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構 造 下 部 結 構 墩 柱 為 預 力 加 勁 之 矩 形 鋼 筋 混 凝 土 空 心 柱 其 中, 預 鑄 節 塊 橋 墩 係 分 為 長 柱 及 短 柱 二 種 型 式 : 公 尺, 墩 柱 節 塊 係 連 結 於 底 部 場 鑄 段 墩 柱 ( 如 圖 3), 墩 頂 設 置 有 剪 力 鋼 箱 及 盤 式 支 承 貳 工 法 簡 介 一 結 構 設 計 原 理 說 明 參 預 鑄 場 規 劃 與 配 置 一 預 鑄 場 位 置 研 選 預 鑄 空 心 墩 柱 標 準 節 塊 之 外 廓 為 4 3 公 短 柱 : 位 於 大 里 聯 絡 道 主 線 北 上 線 第 18 尺 內 空 3 公 尺 高.5 公 尺, 節 塊 接 合 面 本 工 程 短 柱 橋 墩 高 約 8~14 公 尺, 結 構 設 計 本 工 程 除 包 含 有 預 鑄 墩 柱 節 塊 外, 部 分 上 ~ 單 元, 橋 段 長 756 公 尺, 跨 度 為 40~45 公 設 有 長 寬 各 0 公 分 高 3 公 分 之 剪 力 榫 ( 如 圖 4), 係 採 用 隔 震 支 承 ( 鉛 心 橡 膠 支 承 墊 ) 方 式, 以 減 少 部 結 構 箱 型 梁 亦 採 預 鑄 工 法, 故 預 鑄 節 塊 生 產 尺, 橋 墩 高 度 約 8~14 公 尺, 墩 柱 節 塊 係 直 接 連 墩 頂 帽 梁 節 塊 為 外 廓 5.5 3 公 尺 高 3 公 尺 之 實 水 平 地 震 力 影 響, 使 墩 柱 可 維 持 於 彈 性 應 力 範 所 需 腹 地 甚 大 ; 再 者, 節 塊 吊 裝 須 由 拖 板 車 來 結 於 基 礎 ( 如 圖 ), 墩 頂 設 置 有 剪 力 鋼 箱 及 鉛 心 心 內 凹 式 設 計 ; 墩 柱 預 力 配 置 採 重 力 向 U 形 錨 圍 長 柱 橋 墩 高 約 16~31 公 尺, 因 橋 墩 甚 高 而 預 運 送, 因 此 運 輸 路 線 及 距 離 亦 須 一 併 考 量 經 橡 膠 支 承 墊 碇 連 結 基 礎 或 場 鑄 段 墩 柱, 其 中 短 柱 配 置 雙 向 4 鑄 墩 柱 無 法 提 供 韌 性 效 應, 故 於 墩 底 塑 鉸 區 採 評 估 後, 於 本 工 程 霧 峰 交 流 道 工 區 附 近 承 租 一 束 錨 碇 預 力 對 拉 ( 如 圖 5) 長 柱 則 配 置 雙 向 1 束 場 鑄 設 計, 墩 頂 支 承 則 採 一 般 盤 式 支 承, 可 符 處 空 地 做 為 預 鑄 場 位 置, 其 長 度 150M 寬 度 長 柱 : 位 於 大 里 聯 絡 道 主 線 南 下 線 第 7~ 錨 碇 預 力 對 拉 ( 如 圖 6), 每 束 預 力 採 用 19 根 直 徑 合 結 構 功 能 需 求 45.5M, 面 積 6,85M ; 預 鑄 場 內 節 塊 儲 存 場 面 30 3 單 元, 橋 段 長 78 公 尺, 跨 度 為 40~50 公 尺, 因 跨 越 國 道 3 號, 橋 墩 高 度 較 高 約 16~31 圖 短 柱 橋 墩 配 置 圖 15.mm 之 7 線 高 拉 力 低 鬆 弛 鋼 絞 索 圖 4 剪 力 榫 平 面 圖 圖 5 短 柱 預 力 鋼 腱 配 置 平 面 圖 二 施 工 方 法 簡 介 預 鑄 墩 柱 節 塊 吊 裝 工 法 係 將 原 橋 墩 柱 體 分 割 成 許 多 節 塊 ( 單 一 標 準 節 塊 高 度 約.5 公 尺 ), 於 預 鑄 場 內 統 一 生 產, 再 逐 塊 運 至 工 地 現 場 吊 裝, 以 由 下 而 上 之 順 序 堆 疊 至 頂 部 帽 梁 節 塊 完 成 ; 預 力 配 置 係 以 雙 向 U 形 鋼 管 預 埋 於 基 礎 或 場 鑄 墩 柱 體, 並 於 各 預 鑄 節 塊 中 埋 置 預 力 套 管, 俟 墩 頂 帽 梁 節 塊 吊 裝 完 成 後, 再 將 預 力 鋼 絞 線 由 帽 梁 頂 往 基 礎 ( 垂 直 向 ) 方 向 穿 線, 穿 經 底 部 之 U 形 套 管 後 於 帽 梁 頂 部 另 端 拉 出, 再 於 墩 頂 兩 側 端 錨 處 施 拉 永 久 預 力 ( 如 圖 7) 積 為 100M 二 場 地 規 劃 與 配 置 預 鑄 場 地 配 置 規 劃 如 圖 8 所 示, 包 含 有 箱 型 梁 預 鑄 場 ( 設 置 二 條 生 產 線 ) 墩 柱 節 塊 預 鑄 場 鋼 筋 加 工 區 及 儲 存 場 處 節 塊 儲 存 場 處 測 量 塔 3 處 等 規 劃 於 施 工 初 期 先 以 箱 型 梁 預 鑄 場 其 中 一 條 生 產 線 做 為 墩 柱 節 塊 生 產 區, 待 節 塊 生 產 完 畢 再 恢 復 兩 條 生 產 線 進 行 箱 型 梁 節 塊 生 產 預 鑄 場 配 置 10T 天 車 兩 部 100T 天 車 一 部,10T 天 車 用 來 吊 放 鋼 筋 籠 模 板 及 混 凝 土 澆 置 桶 等,100T 天 車 則 用 以 吊 放 節 塊 成 品 ; 模 板 設 備 共 有 :(1) 預 鑄 箱 型 梁 節 塊 : 底 模 4 套 內 外 模 4 套 ;() 預 鑄 墩 柱 節 塊 : 節 塊 內 外 模 3 套 帽 梁 模 1 套 ;(3) 隔 梁 節 塊 : 模 板 3 套 特 殊 節 塊 1 套, 另 設 有 4 套 鋼 筋 樣 架 預 鑄 場 另 配 有 蒸 汽 鍋 爐, 當 節 塊 生 產 不 及 吊 裝 時, 可 採 蒸 汽 養 生 方 式 以 縮 短 拆 模 時 間 86 No.87 July, 010 圖 3 長 柱 橋 墩 配 置 圖 圖 6 長 柱 橋 墩 預 力 鋼 腱 配 置 平 面 圖 圖 7 預 鑄 墩 柱 節 塊 施 工 示 意 圖 No.87 July, 010 87

圖 8 預 鑄 場 配 置 圖 肆 預 鑄 橋 墩 節 塊 生 產 與 吊 裝 流 程 一 預 鑄 橋 墩 節 塊 生 產 流 程 ( 五 ) 外 模 組 立 與 檢 測 ( 六 ) 安 裝 封 頭 模 板 圖 9 預 鑄 橋 墩 節 塊 生 產 流 程 圖 預 鑄 墩 柱 節 塊 生 產 係 採 短 線 鑄 造 並 配 合 吊 裝 順 序 逐 塊 生 產, 以 當 次 生 產 完 成 之 節 ( 七 ) 自 充 填 混 凝 土 (SCC) 澆 置 塊 頂 部 做 為 次 一 生 產 節 塊 之 底 模, 於 其 上 方 紮 筋 組 模 澆 置 混 凝 土 以 製 作 次 一 節 塊, 並 於 製 作 過 程 以 雷 射 水 準 儀 檢 測, 藉 以 控 制 節 塊 之 水 平 與 垂 直 精 度 除 施 工 初 期 因 經 驗 不 足 生 產 較 慢 外, 大 致 平 均 產 能 為 : 標 準 節 塊 每 日 塊 帽 梁 節 塊 每 4 日 1 塊 節 塊 生 產 流 程 如 下 ( 如 圖 9) : ( 八 ) 澆 置 後 披 覆 不 織 布 並 灑 水 養 護 ( 九 ) 編 號 儲 存 ( 一 ) 第 一 節 塊 底 模 ( 或 以 前 一 節 塊 為 底 模 ) 調 整 及 檢 測 ( 二 ) 內 模 組 立 與 垂 直 度 檢 測 二 預 鑄 橋 墩 節 塊 吊 裝 流 程 預 鑄 墩 柱 節 塊 ( 短 柱 ) 吊 裝 施 工 流 程 概 述 如 下 ( 如 圖 10): ( 一 ) STEP 1: 基 礎 施 工 ( 短 柱 ) 於 基 礎 施 作 時 須 將 U 形 鋼 管 預 埋 於 基 ( 三 ) 鋼 筋 籠 吊 放 礎 內, 施 工 時 係 以 鋼 管 定 位 架 固 定 之, 如 此 可 避 免 於 澆 置 時 產 生 鬆 動 影 響 鋼 管 定 位 安 裝 鋼 管 時 其 末 端 須 凸 出 基 礎 面 約 5cm 以 利 與 第 一 節 塊 預 力 套 管 連 接, 另 ( 四 ) 預 埋 件 安 裝 ( 包 含 預 力 套 管 PVC 排 水 管 吊 裝 預 留 孔 套 管 等 ) 88 No.87 July, 010 圖 10 預 鑄 墩 柱 節 塊 吊 裝 流 程 No.87 July, 010 89

須 沿 第 一 墩 柱 節 塊 外 圍 距 離 cm 處 施 築 30 30cm 之 矮 牆 圍 繞 墩 柱 周 長 ( 七 ) STEP 7: 拆 除 臨 時 預 力 裝 置 - 吊 裝 完 成 於 預 力 套 管 灌 漿 封 頭 後, 方 可 拆 除 墩 柱 節 塊 接 合 面 之 臨 時 預 力 鋼 棒, 至 此 完 成 一 座 墩 柱 節 塊 之 循 環 吊 裝 作 業 ( 二 )STEP : 第 一 節 塊 吊 裝 ( 短 柱 ) 以 定 位 油 壓 機 將 第 一 節 塊 底 面 定 位 於 基 礎 面 上 5cm 處, 另 以 橡 膠 管 連 結 基 礎 與 節 塊 間 所 有 預 力 套 管 並 以 空 壓 機 填 氣, 避 免 漏 漿 塞 管 情 形 發 生 伍 施 工 管 控 要 項 一 預 鑄 節 塊 生 產 精 度 管 控 至 於 長 柱 之 吊 裝 流 程, 則 與 短 柱 略 有 不 同, 主 要 差 異 在 STEP 1 與 STEP, 說 明 如 下 : 節 塊 生 產 屬 本 工 法 之 重 要 一 環, 其 製 作 之 精 度 攸 關 後 續 吊 裝 成 果 之 準 確 度, 因 此 節 塊 生 產 每 個 環 節 皆 須 謹 慎 承 商 規 劃 採 短 線 鑄 造 生 產, 所 採 用 之 鋼 模 及 支 撐 強 度 均 經 結 構 計 算 核 可 確 認, 並 於 鋼 模 組 立 後 檢 測 水 平 垂 直 度 及 高 程 是 否 合 乎 規 範 要 求, 以 嚴 格 控 管 節 塊 生 產 精 度 ( 三 ) STEP 3: 澆 置 場 鑄 段 墩 柱 待 第 一 節 塊 定 位 完 畢, 隨 後 將 節 塊 底 部 與 基 礎 間 縫 隙 及 墩 柱 內 部 澆 置 自 充 填 混 凝 土 至 節 塊 頂 面 下 0cm 處 ( 一 ) STEP 1: 場 鑄 段 施 工 ( 長 柱 ) 長 柱 設 計 為 底 部 一 段 場 鑄 墩 柱 與 基 礎 連 接, 因 此 U 形 預 力 鋼 管 須 於 該 場 鑄 段 墩 柱 施 作 時 即 預 埋 於 其 中, 與 短 柱 預 埋 於 基 礎 中 有 所 不 同 ( 如 圖 11) ( 四 ) STEP 4: 依 序 吊 裝 其 餘 節 塊 下 一 節 塊 吊 裝 前, 須 於 已 吊 裝 完 成 之 節 塊 頂 部 接 合 面 均 勻 塗 抹 1.6mm 厚 度 之 環 氧 樹 酯 (EPOXY), 再 將 次 一 節 塊 吊 放 接 合, 隨 後 於 上 下 節 塊 四 面 各 安 裝 一 組 臨 時 預 力 鋼 棒, 兩 兩 對 稱 施 拉 每 組 4 噸 ( 四 組 共 168 噸 ) 預 力, 藉 使 節 塊 接 合 面 產 生.8kgf/cm 壓 應 力, 以 利 環 氧 樹 脂 硬 化 將 二 節 塊 緊 密 結 合 二 預 鑄 節 塊 吊 裝 垂 直 度 之 管 控 ( 二 ) STEP : 第 一 節 塊 吊 裝 ( 長 柱 ) 待 場 鑄 段 施 工 至 最 後 一 個 升 層 前, 安 裝 第 一 預 鑄 節 塊 支 撐 架 於 基 礎 上, 定 位 第 一 節 塊 並 連 結 預 埋 之 預 力 套 管, 隨 後 將 場 鑄 墩 柱 封 模, 施 工 方 式 不 同 於 短 柱 以 油 壓 機 定 位 於 基 礎 面 上 ( 如 圖 1) 圖 1 吊 放 第 一 節 塊 ( 長 柱 ) 因 節 塊 生 產 製 作 之 尺 寸 精 度 控 制 得 宜, 再 加 上 剪 力 榫 之 嵌 合 定 位 功 能, 節 塊 吊 裝 後 相 對 位 置 不 易 移 動 ; 另 外, 於 每 一 節 塊 吊 裝 時 皆 以 雷 射 水 平 儀 施 測 控 制 垂 直 精 度, 單 柱 垂 直 度 累 積 最 大 誤 差 短 柱 僅 4mm 長 柱 為 16mm, 皆 符 合 本 工 程 特 訂 條 款 之 規 定 其 餘 步 驟 (STEP 3 ~ STEP 7) 則 與 短 柱 施 工 流 程 相 同, 全 區 預 鑄 墩 柱 吊 裝 完 成 後 照 片 如 圖 13 圖 14 ( 五 ) STEP 5: 帽 梁 吊 裝 帽 梁 節 塊 接 合 步 驟 與 標 準 墩 柱 節 塊 相 同, 惟 墩 頂 帽 梁 節 塊 為 實 心 結 構, 一 旦 安 裝 後 即 無 法 透 視 節 塊 內 部, 故 墩 柱 內 落 水 管 須 事 先 於 節 塊 內 部 安 裝, 並 於 帽 梁 吊 裝 完 成 後 進 行 試 水, 以 確 認 落 水 管 安 裝 無 誤 ( 六 ) STEP 6: 預 力 鋼 絞 線 穿 線 與 預 力 施 拉 帽 梁 節 塊 安 裝 完 成 後, 即 可 進 行 垂 直 向 錨 碇 預 力 之 穿 線 與 施 拉, 所 有 預 力 皆 採 兩 端 同 時 施 拉 方 式 圖 13 吊 裝 完 成 後 照 片 之 一 陸 施 工 中 遭 遇 問 及 對 策 一 節 塊 澆 置 時 漿 體 阻 塞 預 力 套 管 之 防 止 對 策 為 保 護 預 力 套 管 避 免 混 凝 土 灌 注 時 流 入 致 阻 塞 套 管, 採 以 橡 膠 套 管 置 入 預 力 套 管 內 並 予 以 充 氣 加 壓 方 式, 將 橡 膠 套 管 由 澆 置 好 之 前 一 節 塊 貫 通 至 欲 澆 置 之 次 一 節 塊, 待 充 氣 後 即 可 保 持 兩 節 塊 間 預 力 套 管 之 接 合 精 度 並 可 使 套 管 於 澆 置 過 程 中 維 持 垂 直 度 不 致 產 生 變 形 ( 如 圖 15) 圖 11 長 柱 場 鑄 段 預 埋 U 形 鋼 管 圖 14 吊 裝 完 成 後 照 片 之 二 90 No.87 July, 010 No.87 July, 010 91

線 ), 再 以 人 工 方 式 將 引 線 穿 入 預 力 套 管, 直 至 由 另 一 端 穿 出 ( 如 圖 10 STEP 6) 柒 結 語 本 工 程 預 鑄 節 塊 橋 墩 工 法 僅 選 擇 本 標 工 程. 步 驟 二 將 穿 出 套 管 端 之 引 線 以 拉 線 頭 連 接 吊 車 主 鉤, 另 由 吊 車 副 鉤 掛 於 鋼 腱 長 /5 長 處, 以 主 鉤 將 拉 線 頭 逐 一 拉 起, 藉 由 吊 車 拉 力 再 加 上 鋼 腱 本 身 自 重, 將 鋼 腱 由 引 出 端 拉 出, 至 其 兩 端 鋼 腱 外 露 均 高 出 於 千 斤 頂 至 少 50cm 左 右 長 度, 即 可 進 行 預 力 施 拉 作 業 ( 如 圖 10 STEP 6) 此 穿 線 方 式 完 全 不 須 使 用 穿 線 機, 僅 以 人 力 及 吊 車 施 作 即 可 中 一 局 部 路 段 辦 理, 因 預 鑄 工 法 比 傳 統 場 鑄 施 工 方 式 增 加 預 鑄 場 設 置 成 本 ; 除 預 鑄 場 地 外, 吊 裝 運 輸 機 具 成 本 亦 須 一 併 考 慮, 故 建 造 成 本 相 對 提 高, 倘 能 將 預 鑄 產 能 規 模 放 大 以 攤 提 成 本, 則 建 造 費 用 可 能 降 低 至 較 場 鑄 工 法 具 有 優 勢 此 外, 因 預 鑄 節 塊 組 裝 快 速, 毋 須 架 設 地 面 支 撐 可 縮 短 高 空 作 業 時 間, 故 較 傳 統 場 鑄 工 法 為 安 全, 且 可 縮 減 整 體 工 程 計 畫 之 施 工 時 程, 更 可 降 低 施 工 作 業 對 周 遭 環 境 之 干 擾 近 年 來 國 內 許 多 建 築 結 構 也 開 始 推 廣 採 用 預 鑄 工 法, 除 可 提 昇 國 內 工 程 技 術 外, 更 希 望 藉 由 政 府 大 力 推 動 營 建 自 動 化 策 略, 使 預 鑄 工 法 能 在 未 來 更 廣 為 應 用 圖 15 以 橡 膠 套 管 置 入 預 力 套 管 內 並 予 以 充 氣 二 墩 柱 節 塊 界 面 填 充 EPOXY 之 垂 流 問 與 處 理 對 策 圖 16 環 氧 樹 脂 垂 流 刮 除 三 預 力 鋼 絞 線 穿 線 問 與 處 理 對 策 考 量 預 力 套 管 在 基 礎 或 場 鑄 墩 柱 內 採 小 半 節 塊 吊 裝 接 合 前 須 於 已 完 成 之 節 塊 上 緣 接 徑 迴 轉 之 U 形 鋼 管, 不 利 於 鋼 腱 之 穿 線, 因 此 預 力 鋼 腱 穿 線 方 式 經 考 量 結 果 係 以 拖 拉 方 式 進 行 合 面 塗 抹 1.6mm 厚 度 環 氧 樹 脂 並 施 拉 共 168 噸 之 臨 時 預 力 以 利 上 下 二 節 塊 之 接 合, 惟 加 壓 後 會 使 環 氧 樹 脂 溢 出 接 合 面 垂 流 於 柱 面, 影 響 墩 柱 完 成 面 之 美 觀 處 理 對 策 係 於 節 塊 接 合 面 四 周 先 行 以 膠 帶 黏 貼, 待 節 塊 接 合 後 將 垂 流 之 環 氧 樹 脂 刮 除 ( 凝 固 時 間 約 60 分 鐘 ), 最 後 再 將 膠 帶 撕 除, 如 此 可 避 免 環 氧 樹 脂 沾 黏 柱 面, 並 節 省 節 塊 表 面 修 飾 時 間 ( 如 圖 16) 四 節 塊 吊 裝 施 工 之 工 作 平 台 1. 步 驟 一 將 19T-15.mm 鋼 腱 預 先 裁 切 好 長 度 並 點 銲 成 一 束 ( 類 似 魚 鱗 狀 ), 以 鋼 索 接 頭 連 接 一 引 線 ( 鋼 絞 線 之 單 股 考 量 吊 裝 作 業 之 安 全 需 求, 每 個 節 塊 吊 裝 前 須 於 地 面 先 行 組 立 工 作 平 台 及 安 全 護 欄 ( 如 圖 17), 惟 因 長 柱 墩 柱 較 高, 乃 另 行 採 用 自 動 升 降 施 工 平 台 ( 如 圖 18), 可 省 去 每 節 塊 皆 須 重 複 組 裝 工 作 平 台 及 安 全 護 欄 之 時 間, 並 可 提 供 人 員 更 安 全 之 作 業 環 境, 充 分 降 低 現 場 施 工 風 險 及 減 少 工 安 問 參 考 文 獻 : 1. 鄭 文 隆, 施 工 技 術 規 範, 交 通 部 臺 灣 區 國 道 新 建 工 程 局, 台 北 (00). 交 通 部 臺 灣 區 國 道 新 建 工 程 局, 預 鑄 橋 墩, 臺 中 生 活 圈 號 線 東 段 臺 中 生 活 圈 4 號 線 北 段 與 平 面 延 伸 段 及 大 里 聯 絡 道 工 程 第 C709A 標 大 里 草 湖 段 與 霧 峰 交 流 道 - 特 訂 條 款, 第 0343A 章, 第 393-399 頁 3. 遠 揚 營 造 工 程 股 份 有 限 公 司, 臺 中 生 活 圈 號 線 東 段 臺 中 生 活 圈 4 號 線 北 段 與 平 面 延 伸 段 及 大 里 聯 絡 道 工 程 第 C709A 標 大 里 草 湖 段 與 霧 峰 交 流 道 - 預 鑄 墩 柱 節 塊 施 工 計 畫 書, 台 中 (009) 9 No.87 July, 010 圖 17 安 全 護 欄 於 地 面 預 組 圖 18 自 動 升 降 施 工 平 台 No.87 July, 010 93