgf/cm 2 ) f c=245 墊底混凝土 f c= 鋼筋 應為符合 CNS 560 鋼筋混凝土用鋼筋 規定之竹節鋼筋; 其材質 降 伏強度 fy 及容許拉應力 fs 應符合表 6 規定 : 表 6 鋼筋材質及強度 稱號 材質 fy(kgf/cm 2 ) fs(kgf/cm 2 ) 13φ( 含 ) 以上 SD 420W 4,200 1,680 10φ( 含 ) 以下 SD 280 2,800 1,

12 預力鋼絞線除另有註明外應符合 CNS 3332 預力混凝土用應力消除無被覆鋼線及鋼絞線 之 SWPR7BL(7 線高拉力低鬆弛鋼絞線 ) 及依下列參數設計 (1) 極限抗拉強度 f s=19,000 kgf/cm 2 (2) 降伏強度 f*y=0.9f's (3) 彈性模數 Es= kgf/cm 預力混凝土用螺旋套管 : 應使用鍍鋅剛性套管, 其波浪摩擦係數 K 應小於 /m 鋼件應符合 CNS 2473 一般結構用軋鋼料 之 SS400 CNS 2947 焊接結構用軋鋼料 之 SM400 ASTM A36 "Standard Specification for Carbon Structural Steel" 或同等規範規定 材料配置規定 鋼筋 (1) 設計鋼筋量 A. 原則上依計算結果之需求量配置, 且應不大於計算需求量之 10%, 惟若考量配合間距或施工等因素可適當酌增鋼筋量 B. 墩柱配筋需求量小於墩柱斷面積 1% 時其斷面應儘量縮小 C. 若墩柱斷面積無法縮減至僅為承受載重所需斷面, 且橋柱設計非地震力控制時, 其最少縱向鋼筋量可採減小之有效斷面積 (Ag*), 惟不可少於最小有效斷面之 1%, 且 Ag* 不得小於 0.5Ag (2) 鋼筋續接器 : 係用於鋼筋須延續惟無法預留足夠延伸長度供搭接之處, 惟該處所用數量不得大於該處斷面須預留延伸鋼筋總量之 50%, 並應於設計圖標示 鋼筋保護層應符合表 7 規定 ( 位於腐蝕區或特殊之橋梁經本局同意後辦理修正 ) 2-10

13 表 7 鋼筋保護層 類型 部位 保護層 橋面板頂面 5.0 cm 非箱形梁橋 橋面板底面 2.5 cm 預力梁 2.5 cm 上部結構 隔梁 4.0 cm 預力橋橋面板頂面 4.0 cm 箱形梁橋 RC 橋橋面板頂面 5.0 cm 箱形梁外側 4.0 cm 箱形梁內側及隔梁 2.5 cm 橋墩 4.0 cm 空心橋墩內側 2.5 cm 下部結構橋臺 翼牆及擋土牆 5.0 cm 與擋土牆結構物基礎 沉箱 7.5 cm 場鑄基樁 10.0 cm 橋護欄 橋隔欄 2.5 cm 緣石 2.5 cm 雜項 進橋板頂面及側面 5.0 cm 進橋板底面 7.5 cm 箱涵外側 7.5 cm 箱涵內側 5.0 cm 預力 (1) 原則上採後拉法施工 (2) 預力鋼鉸線以採 12.7 mmφ 或 15.2 mmφ 者為原則 (3) 套管之尺度應依核准之預力工法配以適當內徑及厚度之套管, 其最小內徑應符合所採預力工法之規定 ( 建議 ) 值, 最大內徑則不得大於表 8 規定 : 表 8 套管之最大內徑鋼絞線直徑 22 根 19 根 12 根 7 根其他根數 12.7 mm 9.0 cm 9.0 cm 7.5 cm 5.5 cm 15.2 mm 11.0 cm 10.0 cm 8.5 cm 7.0 cm 依核可者 2-11

14 (4) 套管若須採合併方式捆紮以不超過 2 束為原則, 若有特殊需求則應另洽本局商訂 (5) 預力摩擦損失量除特別規定外暫依下列數據計算 : A. 波浪摩擦係數 K /m B. 曲線摩擦係數 μ=0.25 C. 錨碇滑動量 δ 8 mm 2.4 載重規定 考量因素除規範所規定之載重外, 橋梁結構設計載重應依下列規定辦理, 若有特殊地質條件或其他考量時, 經本局同意後辦理 靜載重 靜載重應包括所有結構構材之重量, 以及軌道 道碴 道版與其他上載 物等之重量, 原則上依材料之實際重量計算, 但預期將來會有重量之變化時, 應考慮此變化之情況 計算材料實際重量時可採用材料之單位重量及依據設計圖說之尺寸加 以計算 所採用材料之單位重量, 除在特殊情況下存在特別之條件或材質外, 一般應以表 9 之值為標準 但對於軌道版重量等有明確實際重量者, 原則 上使用該值 表 9 結構構材之單位重 類 型 單位重 預力混凝土 2.50 tf/m 3 鋼筋混凝土 2.40 tf/m 3 無鋼筋混凝土 2.30 tf/m 3 瀝青混凝土 2.40 tf/m 3 輕質鋼筋混凝土 ( 骨材全為輕質 ) 1.85 tf/m 3 道碴 ( 含軌枕 ) 1.90 tf/m 3 回填土 1.90 tf/m 3 鋼材或鑄鋼 7.85 tf/m 3 鋁合金 2.80 tf/m

15 木材 0.80 tf/m 3 鋼軌 內側護軌及栓扣件 隔音牆 ( 無設置時以該重量估算, 有設置時依實際重量估算 ) 電纜線 ( 無設置時以該重量估算, 有設置時依實際重量估算 ) 300 kgf/m/2-track cell 150 kgf/m ( 單側, 牆高為 2 m) 100 kgf/m( 單側 ) 活載重及衝擊力 一般鐵路活載重 (1) 一般鐵路列車活載重應依部頒規範辦理 (2) 軌道上車輪載重的處理軌道上車輪載重依下列規定處理 : A. 計算主梁彎矩及剪力 a. 軌道上車輪載重, 一般縱向 ( 平行於軌道方向 ) 不考慮分佈, 而以集中載重方式處理 b. 計算作用於版梁有效寬度上之車輪載重, 其垂直於軌道方向的分佈寬度依照圖 1 之規定, 有不同軌道版型式得另依相關規定計算 B. 計算主梁之扭矩 a. 軌道上的車輪載重一般均須考慮軌道之縱向分佈 ( 平行於軌道方向 ) 及橫向分佈 ( 垂直於軌道方向 ) b. 軌道上的車輪載重之縱向及橫向分佈寬度, 得依照圖 1 規定計算, 有不同軌道版型式得另依相關規定計算 C. 設計版式結構 a. 計算支撐道碴軌道或版式軌道之單向版或雙向版彎矩時, 軌道上車輪載重均勻分佈在部份結構版的均佈載重 (ω), 以下列公式計算之 : ω= P/(u v) 其中 ω: 單位面積載重 P: 軸載重 ( 車輪載重的兩倍 ) u: 軌道上車輪載重在軌道方向的分佈寬度, 參照圖 1 u 值不需大於車輪載重的軸間距 v: 軌道上車輪載重在垂直於軌道方向的分佈寬度, 參照圖

16 b. 在特別須要檢討車輪載重分佈對版式結構影響的情況, 依照軌道結構型式及圖 1 所示之分佈寬度, 並以部分均佈載重作用的方式處理 圖 1 軌道上車輪載重之分佈寬度 D. 設計鐵路橋梁橋梁結構之構材設計應考慮列車活載重在不同載重長度及不同載重位置下之最不利影響 作用於橋梁結構物上之列車活載重, 可假設均勻分布於一矩形面積上 在縱向, 其軸重可假設均勻分布於縱向有效分布長度內, 該長度為 0.9m 加二分之一道碴厚度 ( 或兩倍道版厚度 ) 及兩倍橋面版有效深度, 但不需大於輪軸之間距 在橫向, 其軸重可假設均勻分布於橫向有效分布寬度內, 該寬度為軌枕長加二分之一道碴厚度 ( 或兩倍道版厚度 ) 步道活載重鐵路橋梁中, 行人步道採用之活載重為 500kgf/m2, 維修步道採用之活載重加計置放之維修器材為 500 kgf/m2, 惟上述載重可不與列車載重同時計算 2-14

17 公路載重依 HS20-44 之 1.25 倍計算, 車輛衝擊載重及分佈方式等, 則依公路橋梁設計規範相關規定 出軌載重如於特定路段有出軌保護措施以防止火車出軌時, 列車對於結構橫向所造成之載重將酌予提升 風載重橋梁結構及列車或車輛之設計風壓應依部頒規範規定辦理, 隔音牆部分採用 390 kgf/m 2 設計 ( 若無裝設時仍應以 2 m 高加載 ) 溫度變化及梯度 公路橋梁部分依部頒規範辦理 鐵路橋梁設計時應考慮由溫度變化所產生的位移及應力, 溫度昇降範圍及熱膨脹係數規定如下 : (1) 溫度均勻變化 混凝土結構 溫度上昇 20 溫度下降 20 膨脹係數 / 鋼結構 溫度上昇 25 溫度下降 25 膨脹係數 / 考慮溫度均勻變化效應, 混凝土構造物柱的撓曲剛度可以 Ec 為混凝土之彈性模數,Ig 為全斷面之慣性矩 (2) 溫度梯度變化 1 E c I 3 g 計算, 在垂直方向上, 從頂面至底面之溫度下降考慮線性變化, 道碴軌道橋梁考慮 5 變化, 無道碴軌道橋梁考慮 10 變化 (3) 在考慮溫度效應時, 除特別規定者外, 須同時考慮溫度均勻變化及溫度梯度變化之效應 2-15

18 2.4.7 乾縮及潛變混凝土因乾縮及潛變所致應變應依歐洲混凝土學會 - 國際預力混凝土學會 (CEB-FIP) 或美國混凝土協會 (ACI-209R) 模式計算 沉陷 公路橋樑設計時應考慮差異沈陷所引致之應力, 相鄰二座橋墩 ( 台 ) 於縱向至少須考慮 10 mm 之差異沉陷 鐵路橋樑須詳予評估結構物基礎是否產生差異沉陷, 若有產生差異沉陷之可能, 應考慮於任何墩柱基礎發生最大沈陷量時之情況 施工期間之載重施工期間之載重, 包括自重 活載重 衝擊力及其他直接加載於構材之載重, 應依所採用之施工法加以訂定 施工期間之風力及地震力之影響, 得依工期之長短, 結構物之重要度, 適當予以減小 結構物所承載之模板 材料 設備等施工載重須予考慮, 特殊施工法尤應考量所有荷重並檢核結構體對施工中實際使用設備之承載能力 節塊施工法之設計須考慮潛變 乾縮效應, 並依規範規定考量靜定系統之改變所致施工階段彎矩重分配, 並須確保每一施工階段之結構穩定性且不致發生破壞機制 (Mechanism) 推進工法分析時至少須考慮下列推進時之施工載重 : (1) 橋墩高程須假設與理論值差異 5 mm (2) 橋墩設計時須考慮推進時大梁與橋墩間至少 6% 之摩擦力 (3) 除特定之施工設備及材料外, 須另加均佈垂直施工載重 25 kgf/m 2 作用於橋上 平衡懸臂施工法分析時至少須考慮下列施工載重並依規範規定作載重組合 : (1) 懸臂靜重假設兩邊差 2 % (2) 懸臂兩邊差異一個節塊之施工進度所造成不平衡節塊載重 (3) 不平衡上揚風力 25 kgf/m 2 作用於懸臂之短邊 (4) 懸臂兩邊分別有 25 kgf/m 2 ( 短邊 ) 及 50 kgf/m 2 加懸臂端 3 tf( 長邊 ) 之垂直施工活載重 (5) 工作車載重 : 應採錨碇式 2-16

19 A. 場鑄懸臂工法 : 用於 車 ( 股 ) 道者分別為 tf B. 預鑄節塊懸臂工法 : 非採工作車設計時無需考慮 預鑄節塊工法 : 節塊重量突然轉移至結構之衝擊力取該重量之 2 倍 其他工法之橋梁除特定之施工設備及材料外, 須另加均佈垂直施工載重 50 kgf/m2 作用於橋上 設計載重之組合鐵 公路橋樑設計載重組合均應依部頒規範規定辦理 2.5 細部配置原則 結構系統 為增進橋梁之耐震性, 橋梁應儘量採多跨連續箱型梁之設計 橋臺及橋墩應依上部結構之規模 型式 地形及地質條件選擇下列與上部結構之結合型式 : (1) R :Rigid Joint 剛性接合 (2) F :Fixed 鉸接支承 ( 沿橋軸方向 ) (3) M:Movable 活動支承 ( 沿橋軸方向 ) 於地形 地質 結構與施工條件許可下, 橋墩應儘量採與上部結構以剛性接合型式設計, 以符耐震及經濟之需求 橋梁結構系統配置應考慮橋軌互制效應影響 上部結構 淨高需求 : 橋臺前大梁底面與地面間或開放式橋梁橋臺前護坡平臺與大梁底面間之淨高原則上不得小於 1.5 m( 參圖 2) 並應考慮下述因素, 且護坡平臺寬度不得小於 1 m, 護坡高差或坡度大時, 應設置階梯供維修人員攀爬 (1) 橋下空間之利用 (2) 檢修維護之便利 (3) 經濟性 (4) 避免髒亂死角 2-17

20 S% 1m(min) S% 1.5m (min.) 圖 2 橋臺前平臺寬度與淨高需求 箱形梁 (1) 箱形梁橋之標準斷面如下 : 2-18

21 圖 3 橋梁箱形梁標準斷面 (2) 電纜槽蓋板鄰近軌道側 20cm 處因侵入軌道淨空, 應繪製紅線警示 (3) 同一座橋若採不同梁深設計時, 其梁深變化處應採漸變方式處理, 以符景觀需求 (4) 頂 底及腹板厚度若有變化時, 其漸變長度須為厚度差之 12 倍以上, 惟內部錨碇裝置所設置混凝土錨座不受此限 (5) 跨徑端部須設置隔梁, 曲線橋之內圓半徑小於 240 m 時可於跨徑中間設置間隔梁, 其厚度不得小於 20 cm (6) 隔梁及其附近底板之設計應考慮支承換裝維修時因頂高箱形梁而承受之反力 (7) 每向橋梁均須於隔梁設置開孔及 6-15cmφ 管線預留孔供維修通行及管線穿越等用途, 梁深開孔之尺度以 80 cm(b) 180 cm(h) 為原則且不得小於 80 cm(b) 120 cm(h) 橋臺若設進出口, 則其不銹鋼板門之開口尺度以 80 cm(b) 200 cm(h) 為原則 (8) 底板人孔配置原則 : A. 若未於橋臺設維修門, 則應於臨兩端橋臺之箱形梁底板或頂版設人孔, 長橋以每隔 500 m 設一個人孔為原則, 以利檢修進出, 若設 2-19

22 底版人孔時, 該處橋墩高度大於 15m 則免設, 另於鄰近適當橋高位置設置 B. 其與橋臺 橋墩或格梁之淨距應如圖 4 所示以 50 cm 為原則 50 cm 50 cm 圖 4 底板人孔之設置淨距 橋面板之配筋原則橋面伸縮縫預留槽之錨碇鋼筋及橋面板縱向主筋 : 其排列應與橋面伸縮縫走向垂直以利橋面伸縮縫安裝施工及避免鋼筋搭軋, 若因橋梁交角小於 20 0 而無法於設計圖清楚標繪, 亦須註明施工中應以適當角度彎紮調整 下部結構 基本原則須能將上部結構及本身之荷重安全且經濟地傳遞至承載地盤 橋臺 橋墩之型式應依設置地點之狀況及上部結構之設計條件並考量安全 經濟與美觀等因素 橋臺背牆 (Backwall) 厚度以 40 cm 為原則 墩頂部應考量充足空間供換裝支承及設置止震設施 墩柱環箍筋 繫筋及輔助箍筋之配置原則 (1) 為兼顧施工性及經濟性, 原則上採等間距配置, 鋼筋量可依結構需求採不同直徑鋼筋方式調整 (2) 圓形 矩形及長六邊形橋墩之環箍筋 繫筋及輔助箍筋形狀為考量施工性之設計原則 : A. 環箍筋部分 a. 依圖 5~7 所示辦理 b. 環箍筋之搭接長度及圖 5 6 所示環箍筋之埋入混凝土長度 L 應依部頒規範規定辦理, 上下層搭接位置應交錯排列, 並於設計圖之鋼筋表標示埋入混凝土長度 L 對於尺寸較小或不適宜採此方式之橋墩柱, 需提建議方案經提請本局同意後辦理 2-20

23 c. 圖 7 所示環箍筋搭接位置須配置於輔助箍筋內 d. 鋼筋之保護層 4cm 係由橋墩混凝土外緣至環箍筋 繫筋 輔助箍筋之外緣 搭接長度 L 環箍筋 圖 5 圓形橋墩之環箍筋 搭接長度 L 環箍筋 圖 6 矩形橋墩之環箍筋 輔助箍筋 環箍筋 圖 7 長六邊形橋墩之環箍筋 B. 繫筋 輔助箍筋部分 a. 依圖 8~10 所示辦理, 其所示環箍筋形狀僅為示意, 實際應依 2-21

24 環箍筋部分所示形狀辦理 b. 圖 8 9 所示繫筋兩端彎鉤之角度採 90 及 135, 且其與環箍筋分別所在平面應有適度角度, 使每一端彎鉤均能鉤住主筋及環箍筋, 且繫筋於同層間及上下層相鄰處彎鉤均應交錯配置該兩種角度 c. 圖 10 之橋墩尺度若較大, 繫筋可搭接, 惟其兩端彎鉤應改為 180 環箍筋 ( 示意 ) 繫筋 圖 8 圓形橋墩之繫筋 繫筋 環箍筋 ( 示意 ) 圖 9 矩形橋墩之繫筋 輔助箍筋 環箍筋 ( 示意 ) 圖 10 矩形橋墩之輔助箍筋 橋墩及橋臺之基礎底應設計 10 cm 厚墊平用無筋混凝土 基礎 (1) 設計反力標示原則及各符號定義如下 : A. 直接基礎設計最大反力 : 橋墩平時 :S tf/m 2 橋臺平時 :S tf/m 2 地震 :E P tf/m 2 ( 極限值 ) 地震 :E A tf/m

25 B. 基樁設計最大反力 : 橋墩平時 :S tf/ 支橋臺平時 :S tf/ 支地震 :E P tf/ 支 ( 極限值 ) 地震 :E A tf/ 支 S: 平時反力 E P : 橋墩之地震時反力 =min.( 造成塑性鉸產生之反力, 未折減地震力彈性分析產生之反力 ) E A : 橋臺之地震時反力 (2) 場鑄混凝土基樁與基礎採固接方式連結, 除特殊情形外, 應以全套管基樁設計 (3) 河川橋之基礎宜採剛度大之型式 ( 例如 : 井式基礎 沉箱 150 cmφ 以上之基樁 ), 最大可能沖刷深度之估算至少應含局部沖刷 河床動床移動及河床長期移動沖刷 河槽束縮沖刷之和 (4) 直接基礎 : A. 一般埋入深度須使頂部覆土不少於 60 cm B. 為避免基礎設置於較深之承載層, 可將其上部分軟弱土層挖除置換為較佳承載材料或改良供基礎承載之用 (5) 基樁配置之原則 A. 除摩擦樁外, 基樁須貫入良好承載層內至少 1 倍樁徑及 60 cm B. 埋入基礎內之基樁側面距基礎邊緣至少 50 cm C. 全套管基樁樁徑設計應以 cm 為原則 (6) 除人工鑽掘之基樁外, 中心間距應為基樁直徑之 2.5 倍以上, 進行群樁設計時, 其群樁折減係數應依內政部頒 建築物基礎構造設計規範 相關規定辦理 (7) 就地澆置混凝土樁之鋼筋續接原則 : A. 由基樁頂起算 7 m 內不得續接 B. 鋼筋續接點應交錯排列, 規定搭接長度內搭接鋼筋面積之最高百分率為 50%, 且應儘可能將其交錯排列間距加長 (8) 設計圖應標示開挖擋土 支撐原則 橋梁防落裝置及防落橋長度配置原則 伸縮縫處防落長度至少為 1.2 L N (L N 為部頒規範所訂最小梁端防落長度 ) 2-23

26 橋梁防落裝置 : 若橋梁 ( 含預力混凝土橋及鋼橋 ) 伸縮縫處防落長度未達 1.5L N, 各伸縮縫處均應配設防震拉條, 考量防震拉條變位控制並兼顧經濟性, 防震拉條伸縮機制採彈簧設計 ; 防震拉條材質採 ASTM A722 之鋼棒, 鋼棒設計強度之計算原則詳附錄 2.6.6, 若梁端空間不足或設計水平地震力過大致鋼棒配置不易, 經提請本局同意後可採鋼絞線 (Strand) 橋梁設計宜優先考量採橋墩與上部結構固接之方式以提供較佳之抗震力, 若橋墩與上部結構接合方式為鉸接或輥接型式, 除水平載重需求較小 箱梁內斷面空間不敷使用需求之橋梁外, 原則上採設置盤式支承 剪力鋼箱 ( 棒 ) 或鋼筋混凝土止震塊以傳遞水平力 鋼筋混凝土支承墊及調坡塊尺度 設計圖應繪製鋼筋混凝土支承墊及調坡塊配筋圖, 其鋼筋量及配置應能傳遞盤式支承之各項水平載重並考慮預留盤式支承錨碇裝置空間 設計時應依各項載重確實概估盤式支承尺度, 以檢核鋼筋混凝土支承墊及墩頂空間能否符合安放需求 鋼筋混凝土支承墊及調坡塊之高度上 下限值應符合下列規定 ( 參圖 11), 縱坡亦比照辦理 (1) 鋼筋混凝土支承墊 : 最大值 25 cm, 最小值 20 cm (2) 調坡塊 : 最大值 20 cm, 最小值 0 cm min 0 cm min 20 cm max20 cm max25 cm 圖 11 鋼筋混凝土支承墊及調坡塊之高度 支承 型式使用原則 : (1) 人造橡膠支承墊 (Neoprene Pad) (2) 盤式支承 (Pot Bearing) 2-24

27 支承之設計及抗拉拔裝置應依部頒規範規定辦理, 另在中度地震力作用下, 若支承拉拔力未超過靜載重反力 50% 時, 原則上無須設置支承抗拉拔裝置, 若支承拉拔力超過靜載重反力 50% 時, 橋梁須設置支承抗拉拔裝置, 抗拉拔裝置之降伏強度及極限強度則應依規範規定辦理檢核 預力橋梁之人造橡膠支承墊尺度為 W L t, 硬度為 60±5, 詳如圖 W or L (T.Y.P.) 0.4 [email protected] t 0.25 A. 夾層為 0.4cm 厚之鋼板 圖 12 人造橡膠支承墊 B. t(cm)=0.9+n 1.6,N=3~11,tmax.=18.5 cm,tmin.=5.7 cm 盤式支承設計載重表 : 盤式支承之設計應依下列各點辦理, 並需考量墩頂空間是否足夠佈設相關設施, 若有特殊個案非下列內容及表 11 能涵蓋時, 應知會本局同意後始得增修 (1) 為支承製造廠製作需要, 盤式支承設計載重表依表 11 列於橋梁細部設計圖 表 11 盤式支承設計載重表 0.45 編 位 支 標稱載 常時 ( 使用載重 )(tf) 地震時 ( 係數化載重 )(tf) 縱 設 φ 1 φ 2 號 置 承 重 (tf) 縱向地震 橫向地震 抗拉向 計 (rad) (rad) 型 垂 水 最 最 靜 縱 橫 最 最 水 最 最 水 拔支總 轉 式 直 平 大 小 重 向 向 大 小 平 大 小 平 承設移 角 力 力 垂 垂 水 水 垂 垂 載 垂 垂 載 計拉動 φ d 直 直 平 平 直 直 重 直 直 重 拔力量 (rad) 載 載 載 載 載 載 載 載 (tf) (mm) 重 重 重 重 重 重 重 重 (2) 填列原則 : A. 常時( 使用載重 ) 及 地震時( 係數化載重 ) 項下各欄, 依 2-25

28 結構設計分析之計算值填列, 惟常時最小垂直載重之分析結果不得有上揚力, 若有上揚力須另提建議方案提請本局同意後辦理 B. 標稱載重 之填列係為支承計價計量使用 a. 標稱載重( 垂直力 ) 係依 常時最大垂直載重 計算值進位填列, 計算值小於及大於 500 tf 時分別以 tf 為進位單位 b. 標稱載重( 水平力 ) 考量支承設計水平力之設計需求多為地震時控制, 故採 地震時縱向水平載重 及 地震時橫向水平載重 之計算值較大者填列, 計算值小於及大於 500 tf 時分別以 tf 為進位單位, 惟支承設計水平力之計算結果若為常時控制, 須另提建議方案提請本局同意 c. 盤式支承 及 抗拉拔盤式支承 之預算編列應分別依盤式支承設計載重表所列資訊辦理訪價作業, 並分依 ( 支承型式, 標稱載重垂直力, 標稱載重水平力 ) 編列工作項目名稱 C. 設計轉角 φ d (= (φ 1 +φ 2 ) 0.015) 應依分析計算而定, 若其結果小於 rad 則填寫 rad φ d : 設計轉角 φ 1 : 因設計靜載重 預力 乾縮及潛變等永久作用 (Permanent Action) 所致之轉角, 以弳度 (rad) 計 φ 2 : 因設計活載重 衝擊 環境載重 ( 溫度 風力等 ) 等變異作用 (Variable Action) 所致之轉角, 以弳度 (rad) 計 D. 固定型及單向活動型支承之水平載重值不得小於最大垂直載重之 10%( 常時 縱向地震及橫向地震分別考慮 ) E. 表中 抗拉拔支承設計拉拔力 僅適用於抗拉拔盤式支承, 非採抗拉拔盤式支承設計填 - (3) 盤式支承設計圖中 說明 部分應標示下列要點 : A. 縱向總移動量已於伸長及收縮之兩方向各加 2.5 cm 之餘裕量 B. 支承各部構件之設計應分別滿足常時及地震時之載重 C. 表列之常時載重為使用載重 (Service Load), 支承之設計依容許應力設計法辦理, 基本單位應力比為 100%( 即容許應力不得提高 ), 常時縱向與橫向水平載重須考量雙向組合效應 D. 表列之地震時載重為已含各類載重係數 (Load Factors) 之係數化載重 (Factored Load), 支承之設計依強度設計法辦理 縱向及橫 2-26

29 向地震應分別設計, 不須考量雙向組合效應 E. 承商應依設計圖示盤式支承設計載重表之 抗拉拔支承設計拉拔力 設計盤式支承之錨碇裝置, 並於施工前提送施工製造詳圖及設計計算書等送請工程司核可後始得施作 F. φ 1 φ 2 詳施工規範第 章 盤式支承 所述 活動型盤式支承 : (1) 活動型盤式支承之縱向總移動量 ΔL 之計算應依 AASHTO 規範設計篇第 節規定辦理, 並考量中小地震時之移動量仍於支承容許活動 範圍內, 其計算式為 ΔL = 2 (ΔT + C + S + E + EQ + 25 mm) 其中 ΔT = 溫度下降所致縮短量 C= 潛變所致縮短量 E = 彈性縮短所致縮短量 S= 乾縮所致縮短量 EQ = 中度地震所致移動量 (2) 活動型盤式支承應規定施工時須設置前置量 (3) 為避免活動型盤式支承因計算位移量較大致墩柱尺度需加大, 上部結構端隔梁前可考慮設置盤式支承之鋼筋混凝土托架 ( 參圖 13 之部分 ), 其尺度視實際需要辦理 底板平面圖 橋面伸縮縫 立面圖圖 13 端隔梁前之盤式支承托架 2-27

30 公路橋梁之橋面伸縮縫需求伸縮量為 10 cm 以下時採齒型 (Finger Plate Type), 大於 10 cm 時採 A1 級豎齒型為原則 鐵路橋梁伸縮縫之位置避免設於尖軌裝置 ( 轉轍器 ) 之表 12 所示距離內, 且整組道岔不可置於結構伸縮縫上, 同時道岔段橋梁需檢核軌道及定線規定 表 12 結構伸縮縫距離尖軌裝置 ( 轉轍器 ) 之距離規定結構伸縮長度 (m ) 與尖軌裝置 ( 轉轍器 ) 距離 (m ) L <L <L <L 橋梁伸縮縫伸縮量 L 計算式如下, 並應檢核中度地震所致移動量 ΔL = 1.3 (Δ T + +ΔT + C + S ) 其中 Δ T + = 溫度上昇所致伸長量 ΔT = 溫度下降所致縮短量 C= 潛變所致縮短量 S= 乾縮所致縮短量 橋梁排水設施 橋面洩水孔佈設原則 : 本原則係為橋面於不同縱坡值 橫坡值 橋寬條件下可順暢排水 箱形梁內每 1 封閉箱室之底板, 其 4 角落應如圖 15 所示各設 1 處 5 cmφ 排水孔且其位置應距橋墩表面 20cm 以上, 以免最低處排水孔若遭異物堵塞時積水, 並兼具箱形梁內外空氣流通及採光效果, 其位置應在平面圖標示 2-28

31 隔 B D 隔 梁 A 縱向坡度 C 梁 箱梁橋平面 1 B(D) A(C) 斷面 1-1 圖 15 箱形梁內排水孔 高架橋維修梯 (1). 閉塞號誌機儘可能設於車站月台端 1 公里以內, 如有超過者, 再設置維修梯, 以減少管理之困難 (2). 設置原則採單側設置方式辦理, 並應配合地面通道情況調整, 兼作為緊急逃生梯使用 2-29

32 附錄 橋梁設計作業流程 作業開始 搜集建物搜集管線資料搜集地質資料搜集其他相關資料 提送橋梁設計執行計畫書 NG 綜合討論 ( 與相關人員討論橋梁型式落柱位置等 ) 結果確認 審核 OK NG OK 提送橋梁配置 NG 審核 OK 結構計算及圖說整理 分標計畫施工計畫景觀評估 基本設計結構計算書基本設計圖基本設計報告 提送契約規定之基設成果初稿 NG 審核 OK 提送契約規定之基設正式成果 若本局對本工程有辦理價值工程評估時, 顧問機構應對其所提建議, 提出說明及處理方式 細部設計開始 基設成果複核及方案決定 依結構分析訂定各部經濟尺寸並將各標墩柱尺寸依施工性歸類 結構計算書設計圖預算書數量計算書 特訂條款 提送契約規定之細設成果初稿 NG 審核 OK 提送契約規定之細設正式成果 作業結束 1. 橋梁配置至少應含上構 橋墩 橋台 基礎型式及施工方式 ( 含基設構想簡要說明 ) 2. 基本設計圖至少應含橋梁配置, 各部重要尺寸, 支承型式及標準圖 並應標繪鑽探柱狀圖及其位置 3. 基設報告中橋梁不同方案應根據經濟性 ( 含工程費估算 ), 施工性, 工期, 景觀及管理維護作一比較並提建議方案 4. 結構計算書應含基礎承載力計算 5. 橋梁預算統計表應於施工預算書初稿提送後 14 日內提送審核 2-30, 並於預算書各次修訂及定稿時一併提送 6. 本局得擇期請各設計人員說明各階段提送之圖說

33 附錄 基礎設計載重分配表及基礎設計成果表 2-31

34 2-32

35 2-33

36 附錄 橋梁配置表 標別 起 迄里程 0K+523 ~4K+213 4K+213 ~5K ~ ~ 起 迄里程 0K+523 ~4K+213 4K+213 ~5K ~ ~ OOOOOOOO 工程橋梁配置表日期 : 年月日製表 跨徑配置橋長 (m) 橋面淨寬 (m) 橋深 (m) 橋高 (m) min~max 上部結構型式 施工方法 下部結構型式及基礎型式 (40+4@45+40)+(6@40) +(3@ @40)+2(6@45) +(3@ @40) +( @45+40) +( @38) +6(6@45) 2(6@45)+(4@45+3@40) +(40+2@45+2@40) (40+2@45+2@40) (40+2@45+2@40) 配置說明 2-34

37 附錄 橋梁預算統計表 橋梁名稱 ( 或單元 ) 跨徑配置 上部結構工法 / 梁深 橋台型式 橋台深基礎 橋墩型式 橋墩深基礎 橋長 / 橋寬 面積 上部結構單位造價 下部結構單位造價 深基礎單位造價 預算 契約 比例 OOOOOOOO 工程橋梁造價表 主線高架橋 詳橋梁配置表 主線高架橋 ( 懸臂工法 ) 詳橋梁配置表 2-35

38 2-36

39 附錄 橋梁工法主要材料數量統計表 OOOOOOOO 工程橋梁主要材料數量統計表 項目支撐先進工法場鑄逐跨工法場鑄懸臂工法 上部結構 下部結構 每平方公尺 每立方公尺 每立方公尺 每立方公尺 橋面積之混 混凝土之鋼 混凝土預力 混凝土之鋼 凝土量 (m 3 ) 筋量 (kg) 鋼腱量 (kg) 筋量 (kg) 備註 2-37

40 附錄 ASTM A722 防震拉條設計強度之計算原則 1. 防震拉條所需設計支數與強度計算說明 : 1.1 因防震拉條功能係設定於極限地震力發生作用時, 其設計採與橋梁類似構件相同之設計概念 ( 例 : 橋柱產生塑鉸時之支承 基礎之設計 ), 以極限設計法設計 1.2 防震拉條極限設計之載重因子 r 採 1.0; 材質使用 ASTM A722 高強度鋼棒, 其材料強度採 ψfy 設計 (ψ=1.0) ( 此材料強度之計算採 ψfy 設計 (ψ=1.0) 方式, 僅配合 ASTM A722 設定, 採用其它材料需另外討論 ) 1.3 計算內容及公式 : 材質 :ASTM A722 Type 1 (plain) 尺寸 :Type 1 (plain) 1-3/8" = 35mm 斷面積 A :Type 1 (plain) 9.55 cm2 極限強度 σu:150 ksi = t/cm2 降伏強度 σy:type 1 (plain) 0.85σu = ksi = 8.96 t/cm2 設計拉力 F=A *σy:type 1 (plain) F = 9.55 * 8.96 = 85.6 t/ 根 設計支數 n=(r*rd) / (ψ*f) =(1.0*Rd) / (1.0*F) 2. 防震拉條設計長度 E 值計算 ( 參考日本道路橋示方書 V.5 第 16.2 節 落橋防止構造 ) 2.1 E=0.75*(1.5L N ) 0.75 係數 : 參考日本道路橋示方書 S F =C F *S E S F : 落橋防止構造的設計最大移動量 ( 式中 C F =0.75,S E = 梁端支承長度 ) 1.5 L N : 最小梁端防落長度 ( 鐵路橋梁耐震設計規範第 7.6 節 ) L N = L+1.0H, 並配合第 節對伸縮縫處防落長度 ( 即梁端支承長度 ) 至少為 1.5 L N 2.2 防震拉條各種 TYPE 與 L H 值關係表 : L(m) 10~45 45~100 H(m) 0~5 TYPE 1 TYPE 2 5~15 TYPE 2 TYPE 3 15~30 TYPE 3 TYPE

41 2.3 防震拉條各種 TYPE 之 E 值 型式 E 值 TYPE 1 75 cm TYPE 2 90 cm TYPE cm TYPE cm 3. 設計時 ST 圖圖面所需之設計資訊 ( 諸如 : 防震拉條佈設數量及位置之 m n A~D 值, 及設計長度 E 值之分類 ), 請標示於各橋之橋梁設計圖 2-39