¶ 高速公路耐震補強工程具特殊性之補強案例資料｜1. 框架式橋柱之連梁補強（2／2）
發布機關：交通部高速公路局
版本／性質：111年7月；耐震補強工程案例
原始來源：官方出版頁 ｜ 官方原始PDF
使用提醒：本件為111年7月出版的耐震補強案例資料，非通用設計或施工規範；各專題的地震需求、地質條件、材料數值及施工限制須連同原工程背景閱讀。
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-以M38D1 標國3 五號高架橋及M12 標國1 圓山橋為例
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𝑀 ×ℎ 𝑐𝑖 1 底部彎矩=Mci 底部彎矩= ℎ 2 (a)增設連梁示意 (b)增設連梁前 (c)增設連梁後 圖 6 連梁效果示意 圓山橋橋墩 N 因橋墩屬於剪力破壞模式，因而抑制震時撓曲韌性的完全發揮，有耐震能力 不足情形。故於橋墩 N 進行鋼板包覆補強，以提昇墩體之韌性，另橋墩 N 基礎耐震能力亦有不 足情形，乃於柱間增設橫向連梁，以重新分配彎矩，藉以降低基礎之耐震需求；另為避免覆土 束制，影響增設連梁後橋柱耐震行為，於橋柱覆土段增設隔離套筒，詳圖 7 及圖 8。 圖 7 圓山橋橋墩 N 補強示意圖 1-6
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圖 8 圓山橋橋墩 N 補強完成照片 4.2 五號橋案例基礎受力情形與其結果 以 PN5-6 為例，原基礎所受等級 III 之總橫向力為 297.60tonf、總彎矩為 3112.15tonf-m。於 覆土上方(基礎頂上方約 4 米處)新增一連梁後，其所受等級 III 之總橫向力為 296.95tonf、總彎 矩為 2187.3tonf-m，彎矩約下降 30%。其分析結果由補強前 C/D 值 0.79(NG)變為補強後的 1.36(OK)，其效果顯著，相關檢核如表 1。 表 1 連梁補強前與後 C/D 值比較 彎矩強度檢核(tf-m) 方 地震 補強前 檢核 彎矩強度容量 彎矩強度需求 C/D C/D 向 等級 ψ (底層) (頂層) 底層 頂層 底層 頂層 30 - - 422 422 - - - - 縱 475 - 0.9 1078 1078 - - - - 向 PN5-6L 2500 - 1.0 1197 1197 - - - - & 30 OK - 823 2015 595 623 1.38 3.23 PN5-6R 橫 475 N.G. 0.9 925 2266 1082 1043 0.85 2.17 向 2500 N.G. 1.0 1234 3022 1553 1268 0.79 2.38 彎矩強度檢核(tf-m) 方 地震 補強後 檢核 彎矩強度容量 彎矩強度需求 C/D C/D 向 等級 ψ (底層) (頂層) 底層 頂層 底層 頂層 30 - 1.0 958 958 - - - - 縱 475 - 0.9 1359 1359 - - - - 向 PN5-6L 2500 - 1.0 1510 1510 - - - - & 30 OK 1.0 823 2015 287 518 2.87 3.89 PN5-6R 橫 475 OK 0.9 925 2266 667 995 1.39 2.28 向 2500 OK 1.0 1234 3022 911 1263 1.36 2.39 1-7
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五、結論 本案依據 108 年版「公路橋梁耐震設計規範」之地震力進行耐震能力評估，直接基礎受橋 橫向地震力下，彎矩容量不足，故需要進行基礎補強或其他降低外力的替代工法。其中 M38D1 標五號高架橋由於橋址位於山崩地滑地質敏感區，不適宜開挖直接對基礎進行增厚擴基補強， 故採取連梁補強，改變其橋墩受力行為，有效將上構傳遞至基礎之彎矩降低，可以避免進行侵 入性的補強，減少山崩地滑之風險。 參考文獻 1. 交通部，「公路橋梁耐震設計規範」，民國108年1月。 2. 交通部，「公路橋梁耐震評估與補強設計規範」，民國110年3月。 3. 國家地震工程研究中心，「公路橋梁耐震性能設計規範研究（第2期）（上冊、下冊）」，民國 101年12月。 4. 中華民國結構工程學會，「公路橋梁耐震性能設計規範草案複審成果報告書」，民國102年11 月。 5. 經濟部，活動斷層地質敏感區劃定計畫書（F0010三義斷層），民國104年12月。 6. 財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心，「國道高速公路後續路段橋梁耐震補強工 程（區段1-2）規劃設計及後續擴充（監造）」跨越第一類活動斷層橋梁之近斷層地震動及錯 動量評估成果報告書，民國106年11月。 7. Priestley,M.J.N., Seible F. and Calvi,G.M.1996,”Seismic Design and Retrofit of Bridges” 1-8
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