國(guó)道彰化二、四號(hào)高架橋

1、–86–土木水利第二十八卷第四期國(guó)道彰化二、四號(hào)高架橋大斷面預(yù)鑄節(jié)塊設(shè)計(jì)及施工陳國(guó)隆1丁介峰2摘要國(guó)道第二高速公路通過(guò)彰化縣境部分，受限都市土地開(kāi)發(fā)密集，因此路線沿烏溪南岸採(cǎi)高架橋方式與河堤共構(gòu)，又為配合河堤旁地方計(jì)畫(huà)道路之興建，高架橋橋墩設(shè)置空間僅餘堤防坡趾處，結(jié)構(gòu)因而必須採(cǎi)雙向共構(gòu)之單柱橋墩方式。其中彰化二號(hào)高架橋及彰化四號(hào)高架橋分別為2870公尺及2052公尺，總長(zhǎng)4922公尺，由於橋梁跨度及結(jié)構(gòu)斷面均一，並在考量配合橋梁規(guī)模及縮

2、短工期之因素後決定採(cǎi)用預(yù)鑄節(jié)塊工法施工。本兩座橋由於橋面寬達(dá)32.2公尺，節(jié)塊斷面寬度為目前所知國(guó)際上以本工法施工之最大斷面，在設(shè)計(jì)及施工技術(shù)亦有其特殊考量之處，本文將對(duì)彰化二號(hào)及彰化四號(hào)高架橋之規(guī)劃擬定方案、設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)、施工研擬對(duì)策，作一討論。1交通部臺(tái)灣區(qū)國(guó)道新建工程局結(jié)構(gòu)組副組長(zhǎng)2交通部臺(tái)灣區(qū)國(guó)道新建工程局結(jié)構(gòu)組幫工程司一、工程概述國(guó)道第二高速公路(以下簡(jiǎn)稱二高)自臺(tái)中縣大肚鄉(xiāng)跨越烏溪後，進(jìn)入彰化縣和美鎮(zhèn)，路線改東西走向，並與東

3、西向快速公路彰濱臺(tái)中線共線，再銜接彰化市東北側(cè)快官地區(qū)。彰濱快官段(以下簡(jiǎn)稱本路段，並請(qǐng)參見(jiàn)圖1之路線示意圖)因受限都市土地開(kāi)發(fā)密集，為減少用地徵收、環(huán)境阻隔以利地方發(fā)展，並減少對(duì)水鳥(niǎo)保護(hù)區(qū)及全興工業(yè)區(qū)旁保安林的環(huán)境影響，全線除交流道區(qū)位外均採(cǎi)行高架方式設(shè)計(jì)，並儘量沿烏溪南岸且與河堤共構(gòu)，又為配合河堤旁地方計(jì)畫(huà)道路之興建，高架橋橋墩設(shè)置空間僅餘堤防坡趾處，結(jié)構(gòu)因而必須採(cǎi)雙向共構(gòu)之單柱橋墩方式。為達(dá)成儘速改善中部地區(qū)運(yùn)輸路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)區(qū)域

4、發(fā)展之目標(biāo)，本路段預(yù)定完工時(shí)程必須儘量縮短工期以配合二高其他路段之完工通車時(shí)程，又考慮彰化二號(hào)高架橋及彰化四號(hào)高架橋，橋梁結(jié)構(gòu)型式斷面均一，且橋長(zhǎng)分別為2870公尺及2052公尺，已達(dá)預(yù)鑄節(jié)塊工法施工之經(jīng)濟(jì)規(guī)模，在考量配合橋梁規(guī)模及縮短工期之因素後決定選用預(yù)鑄節(jié)塊工法施工。本工程於88年8月發(fā)包，由啟阜建設(shè)工程股份有限公司得標(biāo)，惟因故於90年6橋梁工程土木水利第二十八卷第四期民國(guó)九十一年二月，第86–95頁(yè)CivilHydraulicE

5、ngineeringVol.28No.4February2002pp.86–95–88–土木水利第二十八卷第四期由於此兩座橋選擇預(yù)鑄節(jié)塊工法施築，路線雙向橋面之橫坡應(yīng)設(shè)為同一平面，以利節(jié)塊鑄造。2.1.2橋梁造型：此兩座橋之跨度採(cǎi)45公尺標(biāo)準(zhǔn)跨度，為配合現(xiàn)地條件、整體景觀及縮短工期，設(shè)計(jì)顧問(wèn)研提三個(gè)橋梁造型方案分別為「雙向共構(gòu)五箱室預(yù)鑄預(yù)力混凝土箱型梁」、「雙向分離單箱室預(yù)鑄預(yù)力混凝土箱型梁」、「雙向共構(gòu)單箱室預(yù)鑄預(yù)力混凝土箱型梁配合鋼

6、管斜撐預(yù)鑄懸伸版」，其方案詳細(xì)說(shuō)明如表1，並示意如圖2。就景觀、耐久性及施工工期比較項(xiàng)目中，方案一均優(yōu)於方案二和方案三，方案一之結(jié)構(gòu)支承上舉力雖較方案二為大，但結(jié)構(gòu)性能符合設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)要求，並無(wú)安全之顧慮，此外，造價(jià)雖略昂於方案二，但若能及早完成二高通車目標(biāo)，用路人時(shí)間、行車成本效益應(yīng)可超過(guò)此一金額，因此採(cǎi)用方案一之上構(gòu)及下構(gòu)型式。表1橋梁方案比較表方案項(xiàng)目方案一方案二方案三上構(gòu)結(jié)構(gòu)型式雙向共構(gòu)五箱室預(yù)鑄預(yù)力混凝土箱型梁，懸臂部分為拋物線曲

7、線。雙向分離單箱室預(yù)鑄預(yù)力混凝土箱型梁。雙向共構(gòu)單箱室預(yù)鑄預(yù)力混凝土箱型梁核心，鋼管斜撐預(yù)鑄懸伸版加寬版面。上部結(jié)構(gòu)施工方式預(yù)鑄節(jié)塊逐跨或懸臂施工。預(yù)鑄節(jié)塊逐跨或懸臂施工。預(yù)鑄節(jié)塊逐跨或懸臂施工。橋墩墩柱型式單柱橋墩，柱頂部分漸變擴(kuò)大承接上部結(jié)構(gòu)。Ｔ字型單柱橋墩單柱橋墩，柱頂部分漸變擴(kuò)大承接上部結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)型式井式基礎(chǔ)或展式基礎(chǔ)井式基礎(chǔ)或展式基礎(chǔ)井式基礎(chǔ)或展式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性為雙向共構(gòu)一體成形結(jié)構(gòu)性佳，但單柱橋敦之支承上舉力較大。雙向分離箱型梁

8、結(jié)構(gòu)性佳，穩(wěn)定度高，支承上舉力較小。雙向共構(gòu)，由於有斜撐鋼管支撐，抗扭力佳，惟單柱橋墩支承上舉力較大。耐久性與空氣接觸混凝土面積少。與空氣接觸混凝土面積最多，帽梁結(jié)構(gòu)性較差。與空氣接觸混凝土面積最小，但預(yù)鑄懸伸版鋼管斜撐養(yǎng)護(hù)較不易，耐久性最差。景觀簡(jiǎn)潔優(yōu)美，尤其懸臂端拋物線弧線，在背景單純的環(huán)境中可突顯橋梁之美感，最佳。簡(jiǎn)潔方正與其他方案比較略嫌單調(diào)。斜撐鋼管的光影效果甚具可觀性，次佳。施工速度(天跨)789上構(gòu)(元m2)1250012