¶ (已廢止)公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範-第二章 檢測一般規定 C2.1 一般說明
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C-3第二章 檢測一般規定C2.1 一般說明橋梁檢測以目視為主,儀器為輔,於特定周期和特別時期,對橋梁構件進行合宜之檢測,以期提早發現問題,掌握損傷情況,採取必要之對策,使橋梁保持於良好狀態。一般檢測除須以繪圖或照片記錄劣化或損害部位外,宜以量化方式評估各構件之劣化情形,建立橋梁現況之基本管理資料,再依各構件權重計算該座橋梁現況之綜合評估分數,及該座橋梁之狀況指標,以作為維修補強優選排序之依據。成功之橋梁檢測須依賴適當之計畫、技術、工具與設備,以及合格之檢測人員。
C2.2 檢測種類
1. 經常巡查可確保橋梁於常時維持良好狀態,評估時以可能對第三者造成影響及需要緊急維修補強之損傷為重點。其主要用意在於經由檢測可迅速補修與維持交通之順暢。
2. 定期檢測之結果可作為將來實施長期檢查計畫或維修補強計畫之基礎。橋梁通車後之第一次定期檢測,除了可蒐集橋梁基本資料及現況資料外,亦可了解橋梁使用狀況、損傷情形及潛在問題。經由定期檢測,配合橋籍資料之建立,即可進行橋梁綜合評估與結構安全評估。
3. 特別檢測乃針對臨時發生之災害或需及時檢查之損傷狀況進行檢查。所謂災害係指水災、地震、颱風、土石流等天然災害或恐怖攻擊等人為災害,重大損傷係指發生火害或碰撞等,而必要時則指發現破壞時。由於特別檢測並無標準之型式,故可參考定期檢測之方式,選定其必要之檢測內容及方法。
C2.3 檢測頻率
1. 本規範規定之檢測頻率為最低標準,不同檢測分類項目可依實際需求及考慮橋梁管理機關之人力,酌予調高檢測頻率。
2. 養護單位如計畫將某一橋梁之檢測間隔延長至四年,應提出詳細計畫及資料,送經管理機關核准。
C2.4 檢測評估作業
1. 檢測評估法為求標準化,需制訂一套檢測評估系統。目前台灣之橋梁檢測評估系統,主要有前省住都局委託中華顧問工程司所辦理之研究報告手冊,提供各縣市政府使用之A.B.C.D.系統,及交通部高速公路局與公路總局使用之D.E.R.U.
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C-4系統。兩種系統各有其特色與優缺點。
2. A.B.C.D.系統之主要精神為強調建立系統化、組織化的檢查架構,其為避免遺漏任何項目,除將橋梁結構分為八大類外,每一大類則依構件又分為許多子項目,而每個子項目則以條列方式列出其破損項目或檢測項目,直接供檢查人員參照勾選損傷等級並記錄說明文字。此種評等法以條列方式列出破損項目,對於檢查員而言,可具體明確的了解應檢查的項目與重點,同時對於檢測項目可做較標準化、一致性的規定。另外,前省住都局研究之A.B.C.D.系統主要依循日本之檢測作業標準,其對於鋼結構橋梁,提供完整且詳細之檢測判定標準。
但A.B.C.D.系統主要僅記錄構件的損傷程度,雖然A~D 等級已包含應採取之對策原則,但對於損傷或瑕疵範圍、面積大小,以及對橋梁結構安全與服務功能的影響度,並未以量化的數值來評定記錄,因此無法以理論模式來計算分析橋梁的各種評估指標。
3. D.E.R.U.系統強調的是大規模、快速地進行龐大數量橋梁的初步普檢與篩選評估,故檢測記錄方式甚為精簡、快速。此種評等法不但針對劣化嚴重程度(Degree)
做評估,同時亦評估劣化範圍(Extent),考慮劣化對整體橋梁結構安全性之影響(Relevancy)及劣化構件維修的急迫性(Urgency),最後還可根據D.E.R 值,配合構件對橋梁重要性之權重,以理論模式計算橋梁之狀況指標與優選排序等指標。但D.E.R.U.系統無一具體的檢查項目與重點可茲參考,且其對於劣化程度(D 值)判斷等級之「原則性」定義不夠明確,故恐容易遺漏某些劣化情況或流於主觀意識。另外,目前交通部高速公路局與公路總局所使用之D.E.R.U.系統主要為針對混凝土橋梁之檢測,其中並無提供鋼結構橋梁之檢測判定標準,故並不適用於鋼結構橋梁。
4. 本規範訂定之檢測評估系統主要參考A.B.C.D.系統及D.E.R.U.系統,以D.E.R.U.
系統為基本架構,但採用A.B.C.D.系統之詳細判定標準,以擷取其各自之優點。
至於檢測表格,本規範提供類似A.B.C.D.系統之詳細表格與D.E.R.U.系統之檢測狀況評估表。實際進行檢測時,在檢測現場以填寫詳細檢測表格為主,以使現場檢測人員可具體明確的了解應檢查的項目與重點,同時對於檢測項目可做較標準化、一致性的規定,避免遺漏某些劣化情況或流於主觀意識;檢測完畢後,檢測人員再參考詳細檢測表格之劣化情況,判斷劣化對整體橋梁結構安全性之影響,填寫精簡之檢測狀況評估表。最後依據與D.E.R.U.系統相同之檢測狀況評估表,即可與國內現有之橋梁管理系統作連結,以理論模式計算橋梁之狀況指標與優選排序等指標。
5. 為使有限之維護經費資源得發揮其最大功能,使亟需維修之橋梁能及時獲得適當維修,有賴於橋況評估指標。目前國內橋梁管理系統常用之橋況評估指標如
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C-5下:
(1) 橋梁之狀況指標(Condition Index, CI)
橋梁狀況指標可判斷整座橋梁狀況,其計算公式如下:
∑===21iiiWCI(C2.4.1)
其中nICICnjii∑==1j(C2.4.2)
() 4)
(100×××××−=ijijijijREDIC(C2.4.3)
式(C2.4.1)~(C2.4.3)中,ICi 為項次i 之組合構件狀況指標,ICij 為項次i 之組合構件中編號為j 之單構件狀況指標,故i 為對應於表C2.4.1 之分類構件項次,j 為各分類構件之構件編號(如橋墩編號),n 為單構件之數目。其中單構件之狀況指標係以構件劣化之檢測評估值(D、E、R)計算劣化評分,再以100 減劣化評分後所得之餘數,即為單構件狀況指標,故狀況越好之構件,其單構件狀況指標分數越高,評分滿分時為100;組合構件狀況指標為其單構件狀況指標之平均值,故亦是狀況越好之組合構件,其狀況指標分數越高。不同組合構件對於橋梁之重要性有所不同,故計算橋梁之狀況指標時,應給予不同組合構件不同之權重,不同組合構件之權重Wi 可參考表C2.4.1。
(2) 橋梁之優選指標(Priority Index, PI)
優選指標可顯示該座橋梁中與結構安全項目有關之構件劣化狀況,其分數越低表示劣化越嚴重。優選指標計算公式類似於狀況指標,計算步驟如下:
(i) 先找出各檢測構件項目中單構件ICij 之最小值,即ICij(min)。
(ii) 每項檢測項目構件之ICi 值計算方式如下:
(a) 若ICij (min)值小於50,則ICi 值為小於50 之ICij 值平均。
(b) 若ICij (min)值介於50 至75 間,則ICi 值為此範圍之ICij 值平均。
(c) 若ICij (min)值介於75 至100 間,則ICi 值為此範圍之ICij 值平均。
(iii) 將橋梁檢測項目中影響結構安全項目(即表2.4.1檢測分類項目第5項和第6 項、第12 項至第16 項及第18 至第20 項)之ICi 值,經加權計算即可得優選指標(PI)。
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C-6
∑∑∑======++=121851612201865iiiiiiiiiWWWPI(C2.4.4)
(3) 橋梁之功能指標(Functional Index, FI)
橋梁之功能指標(FI)係用於評估一座橋梁之服務水準,依公路功能等級、交通量及其他因素而定。此處功能指標係以「功能降低性」來表示。
「功能降低性」之考量項目計有(i)重要性等級、(ii)橋梁運輸能力、及(iii)
繞道距離等三項。
(i) 重要性等級(Class of Structure, CS)
依橋梁之重要性,重要性等級分為三級,自第一級至第三級分別定義為:
第一級:該橋梁為當地居民不可或缺之交通要道,該橋發生損壞後,對當地居民及救災將造成困難則評分為1。
第二級:該橋梁為當地居民之交通要道,該橋發生損壞後,對當地居民及救災有影響則評分為5。
第三級:該橋梁發生損壞後,可容許一段時間喪失其服務性則評分為9。
(ii) 橋梁運輸能力(Bridge Capacity, BC)
單位橋寬之通行車輛數越多,表示該橋越重要,故橋梁運輸能力以平均每日交通量(Average Daily Traffic, ADT)及橋梁車道淨寬(Clear BridgeWidth, CBW)表示。其計算公式如下:
CBWADTBC =(C2.4.5)
當交通量越大,或橋梁車道淨寬越小,則單位橋寬之通行車輛數越多,計算所得之BC 越高,表示該橋越重要。BC 值以200 為界,分別為大於或小於200 兩類。BC>200,評分為0;BC≦200,評分為2。
(iii) 繞道距離(Detour Length, DL)
繞道距離,係指該橋梁損壞後,該橋兩端之交通需繞道之距離。繞道距離越遠,表示該橋越重要。繞道距離以20km 為界,分別為大於或小於20km 兩類。DL>20,評分為0,DL≦20,評分為1。
功能指標之計算式如下:
11)1(100−++×=DLBCCSFI(C2.4.6)
(4) 橋梁之整體性優選指標(Overall Priority Index, OPI)
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C-7橋梁整體性優選指標(OPI)綜合考慮具結構滿足性之優選指標(PI)與功能降低性之功能指標(FI),OPI 指標值越低代表越具維修之需求。整體性優選指標OPI 之計算式如下:
其中
上式中,WP 為優選指標係數,WF 為功能指標係數,分別代表整體優選指標考量之橋梁結構安全與橋梁功能之權重。WP 和WF 由各橋梁管理機關訂定之,若管理機關未訂定,建議WP 和WF 可各取為0.5。
C2.4.1 檢測項目
1. 本規範檢測之分類項目依循D.E.R.U.系統,將檢測項目依橋梁之功能歸納為兩部份,即(1)影響橋梁結構安全之構件項目;及(2)影響交通安全之一般項目。其中影響橋梁結構安全者為第5 至第6 項、第12 至第16 項及第18 至第20 項,其應針對每一座橋墩、橋台與橋孔逐跨進行檢視;影響交通安全者為第1 項至第4 項、第7 項至第11 項及第17 項,其為橋梁的整體性(全橋性)與橋梁兩端的項目。
2. 鋼結構橋梁之主要構件係指橋梁結構系統中主要用以承載靜載重、活載重之構件,或橋梁系統中因構件本身之斷裂會導致整體結構立即破壞之構件。鋼結構橋梁之主要構件為I 型梁橋之I 型主梁;桁架橋之上、下弦材、斜撐構材;U 型鋼橋之U 型主梁;以及箱型鋼橋之箱型梁等。
3. 鋼結構橋梁之次要構件係指橋梁結構系統中非主要用以承載靜載重與活載重之構件,或橋梁系統中不會因構件本身之斷裂而導致整體結構立即破壞之構件。
鋼結構橋梁之次要構件為I 型梁橋之斜撐構材、中間加勁鈑與支承加勁鈑;桁架橋之橫梁、縱梁及橫撐構材;U 型鋼橋之斜撐構材、中間加勁鈑與支承加勁鈑;以及箱型鋼橋之斜撐構材、橫隔鈑。
C2.4.2 檢測評等
1. 橋梁檢測之目的在於發現構件劣化狀況,並調查此劣化狀況是否降低橋梁功能。若以文字描述構件劣化狀況,則每人之用字遣詞可能差異極大,且易流於空洞,亦不利於電腦計算、分析及評估,故如何描述及評估構件劣化,為檢測評估系統之首務。
2. 由於橋梁不同之劣化構件及構件不同之劣化位置、程度及範圍,對橋梁整體結
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C-8構及交通安全均將產生不同程度之影響,故採取本節之評等系統。
C2.5 檢測準備作業進行橋梁檢測前應先研讀橋梁纪錄,並依不同檢測種類擬定必要之檢測工作計畫,準備檢測表格與必要之工具及設備,並檢查必要之安全措施。
C2.5.1 檢測表格
1. 檢測表格包含橋梁資料表、經常巡查表、定期檢測表與檢測狀況評估表。實施第一次檢測後,須完成橋梁資料表之填寫;實施經常巡查後,需填寫經常巡查表;實施定期檢測後需填寫定期檢測表與檢測狀況評估表;而特別檢測使用之表格,可視檢測之目的、對象及項目等,採用相對應之定期檢測表格。
2. 為避免現場遺漏檢測構件及減少檢測現場不必要之重複作業,檢測行前應先準備必要之檢測表格、記事本及橋梁簡圖。檢測表格與報告應予以系統化並宜包含簡圖與空白頁以利隨時做筆記,報告之書寫宜清楚且詳細,以利他日之解讀。
3. 橋梁資料表包含(1)橋梁基本資料;(2)橋梁結構資料;(3)檢測、維修及擴建紀錄;
(4)橋梁平立面與照片或示意圖。實施第一次檢測後,須完成橋梁基本資料與結構資料之填寫,而後於每次實施橋梁檢測、維修或擴建後,均需填寫檢測、維修及擴建紀錄,增添對應之橋梁照片或示意圖。
4. 依檢測種類不同,採用不同檢測表格。檢測表格提供於後續章節中。
C2.5.2 檢測工具及設備
1. 檢測時應攜帶適當之儀器以得到有效之成果。為免遺漏,可制定「攜帶工具及設備檢視表」,供行前逐項檢視。「攜帶工具及設備檢視表」可參考表C2.5.1,檢測者可視實際情況,酌予增減。
2. 執行檢測作業時亦可配合現地需要,採用檢測車、維修作業車等設備。
C2.5.3 檢測安全措施
1. 進行橋梁檢測時,檢測員經常因需攀爬結構物或通行於狀況不佳之通道,而處於危險環境,故檢測前應確實檢查所需之安全措施。安全措施包括檢測員個人之保護設備,以及檢測現場之安全設施。對於檢測員個人之保護設備,包括反光背心、安全索(帶)、救生衣、無線電對講機等,應於檢測出發前,檢查是否符合規定,功能是否正常。
2. 檢測前應先檢查檢測現場之安全設施,例如進入箱型梁等密閉空間檢測前,除攜帶手電筒外,應先檢查箱型梁內是否存有毒氣,確定安全無虞後始得進入,
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C-9檢測現場之電線,亦應先予切斷電源,以免觸電發生危險;檢測過水橋時,若使用船隻檢測,應先檢查所乘船隻是否安全;使用橋梁檢測車檢測時,應先檢查橋梁檢測車功能是否正常。
3. 若需交通維持時,須經交通主管機關同意後再行檢測。