¶ 公路橋梁檢測及補強規範－第五章 詳細檢測 C5.1 一般說明
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C-15第五章 詳細檢測C5.1 一般說明
1. 橋梁構件之詳細檢測區分為局部破壞檢測、非破壞檢測，或對跨河橋梁所在河道狀況、基礎沖刷情形之檢測。要根據不同之目的選擇適當的方法，表C5.1.1 為目前常見之局部破壞檢測(Partially Destructive Testing，PDT)
及非破壞檢測(Non-Destructive Testing，NDT)技術種類及適用之材料。
2. 鋼筋混凝土常見劣化態樣、檢測方法及注意事項可參考表C5.1.2。
3. 許多跨河橋梁係因沖刷或水下構件失效而導致破壞，因此針對跨河橋需要額外考量水下檢測；以河道及橋梁基礎構造物為主要對象。公路養護管理機關、公路養護單位需通盤考量環境的限制與實際需求情況，視需要辦理水下詳細檢測。
4. 構件劣化詳細檢測目的為：
(1) 了解結構物受損範圍及其程度。
(2) 求得結構物或構件之現有強度。
(3) 了解結構物之受力行為。
(4) 評估結構物之承載能力。
5. 由於局部破壞與非破壞之檢測方法甚多，相關試驗及檢測方法中，若CNS已有相關標準者，要依CNS 辦理，若CNS 無相關者，得參考ASTM、
AASHTO 或JIS 等其他標準或規範之規定辦理，爰此本規範僅作概要陳述。
6. 因各種局部破壞與非破壞之檢測方法皆有其專業性，使用時須由專業單位提出建議及說明，對於實際之檢測及評估工作，選擇適當之方法進行檢測。
7. 對施作人員須進行相關非破壞檢測技術能力評估與檢測成果合理性之驗證，選擇使用非破壞檢測方式若為CNS13588「非破壞檢測人員資格檢定與驗證」中適用範圍所列，施作檢測人員須提出相關檢測人員資格文件備查。
8. 預力混凝土橋梁若發生異常損傷危及預力系統者，除目視檢測混凝土表面之損害狀況外，可依第六章所提之載重試驗法驗證或其他適當方法進行安全性評估。
C5.2 構件局部破壞檢測作業
1. 局部破壞檢測為一種若處理不當具有損害性之檢測方法，其進行須由專業單位評估，經公路養護管理機關、
公路養護單位同意後，在適當位置鑽取
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C-16試體或切割取樣。所謂適當位置係指對橋梁構件及結構體之強度不造成傷害之處。
2. 局部破壞檢測須由具專業技術之人員負責操作，得配合竣工圖說或鋼筋探測儀器標定鋼筋位置，避免損害或傷及鋼筋，造成構件或結構體之傷害。
3. 混凝土局部破壞檢測之殘孔，按「混凝土工程施工規範與解說」之規定辦理填補。
4. 混凝土局部破壞檢測方法包含鑽心取樣抗壓試驗法、中性化檢測法、氯離子含量檢測法、鹼質粒料反應檢測法及火害檢測法等。
5. 鋼構件局部破壞檢測方式包含金相試驗法、拉伸試驗、彎曲試驗、硬度試驗法等。
(1) 金相試驗法：為將鋼材試片經拋光程序，並以不同方式浸蝕處理後，用顯微鏡觀察金屬組織圖像間接推測其組成之試驗法。試驗程序可依CNS 12998「超硬合金顯微組織測定法(金相法)」標準等規定辦理。
(2) 拉伸試驗及彎曲試驗：鋼材之抗拉強度及彎曲強度為重要之材料機械性質，其可依CNS 2111「金屬材料拉伸試驗法」及CNS 3941「金屬材料之彎曲試驗法」標準等規定進行試驗，由試驗結果可驗證金屬材料之現況。
(3) 硬度試驗法：硬度為材料表面對穿透之抵抗程度，也可為材料相關機械性質之總代表，鋼材之硬度約與其強度有一正向關係，故可利用硬度推斷鋼材強度與種類，其可依CNS 2115「維克氏硬度試驗法」標準進行相關試驗。
C5.2.1 鑽心取樣抗壓試驗法可參考CNS1238「混凝土鑽心試體及鋸切長條試體取樣法」標準辦理。除CNS1238 之外，與混凝土鑽心取樣抗壓試驗相關規定得參見CNS1230、CNS1231、CNS1232、CNS1233、CNS1234、CNS1241、CNS3801、
CNS11297、CNS14704 及其他相關規定。
C5.2.2 中性化檢測法
1. 當混凝土暴露於工業污染大氣環境中，含有二氧化碳或三氧化硫等酸性氣體會使混凝土的鹼性降低，其pH 值由原先的12~14 降到9 左右，此即混凝土之中性化。
2. 混凝土發生中性化時，由最外層漸漸向內侵入，當中性化層到達鋼筋時，破壞鋼筋表面鈍化膜，增加鋼筋腐蝕的可能性。
3. 相關檢測規範可參考JIS A1152 或RILEM CPC-18，以酚酞試劑測定混凝土中性化程度。
4. 試驗亦可採用較精確但較複雜之方法，諸如：
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(1) 強鹼反應法、強熱反應法與未中性化定量法等之化學分析法。
(2) X 光繞射測定法。
(3) 電氣化學法。
(4) X 光顯微放大法。
(5) 加速中性化試驗。
C5.2.3 氯離子含量檢測法
1. 氯離子含量係指硬固水泥砂漿或混凝土中之氯離子量。氯離子會促使鋼筋銹蝕，導致混凝土因鋼筋膨脹而剝落及損毀。
2. 硬固混凝土之氯離子含量檢測，可利用酸溶法或水溶法將混凝土中的氯離子萃取出來，再用電位滴定法判斷，可參考CNS14702「硬固水泥砂漿及混凝土中酸溶性氯離子含量試驗法」及CNS14703「硬固水泥砂漿及混凝土中水溶性氯離子含量試驗法」標準等規定辦理。
3. 硬固混凝土中氯離子含量超過設計環境條件下之國家標準值或國內外相關規範之規定，導致混凝土構件有裂縫、剝落或鋼筋銹蝕等嚴重劣化情況，可依第7.4 節之鋼筋混凝土構件維修工法進行修復工作。
4. 混凝土取樣進行氯離子含量分析之規劃工作，須依據氯離子來源進行研判，若氯離子係因海水或海風所帶來之鹽分滲入所造成，須先探討距離混凝土表面不同深度的氯離子含量，方能進一步研判鋼筋或鋼腱腐蝕之可能性。
若氯離子係因混凝土掺用海砂所造成，則要去除混凝土表面具中性化之部分厚度再進行氯離子含量分析，方能避免誤判氯離子含量之情形。
C5.2.4 鹼質粒料反應檢測法
1. 混凝土鹼質粒料反應會導致混凝土強度、彈性和耐久性損失的膨脹與開裂，主要反應係波特蘭水泥中之鹼金屬離子和骨材中含有二氧化矽或碳酸鹽質岩石之反應結果。
2. 混凝土鹼質粒料反應檢測法可參酌CNS13618、CNS13619、ASTM C856、
AASHTO T299 或其他國內外相關規定辦理。
3. 正常混凝土中的PH 值通常為12~14，若卜特蘭水泥中之氧化鈉(Na2O)含量超過0.6%，並與鹼質-活性粒料組合使用時，會由於鹼質粒料反應而引起大量膨脹。ASTM C150 定義含鹼量小於或等於0.6%之水泥不必考慮活性粒料的種類，亦足以防止因鹼質粒料反應引起的危害。若混凝土中各項來源的總鹼量低於3.0 kg/m3，將不會造成危害。
C5.2.5 火害檢測法
1. 混凝土構件
(1) 混凝土受火燒後，由於高溫作用，水泥膠結物將發生不等程度之化學變
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C-18化，混凝土的物理性質及力學性質亦將發生不等程度的影響。
(2) 推測混凝土曾遭受火燒最高溫度的方法很多，但以酚酞中性化試驗作定性判斷較為簡易，定量方法中則以燒失量試驗的適用範圍較廣泛。
(3) 燒失量試驗：混凝土中含有甚多水泥水化物及其衍生物，當此類物質受火災高溫作用時將發生分解變化，以失去結晶水及二氧化碳與重量損失等原理，比對受火害試體與未受火害試體於相同高溫環境下之試體重量，比對受火害試體與未受火害試體於相同高溫環境下之試體重量差，推定混凝土受火害之最高溫度。
2. 鋼構件火害後鋼材性質可能產生變化，可用硬度法與現場金相法看材料組織變化，另可用超音波法做再次確認。另外可依ASTM E837 標準之盲孔法了解構件之殘餘應力。
C5.3 構件非破壞檢測作業
1. 非破壞檢測一般常藉著媒介物而進行較間接之檢測，目前非破壞檢測所獲得之資料，有部分尚為定性，而非定量，例如超音波探傷及渦電流探傷，可發現缺陷之位置與範圍，而無法判斷其大小、方向等，因此需有長期之試驗作為判斷之參考。且非破壞檢測工作無法預測構件所能承受之負荷及使用年限，僅能提供品質狀況，作為改良原始設計、材料選擇及製造時參考之用。非破壞檢測在混凝土構件和鋼構件檢測之適用性，可參考表C5.1.1，另依橋梁結構物之各種檢測目的，可參考表C5.3.1 選擇適當之非破壞檢測方法。
2. 常用檢測方法可採用反彈錘試驗法、鋼筋腐蝕檢測法、音洩檢測法、紅外線檢測法、敲擊回音法、衝擊彈性波法、超音波檢測法、射線檢測法、渦電流檢測法、磁粒檢測法、液滲檢測法、透地雷達法與地電阻檢測法等。
3. 反彈錘試驗法
(1) 反彈錘試驗法(Rebound Hammer Method)又稱為衝錘法，係利用司密特衝錘(Schmidt Hammer or Swiss Hammer)等彈簧驅動鋼錘，撞擊硬化混凝土表面，測定反彈數值(Rebound Number)來推估抗壓強度之試驗方法。
(2) 由於混凝土表面硬度是與標準試體比較而得，試驗前需清除表面風化部分，而推測所得之混凝土強度為相對強度而非絕對強度，故此法不能反應混凝土內部品質，僅可作為粗略測定混凝土構件強度之簡便快速方法。
(3) 檢測法相關規定得參見CNS 10732、ASTM C805 或其他相關規定辦理。。
4. 鋼筋腐蝕檢測法
(1) 鋼筋腐蝕檢測原理係利用電化學方法，測定混凝土中鋼筋之腐蝕電位、
電流或電阻，用以判斷鋼筋之腐蝕狀況。
(2) 鋼筋腐蝕檢測方法可採用測定腐蝕電位、電流或電阻等方式進行，所選
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C-19用之方法應依檢測位置、腐蝕程度、中性化情形及混凝土外表情況等因素決定之。常見的檢測技術如下：
a. ASTM C876 所提之腐蝕電位法。此法又稱半電池電位法(Half-CellPotential，HCP)，主要係使用一個高輸入阻抗電位計，一端接一參考電極，如銅/硫酸銅酸銅(Cu/CuSO4)或銀/氯化銀(Ag/AgCl)，另一端銜接鋼筋，藉此量測鋼筋之腐蝕電位。
b. 直接量測鋼筋腐蝕速度(電流)。可利用直流線性極化法(LinearPolarisation Resistant，簡稱DC 法)、交流阻抗法(Alternative CurrentImpedance Method，簡稱AC 法)、調和分析法(Harmonic AnalysisMethod)法等電化學反應試驗法進行之。
c. 腐蝕電位、混凝土電阻同時量測。量測混凝土電阻可使用諸如量測土壤電阻之Wenner method，並利用數學模式、腐蝕電位圖和混凝土電阻等資料，推測鋼筋之腐蝕速度。
¶ 5 音洩檢測法
(1) 音洩檢測法(Acoustic Emission Testing，AT 或AE)主要係利用構件產生變形、相變化或斷裂過程中，能量會以高頻率彈性波之型式釋放出來，此種應力波釋放模式稱之為音洩。音洩檢測多用以探測材料缺陷，可檢測無法以目視檢測出之結構內部微小裂縫。
(2) 由於音洩波(聲射波)可來自鋼結構裂縫之成長，裂縫處材料的局部降伏、
裂縫表面的摩擦、麻田鐵(martensite)的形成過程、混凝土結構物裂縫產生過程、混凝土及鋼筋的相對滑動、碳纖混凝土中纖維的破裂或失去連結等，故此法對於鋼筋混凝土結構物及鋼結構之缺陷皆適用。
(3) 因檢測對象為偵測物件之損傷、缺陷及位置，故無一定之判定標準可遵循，需仰賴專業人員操作、校正及判讀，以避免誤判之情形發生。
(4) 音洩檢測法相關規定得參見ASTM E569、ASTM E650、ASTM E749、
ASTM E750、ASTM E751、ASTM E976、ASTM E1067、ASTM E1106、
ASTM E1139、ASTM E1211、ASTM E1316、ASTM E1495 及其他相關規定辦理。
6. 紅外線檢測法
(1) 紅外線檢測法(Infrared Thermographic Testing，TT 或IT)係利用材料內部熱流不同的分佈狀況來偵測其內部異常的方法，可用於小區域或大範圍之檢測，並可精確檢測出混凝土結構內部損傷。
(2) 紅外線檢測法相關規定得參見ASTM D4788 及其他相關規定辦理。
7. 敲擊回音法
(1) 敲擊回音法(Impact-Echo Method)係利用機械性敲擊方法將暫態應力波導入待測試體內部，再利用位移量測儀器來接收其位移擾動訊號，此訊號包含應力波被內部瑕疵反射回來之位移波形，若反射界面深度已知，則可經由縱波於敲擊面及反射界面來回所需時間，推求縱波在該物體內部行進速度，反之若波速已知，則可推算所求物體邊界或內部裂縫等反射界面之深度。
(2) 試驗相關規定得參見ASTM C1383 內容。
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8. 衝擊彈性波法
(1) 衝擊彈性波法(PV)係利用衝擊錘(Impulse Hammer)敲擊結構物產生振動，並於施力點旁量測結構物表面反射波，經頻率域分析後，可偵測物體之裂縫長度、深度及位置等缺陷，適用於構件厚度、基樁健全度及長度測定、地中埋設物、地盤注入凝固液效果及空隙深度之測定等用途。
(2) 試驗相關規定得參見ASTM C597 或其他相關規定辦理。
9. 超音波檢測法
(1) 超音波檢測法(Ultrasonic Testing，UT)係利用聲波傳入結構物以檢測其內部損傷、缺陷、厚度及位置，當超音波遇到不同密度之物體則產生不同之訊號，依此原理即可檢測結構物之內部損傷、缺陷、厚度及位置。
(2) 相關規定得參見CNS 11051、CNS 11224、CNS 11399、CNS 11401、
CNS 12618、CNS 12622、CNS 12845、CNS 13342、CNS 13403、CNS
13404、ASTM C597 及其他相關規定辦理。
10. 射線檢測法
(1) 射線檢測法(Radiographic Testing，RT)係利用射線照射物體，當受照射物體內部存在有缺陷或不連續時，其透射和吸收特性將不同於原物體其他無損傷部位，因而產生深淺不同影像，藉此可檢測物體內部缺陷，用於混凝土內部空洞、缺陷、鋼筋和鋼腱位置、保護層厚度等之檢測。
(2) 射線檢測法相關規定得參見CNS 11409、CNS 11226、CNS 11379、CNS
11751、CNS 12619、CNS 13020、ASTM C1040 及其他相關規定辦理。
(3) 射線檢測過程具有輻射等之安全問題，操作人員須具行政院原子能委員會核發之有關合格執照。
11. 渦電流檢測法
(1) 渦電流檢測法(Eddy Current Testing，ET)可用於檢測鋼筋位置、號數及保護層厚度。鋼筋探測儀(Rebar Detection System or Rebar Locator)為渦電流檢測法主要應用儀器之一，係利用法拉第(Faraday) 電磁感應定理及鋼筋強磁特性，將載有交流支線圈探頭置於混凝土表面，使鋼筋等金屬導體在其交換磁場部分產生漩渦狀之渦電流，並藉由量測單位時間磁束變化量所產生之電力關係，求得混凝土中鋼筋配置等相關資訊。
(2) 渦電流檢測相關規定得參見CNS 11050、CNS 11400、CNS 11823、CNS
12620、CNS 13405、CNS 13406 及其他相關規定辦理。
12. 磁粒檢測法
(1) 磁粒檢測法(Magnetic Particle Testing，MT)之檢測原理為利用鐵磁性材料因瑕疵的存在會產生磁漏現象的特性，觀察磁粒分布情形，以檢測試體的瑕疵。檢測方法為將粉末狀或懸浮液之磁粒，散佈於產生磁場的鐵磁性試體，再觀察磁力線之方向及磁料分布情形，以檢測試體的瑕疪。
(2) 磁粒檢測法相關規定得參見CNS 11048、CNS 11377、CNS 11750、CNS13341 及其他相關規定辦理。
13. 液滲檢測法
(1) 液滲檢測法(Penetrant Testing，PT)可檢測金屬或非金屬表面瑕疵至數微米(μm)之極細微損傷。
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(2) 液滲檢測法相關規定得參見CNS 11047、CNS 11225、CNS 11376、CNS
11398、CNS 11749、CNS 13464 及其他相關規定辦理。
14. 透地雷達法
(1) 透地雷達法(Ground Penetrating Radar，GPR)係利用高頻脈衝電磁波(Electromagnetic)中之微波貫穿待測物體，當遇到介質不連續時將產生反射和折射波，而此反射波隱含所貫穿結構物之厚度、反射面之介質比對等資訊，經檢查可得知物體厚度和位置等。
(2) 透地雷達法相關規定得參見AASHTO R37-04、ASTM D4748、ASTMD6087 及其他相關規定辦理。
15. 地電阻檢測法視電阻率(Apparent Resistivity)通常不代表地下各地層之實際電阻率，僅代表此種電極排列下之地層導電性的綜合效應。電流極展距越大，電流穿入越深，其效應愈接近下部地層的性質，因此於探測過程將電流極展距逐次加大，即可獲得由淺至深之地層反應訊號和電阻率分佈。
C5.4 跨河橋梁所在河道狀況或基礎沖刷之檢測
1. 跨河橋所在河道若有沖刷或河道變遷之現象，恐導致橋台或墩基礎裸露，進而影響橋梁安全。公路養護管理機關、公路養護單位視需要對跨河橋所在之河道狀況或基礎沖刷進行檢測，掌握橋墩基礎與河床高程之狀況。
2. 常用檢測方法包含河道橫斷面測量、單音束測深、多音束測深、側掃聲納、
測深光達、水下無人載具攝影或委由專業潛水人員進行。
3. 河道橫斷面測量
(1) 測量目的為掌握跨河橋之河床高程變化情形。
(2) 針對河道橫斷面測量，其方向是沿橋梁車行向進行。量測範圍建議為橋梁兩側堤防之堤內(臨陸面)堤腳處(堤內：指堤防之臨陸面，即堤後；堤外：指堤防之臨水面，即堤前)，若無堤防則建議測至河道寬外之橋墩中心線。測線建議於橋梁中心線、上下游胸牆滴水線、上下游適當位置進行量測。公路養護管理機關、公路養護單位可依需求自訂需求選定測線。
(3) 河床斷面測量前需進行水準測點清查，並由已知三角點檢測（或引測），水準標石埋設位置要設於安全穩固明顯之地點。如無法引測，可以相對高程表達。
4. 多(單)音束測深
(1) 探測方式是採用多(單)音束聲納，快速且大範圍的掌握水下範圍內的橋梁構件之整體狀態。
(2) 多(單)音束探深是一種應用多個聲波發射，至河床或障礙物後反射，探測儀可接收訊號，依據收到時間，進而算出聲波所行走的距離。多音束與單音束差別在於多音束為多個聲波一齊發射，成一扇面狀，故較單因束測深探測儀附蓋得更多，效率佳。
(3) 有關多音束測深相關作業程序、品質管制、檢核驗收等，可參考交通部
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C-22運輸研究所「多音束測深規範(草案)」辦理。
¶ 5 側掃聲納
(1) 探測方式是利用聲波反射原理來提供河道影像的探勘技術，其可對河道做大範圍區域的探測調查，並描繪河道地貌、河道構造物辨別等。
(2) 側掃聲納通常拖於船舶後，當其運作時，由船舶兩舷的音鼓向和底發射扇形聲波，聲波經河床反射回之訊號由拖魚本身的接收器接收並透過電纜傳至紀錄器，回訊經紀錄器處理後再和定位資料結合即可得到探測範圍的河床影像。
6. 測深光達
(1) 探測方式是以近紅外光及綠光之雷射掃描方式進行水域之水深及水底地形量測，藉由偵測水面及水底之回波時間間距求得空間距離以達探測水深效果。
(2) 測深光達之雷射光以藍綠光為主，綠光其穿透深度可達50 公尺，藍光其穿透深度可達200 公尺，跨河橋深度建議可採用綠光測深為主。
(3) 測深光達會受水面反射、水質情況、河床底質種類與河床地形型態而有所影響。
7. 水下無人載具攝影
(1) 使用水下無人載具(Remotely Operated Vehicle, ROV)拍攝水下之河床、
橋台或橋墩基礎。
(2) 適用於水流較緩且濁度較低之水域，由於水中能見度不佳，水下無人載具需非常接近被攝物方能取得較清晰之影像。
(3) 無人載具之使用須符合政府相關法令之規定。
8. 專業潛水人員目視檢測
(1) 由受過訓練之專業潛水人員潛入水中，直接目視檢測並拍攝河床、橋台或橋墩基礎。
(2) 潛水人員之職業安全衛生事項，須依行政院勞動部發布施行之相關規定辦理。