¶ 公路橋梁檢測及補強規範-第三章 定期檢測 C3.1 一般說明
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C-6第三章 定期檢測C3.1 一般說明
1. 橋梁定期檢測是希望及早發現構件損傷劣化,使公路養護管理機關、公路養護單位,於橋梁嚴重損壞前做出處理措施而實施之全面性目視檢測。
2. 進行定期檢測時,為提高檢測效率並避免遺漏,檢測前先訂定檢測程序。
檢測程序之原則為由上而下,亦即先引道段、路面、
橋面系統及上部結構,而後下部結構及河道狀況;可視橋梁型式、構件狀況、檢測類別、橋梁規模以及橋梁座落位置交通情況等之不同,依實際情況另作調整。
C3.2 檢測方式
1. 定期檢測是以目視搭配便於攜帶之工具進行檢測,目視可分為直接目視與間接目視。直接目視係指檢測人員以肉眼直接檢視橋梁構件;間接目視係指檢測人員使用望遠鏡、高解析度相機、無人遙控載具、工業內視鏡等拍攝影像,或以重錘、水準尺、測距儀等易於攜帶之設備測得數據,再由檢測人員進行判斷判斷。
2. 檢測人員以徒步或搭乘輔助載具(如橋梁檢測車、高空作業車或船舶)之方式接近橋梁構件,用肉眼以直接目視方式進行橋梁構件之檢測。
3. 當檢測人員難以用徒步或搭乘輔助載具之方式接近橋梁構件時,則以間接目視之方式進行檢測;表C3.2.1 列出部份具代表性之檢測對策,供檢測人員參考。
C3.3 劣化評等
1. 橋梁定期檢測採用DER&U 方式對劣化情況進行評等。
DER&U 法針對橋梁各構件之劣化程度(Degree)與劣化範圍(Extent)進行評估,同時並考慮劣化情況對橋梁結構使用性及用路人安全性之影響(Relevancy),及劣化構件需處置的急迫性(Urgency)進行評等;其檢測評等詳表C3.3.1。
2. 表C3.3.2 至表C3.3.23 與圖C3.3.1 至圖C3.3.26 所列之劣化類型、評等及損傷示意圖僅供參考,公路養護管理機關得於其養護手冊或橋梁檢測手冊中提供參考圖說,供檢測人員評等使用。
C3.4 橋梁結構物劣化程度評等(D)
1. 「劣化程度(Degree)」為構件劣化之嚴重程度。
2. 「劣化程度(Degree)」評等分為「1」至「4」,其中「1」代表良好無劣化;
「2」代表有劣化但狀況尚可;「3」代表劣化明顯且狀況較差;「4」代表嚴重損壞或完全失去功能。當橋梁原本即無此構件時可填「0」,代表「無此項目」;但橋梁原本有此構件而完全損壞時,則填「4」。
C3.4.1 混凝土結構物
1. 本節之檢測對象包含上部結構(主梁、橫隔梁)、下部結構(橋台、橋台基礎、
翼牆、擋土牆、橋墩、帽梁、橋墩基礎)、橋面系統(橋面板)、相關附屬設施(引道、護欄)等混凝土結構物;相關劣化評等參考如表C3.3.2 至表
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C-7C3.3.13。
2. 混凝土結構物之定期檢測主要以目視檢查混凝土表面損傷及補修處之狀況,檢測重點包含混凝土裂縫、剝落、剝離、蜂窩、孔洞、鋼筋銹蝕、鋼腱銹蝕、錨碇部位外露銹蝕、滲水、白華、銹水流出或其他損傷等。
3. 混凝土裂縫一般係呈現線形分佈,裂縫可能僅發生於局部或擴大至全部之混凝土結構上。裂縫類型有結構裂縫與非結構裂縫兩種,主要結構裂縫參考圖C3.3.1;檢測時主要係對結構裂縫進行檢視。
(1) 結構裂縫係由載重所造成,其類型如圖C3.3.1 所示,計有撓曲裂縫、剪力裂縫、扭曲裂縫及拉力裂縫等。撓曲裂縫發生於構件受最大張力區域,成垂直狀且會往構件受壓力區發展,一般於構件之跨徑中點底部,如梁底或橋面板底部,或連續梁在橋墩處之構件上部,最易發現撓曲裂縫;剪力裂縫一般發生於大梁支點附近之梁腹底部,亦可能伴隨發生如撓剪、剪壓裂縫或橫劈裂縫等;最常見之扭曲裂縫為45°斜向裂縫;拉力裂縫則常發生於鋼筋混凝土構件受軸拉力過大且斷面大小配置不足時。
(2) 非結構裂縫非載重因素造成之裂縫,雖不影響構件之安全,惟當裂縫深入構件之內部,亦可能損及構件。非結構裂縫類型計有溫度裂縫、乾縮裂縫、巨積混凝土裂縫、施工縫裂縫及鋼筋銹蝕裂縫等。溫度裂縫係由溫度高低變化引起之熱脹冷縮裂縫;乾縮裂縫屬混凝土養治期間因濕度控制不當造成之收縮,一般發生於預力梁之梁腹;巨積混凝土裂縫縫為澆置大體積混凝土時,因混凝土內、外溫度差造成之裂縫;施工縫裂縫易造成鋼筋銹蝕,亦可能造成構件之劣化,常發生於橋梁護欄與與橋面板間、箱型梁底板與腹板間、預鑄預力梁與場鑄橫隔梁間;鋼筋銹蝕裂縫係因鋼筋生銹後體積膨脹,推擠混凝土產生之裂縫。圖C3.3.2 所示為常見之非結構裂縫示意圖。
當檢測人員發現裂縫時,需注意其發生原因與位置,判別其屬性,並拍照或繪製示意圖,描述裂縫之形狀、寬度、方向及位置,並與先前檢測紀錄比較,以推論該裂縫有無擴張情形,進而研判該裂縫是否具危害性。
上部結構、下部結構、橋面系統及相關附屬設施等混凝土裂縫示意圖詳如圖C3.3.3 至圖C3.3.17。
4. 混凝土劣化程度可依裂縫狀況及有無滲水或銹蝕現象評估,至於裂縫狀況分級(細微、明顯、嚴重),考量實際檢測操作可行性,由公路養護管理機關於其養護手冊或橋梁檢測手冊中訂定操作式的分級參考。
5. 混凝土結構物表面劣化包括鹼質粒料反應造成混凝土表面產生龜殼圖樣裂紋或嚴重開裂,以及混凝土表面受到滲水、污染、火燒、硫酸鹽或化學藥劑侵蝕,所引起的老化、變色、白華等損傷現象。
6. 混凝土結構物產生剝落為混凝土表面水泥砂漿散失,造成粗骨材外露之現象,嚴重者骨材會鬆脫。剝落一般不會很深,通常發生在混凝土表層品質較差之部位。
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C-8
7. 混凝土結構物產生剝離乃混凝土呈片塊狀剝落之現象,主要為鋼筋銹蝕或因溫度變化導致混凝土承受超過容許應力所造成。混凝土剝離後通常會使鋼筋曝露,剝離之形狀一般近似圓形或橢圓形。檢測時若發現剝離、鬆動混凝土塊及有掉落之虞時,需即時通報處理。
C3.4.2 鋼結構物
1. 本節之檢測對象包含上部結構(主梁、橫隔梁、斜撐)、下部結構(橋墩、帽梁)、相關附屬設施(護欄)及用以連接鋼板母材或各構件之螺栓、銲道等;
劣化評等參考如表C3.3.14 至表C3.3.16。
2. 鋼結構橋梁常見之損傷示意圖如圖C3.3.18 至圖C3.3.24;損傷項目如表C3.4.1 所示,檢測重點包含鋼板或桿件之挫屈、變形、銹蝕、裂縫、塗裝劣化、銲道損傷、螺栓鬆動或脫落、異常聲音或其他損傷等。
3. 鋼結構橋梁常見之塗裝劣化現象包含剝落、龜裂及變色。
4. 容易發生塗裝劣化之位置包括伸縮縫交界面、排水管附近及橋面板漏水處、
螺栓接合處、銲道、構件之幾何形狀改變處、構件之下翼板、梁端部、支承等處。
5. 發現塗裝劣化現象時,要儘速評估其對母材或銲道之影響,必要時進行詳細檢測。
6. 發現母材或銲道有裂縫時,要儘速進行詳細檢測,並採取必要之維修補強措施。
C3.4.3 支承裝置及防落設施
1. 本節檢測之對象包含支承、支承墊、阻尼裝置(如地震力分散裝置等)、防落設施;相關劣化評等參考如表C3.3.17 至表C3.3.18,損傷示意圖如圖C3.3.25。
2. 支承為連接橋梁上部結構與下部結構之重要構件,其功能為傳遞上部結構之荷重至下部結構,並適度吸收上部結構之伸縮、旋轉、碰撞等產生之力。
支承檢測之目的為及時發現問題並做處理,以維持支承機能之正常運作,若放任支承之損傷而未做任何處理,其損傷很容易波及橋梁上部和下部結構,危害橋梁整體安全。
3. 由於橋墩帽梁上方狹窄陰暗,容易產生土砂堆積、漏水、腐蝕,因此於進行支承檢測前支承檢測前要先清除堆積物。
C3.4.4 伸縮縫
1. 本節檢測之對象為伸縮縫,可由橋面上、橋下或帽梁上實施檢測;相關劣化評等參考如表C3.3.19,損傷示意圖如圖C3.3.26。
2. 伸縮縫檢測時可由伸縮縫處發生之聲音、所見之漏水或檢測時所感覺之振動著手。一般聲音特別大處,伸縮縫已產生損傷之可能性很大,故於橋面上、橋下或帽梁上檢查時須特別注意伸縮縫處發生之聲音,以作為必要之綜合判斷。
C3.4.5 結構物沉陷
1. 本節之檢查對象為橋墩、帽梁、引道路堤保護措施、引道路堤之沉陷;相
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C-9關劣化評等參考分別如表C3.3.8、表C3.3.9、表C3.3.16、表C3.3.12 及表C3.3.20。
2. 結構物沉陷徵兆包括結構體產生傾斜、移動、陷落等。沉陷評等時,可透過觀察欄杆是否變形、橋面是否分離、伸縮縫是否上下左右錯動來判斷結構物整體或局部是否有沉陷可能。
C3.4.6 河道變遷、引道路堤與基礎沖刷及基礎保護措施
1. 本節之檢查對象為河道變遷、引道路堤與基礎沖刷及基礎保護措施;相關劣化評等參考如表C3.3.21、表C3.3.20 及表C3.3.22。
2. 河道檢測方法以目視檢查主河道變遷、橋址附近設施及上、下游採砂石等情形為主。
3. 進行河道檢測時注意河道中淤積之泥砂、沖刷程度與草木之生長是否會成為水流之障礙,以及是否存在可能引發火災之物料等。
4. 主河道水流之流量與方向隨時在改變,在進行檢測時仔細檢查這些改變所造成之影響。為探討沖刷或主河道變化,可另進行詳細檢測,以測量或取得橋梁附近之河川縱、橫斷面圖並整理保存之。
5. 橋梁之上游有攔河堰會阻攔河川的輸砂量,而阻絕攔河堰下游之淤砂量,同時亦使下游河床相對較易沖刷。河道中鄰近橋梁基礎之上、下游若有河工構造物,檢查時須特別留意,是否有對引道路堤、橋台基礎及橋墩基礎較易沖刷之構件造成危害影響。
6. 河川中採砂易對橋梁結構有不利之影響,對於橋梁上、下游各500 公尺以內開採砂石,檢測時須特別留意,有此情形須立即通報。
7. 河川沖刷對橋台或橋墩基礎結構穩定性之影響:
(1) 下列幾種情形結構穩定性不受影響:
a. 擴座基腳直接建構於岩盤上,且設計橋墩時已考慮洪水對橋墩之直接衝擊力。
b. 樁基建構於岩盤上,且設計樁基時已考慮洪水沖擊基樁之力。
(2) 下列幾種情形結構穩定性將受影響:
a. 擴座基腳建構在軟層,如泡水易軟化之泥岩。
b. 樁基礎其基樁為部份摩擦或完全摩擦,而並非完全由端點承受載重。
c. 樁基礎設計為穿越軟弱地質之點承樁。
8. 檢測河川基礎時,其他重要注意事項如下:
(1) 假設橋梁座落在河道轉彎處,則最大之沖刷將發生在轉彎外側處。
(2) 若橋梁位於河道轉彎處,且其上游另有河道轉彎處存在,則沖刷將在轉彎之內側產生。
(3) 若河床含砂量高,則受沖刷之可能性愈高。
(4) 若因天然或人為因素,如地層滑動、土地開發或在橋梁上、下游間採砂石等,致使河川環境改變,可能使沖刷更加嚴重。
(5) 當河流之流向改變後,橋墩之沖刷會加劇。
C3.4.7 排水設施
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C-10
1. 箱型梁內部及橋墩之排水設施可於進行上部結構及橋墩檢測時一併實施。
若排水設施之損傷或阻塞造成積水或漏水,要盡速處理;相關劣化評等參考如表C3.3.23。
2. 排水設施之阻塞可藉以下之幾項觀測重點判斷:
(1) 檢查橋面與橋面板上進水口有無阻塞及不適當之排水通路,暴雨後可以很明顯的看出是否有雜物在水管或進水口周圍。若進水口周圍之混凝土出現剝落與損害之現象,亦可能為進水口設計不良所致。
(2) 觀察梁、橋墩與橋台有無被水污染,可判斷有無水管漏水,排水管阻塞或出水管太短等情形。
(3) 檢查橋面板之排水出口有無濺濕其他構件之情形,以致造成積水。
(4) 檢查橋面板上有無堆積砂土,因砂土會儲留水份或鹽份,加速橋面板之剝落,若砂土會沉澱,則顯示橋面板上排水不良。
C3.5 橋梁結構物劣化範圍評等(E)
1. 「劣化範圍(Extent)」為構件劣化範圍佔構件整體之百分比。
2. 「劣化範圍(Extent)」評等分為「1」至「4」,其中「1」代表局部劣化,劣化範圍佔構件整體未達10%;「2」代表劣化範圍佔構件整體10%以上未達30%;「3」代表劣化範圍佔構件整體30%以上未達60%;「4」代表劣化範圍佔構件整體60%以上。當構件無法目視觀察,如橋台基礎及橋墩基礎位於地面下,可填「0」,代表「無法檢測」。
C3.6 橋梁結構使用性及用路人安全性影響評等(R)
1. 橋梁結構使用性及用路人安全性影響評等主要係表達不同構件於不同位置之劣化情況對該構件或整體橋梁之影響程度。
2. 「劣化情況對橋梁結構安全性、使用性與耐久性之影響程度(Relevancy)」
評等分為「1」至「4」,其中「1」代表影響輕微;「2」代表影響程度較小;
「3」代表影響程度中等;「4」代表影響程度較大。當資訊不足無法判定影響程度時,可填「0」,代表「無法判定重要性」。
3. 檢測人員不僅要對劣化本身進行評等,而且要從整體觀點來看劣化對橋梁結構功能的影響。
4. 兩個看起來相同的劣化在不同構件或位置,可能對橋梁功能產生顯著不同的影響。劣化對該構件之R 值評等,係仰賴檢測人員之工程經驗及專業素養來判斷。
5. 構件R 值之評等與劣化程度相關聯,其檢測評等詳表C3.3.2 至表C3.3.23。
C3.7 處置急迫性評等(U)
1. 處置急迫性評等為反映整體結構或部分構件維修處置順序及急迫性。
2. 「處置急迫性(Urgency)」評等分為「1」至「4」,其中「1」代表依例行性養護即可;「2」代表劣化情況尚不影響橋梁結構使用性或用路人安全,可定期追蹤劣化有無擴大,或於3 年內完成維修補強作業;「3」代表劣化需於1 年內完成維修補強,避免造成更嚴重之損害或造成用路人傷害;「4」
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C-11代表需要緊急維修、封閉或其他緊急處置方式。當資訊不足無法判定急迫性時,可填「0」,代表「無法判定急迫性」。
3. 構件U值之評等與劣化程度相關聯,其檢測評等詳表C3.3.2 至表C3.3.23。