台灣與美國之橋梁檢測系統與制度...

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 2 臺灣公路工程第 34 卷第 10 -484 臺灣公路工程 34 10 民國 97 10 Taiwan Highway Engineering Vol. 34 No. 10 Oct. 2008. pp.2-33 台灣與美國之橋梁檢測系統與制度 陳永銘 * 、許阿明 ** 要延長一座橋使用年限,除設計是否恰當外,最重要的就是維修養護工作,而要如何有好的 養護工作養護,則有賴一套適當之橋梁檢測制度與系統,從檢測人員之訓練、檢測標準規範與方 法等。爰此本文將介紹美國橋梁檢測系統與制度 NBI ,從橋梁檢測分類、構件辨識編碼 CoRe NBI 檢測之(SI&A)評量表,並以美國明尼蘇達 I-35W 大橋斷橋事件來探討其檢測系統與制度之適當 性與正確性。而 NBI 檢測之(SI&A)評量表為檢測後所需填列最主要之表格,該表含各構件評量 及橋梁結構部位評量(Condition Rating)、服務水準之評估(Appraisal Rating)、依據上二項評估結 果決定橋梁是否有結構缺陷(Structurally Deficient)與功能喪失(Functionally Obsolete),並據此 計算 S.R.值(Sufficiency Rating)來決定橋梁是只需要維修或列為需改建之橋梁。然後介紹台灣目 前使用之 D.E.R.U 檢測系統,並與美國 NBI 檢測系統作比較,反應兩種制度與系統之相異處、優 缺點,可供相互交流與學習。 關鍵字:NBI 檢測、I-35W 大橋斷橋、SI&A 評量表、結構部位評量、服務水準之評估。 http://www.kidsandyou.com.tw/modules/xcgal/displayimage.php?pid=136 * 公路總局第三區養護工程處養護課幫工程司 ** 公路總局第三區養護工程處處長

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Page 1: 台灣與美國之橋梁檢測系統與制度 上所示相片為美國舊金山金門大橋,金門大橋造價約3 千3 百萬美元,於1937 年5 月27 日 開放通車,這座外觀為橘紅色的橋是連接San

Vol.34. No.10 Oct. 2008 2臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-484

臺灣公 路工 程 第 34 卷 第 10 期 民國 97 年 10 月 Ta iwan Highway Engineer ing Vol . 34 No. 10 Oct . 2008 . pp .2-33

台灣與美國之橋梁檢測系統與制度 陳永銘*、許阿明**

摘 要

要延長一座橋使用年限,除設計是否恰當外,最重要的就是維修養護工作,而要如何有好的

養護工作養護,則有賴一套適當之橋梁檢測制度與系統,從檢測人員之訓練、檢測標準規範與方

法等。爰此本文將介紹美國橋梁檢測系統與制度 NBI,從橋梁檢測分類、構件辨識編碼 CoRe、NBI檢測之(SI&A)評量表,並以美國明尼蘇達 I-35W 大橋斷橋事件來探討其檢測系統與制度之適當

性與正確性。而 NBI 檢測之(SI&A)評量表為檢測後所需填列最主要之表格,該表含各構件評量

及橋梁結構部位評量(Condition Rating)、服務水準之評估(Appraisal Rating)、依據上二項評估結

果決定橋梁是否有結構缺陷(Structurally Deficient)與功能喪失(Functionally Obsolete),並據此

計算 S.R.值(Sufficiency Rating)來決定橋梁是只需要維修或列為需改建之橋梁。然後介紹台灣目

前使用之 D.E.R.U 檢測系統,並與美國 NBI 檢測系統作比較,反應兩種制度與系統之相異處、優

缺點,可供相互交流與學習。 關鍵字:NBI 檢測、I-35W 大橋斷橋、SI&A 評量表、結構部位評量、服務水準之評估。

http://www.kidsandyou.com.tw/modules/xcgal/displayimage.php?pid=136

* 公路總局第三區養護工程處養護課幫工程司 ** 公路總局第三區養護工程處處長

Page 2: 台灣與美國之橋梁檢測系統與制度 上所示相片為美國舊金山金門大橋,金門大橋造價約3 千3 百萬美元,於1937 年5 月27 日 開放通車,這座外觀為橘紅色的橋是連接San

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一、前言

上所示相片為美國舊金山金門大橋,金門大橋造價約 3 千 3 百萬美元,於 1937 年 5 月 27 日

開放通車,這座外觀為橘紅色的橋是連接 San Francisco 及 Marin County,長為 1.2 英里/2 公里。在

當初設計時,為了考量讓橋更為安全所以這座橋本身在遭受到自然外力時(風大),橋中點最大可

以左右搖擺 27 英尺/8 公尺,金門大橋是加州唯一不受州政府管轄的橋樑。目前由 Golden Gate Bridge Highway and Transportation District 管理與維護。收取的三塊美金過橋費主要用於大眾交通運輸、渡

口及公車等服務,從而減少交通堵塞。金門大橋建造至今已有 70 年歷史,由相片中可看出仍相當

優美,這應歸功於美國對此座橋投以相當大的維護工作,以提昇管轄機關之等級。因此橋梁使用

年限要長久,除設計是否恰當外,最重要的就是維修養護工作,好的養護工作會延長橋梁之使用

壽命。而要如何養護,則有賴一套適當之橋梁檢測制度與系統,從檢測人員之訓練、檢測標準規

範與方法等皆有明確之規定。 台灣營建研究院主辦「交通工程專業訓練課程系列—橋梁檢測(I)」研討會,邀請美國聯邦公

路總署橋梁司司長 Myint Lwin 及計劃經理 Eric Mann 來台灣介紹美國橋梁之檢測系統之

NBI(National Bridge Inventory,全國橋梁清冊 )之執行方法與情形。本文係針對研習會,從橋檢類

型、NBI rating(橋梁狀況評估(Condition Rating)、服務水準之評估(Appraisal Rating))、S.R.值(Sufficiency Rating)、構件編號(CoRe)等執行方法、內容,敘述與台灣現行方法與制度之差異,

是否有值得學習之處或與台灣現狀不符之處,作為兩國在橋梁檢測之系統與制度方面之交流。

二、橋梁檢測類型簡介

美國橋梁檢測類型分為 5 種類型,分別為初始檢測(Initial)、定期檢測(Routine)、破壞檢測

(Damage)、深化檢測(In-Depth)及特殊檢測(Special)等。 (一) 初始檢測(Initial):此種檢測主要目地是建立該橋初始檢測資料檔案,此種檢測可建立各構件

結構評量資料(SI&A),提供作為結構安全評量最初步評量之依據及資料庫之建置。 (二) 定期檢測(Routine):此種為例行性檢測,如美國為 2 年 1 次,主要目地是為確保橋梁結構是

否符合服務安全性之要求。台灣公路總局為 1 年 2 次,每年四月三十日前(汛期前)檢查所

有構件(D.E.R.U 表所列之 21 項目);並於汛期後每年十一月十五日前再辦理較易受颱洪影響

之河道、橋台基礎、橋台、橋墩保護措施、橋墩基礎及橋墩墩體等六項之檢查。 (三) 破壞檢測(Damage):此種主要因突發環境改變或人為破壞而進行之檢測,檢測結果主要提供

該緊急狀況是否需採取橋梁限重措施之參考,在台灣稱為橋梁特殊檢查(測)。例如車輛撞橋

墩或橋面版 颱風或地震後。台灣公路總局在颱風豪雨或地震後此方面之檢測標準如表 2.1 及

表 2.2。

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 4臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-486

表 2.1 台灣-颱風豪雨後檢測標準 標準 內容 檢查表格

特別巡查

1.最近水位站達 3 級警戒水位 2.雨量站達豪雨 130mm 以上

橋梁基樁或沉箱有裸露

者、受損尚未完成修復及施

工中之橋梁。

1.公路養護手冊表 2-2「巡

查項目及注意事項」 2.公路養護手冊表 2-6「特

別巡查報告表」

特別檢測

1.最近水位站達 2 級警戒水位 2.雨量站達豪雨 200mm 以上

橋梁基樁或沉箱有裸露

者、受損尚未完成修復及施

工中之橋梁。

公路養護手冊表 A-8「橋

梁特別檢測評估表」

特別檢測

二 1.最近水位站達 1 級警戒水位 2.雨量站達豪雨 350mm 以上

檢測所有橋梁 公路養護手冊表 A-8「橋

梁特別檢測評估表」

表 2.2 台灣-地震後檢測標準

震度 4 級地區 特別巡查橋梁基樁或沉箱有裸露者、受損尚未完成修復及施工中之橋梁。(公路

養護手冊表 2-2「巡查項目及注意事項」、表 2-6「特別巡查報告表」)

震度 5 級地區 特別檢測橋梁基樁或沉箱有裸露者、受損尚未完成修復及施工中之橋梁。(公路

養護手冊表 A-8「橋梁特別檢測評估表」)

震度 6 級地區 (含以上)

特別檢測震區所有橋梁(公路養護手冊表 A-8「橋梁特別檢測評估表」)

(四) 深化檢測(In-Depth):此種檢測主要是用來輔助因定期檢測無法提供之服務,一般稱為非破

壞檢測。衝錘法、鋼筋位置探測儀、裂縫深度檢測(超音波)、氯離子含量測試等非破壞檢測。 (五) 特殊檢測(Special):此種檢測一般採用監測系統作為檢測工具,針對橋梁基礎沉陷、河床沖

刷等進行監測。監測系統大致分為(1)沖刷淘空監測系統:台灣地形因河流短且急,尤其為颱

風豪雨來時洪水暴漲,這使得許多橋梁受到嚴重沖刷淘空,加上盜採砂石,橋墩基礎沖刷更

形嚴重。假如因橋墩受沖刷而基礎裸露,橋梁下部基礎會有倒塌或基樁斷裂,而導致落橋之

危險,且下部結構因裸露結構勁度會降低,致使耐震能力減弱。然因洪水時檢測人員並無法

靠近橋梁進行橋梁沖刷深度之檢測,因此得靠沖刷淘空監測系統來量測橋梁動床沖刷深度,

這對判斷橋梁基礎裸露是否危及橋梁安全之重要依據。惟因美國河川沖刷不嚴重,由本次研

討會中得知美國在沖刷淘空監測系統之發展尚未成熟,而國內目前也有許多學術單位正進行

此方面之研究,希望能儘早發明一套成熟、適用於台灣河川特性及單價合理之沖刷淘空監測

系統。在成熟之沖刷淘空監測系統尚未完成前,平時於汛期前後之橋梁地面線(圖 2.1)之檢

測變得很重要,完整之橋梁地面線檢測可判讀橋址處之河床高程之變化,以達監視橋梁基礎

裸露深度控制之目的。(2)沉陷、傾斜、溫度及接縫之監測系統(3)土石流潛勢之監測系統,只

要淨空、撞擊、沖刷及淤積,任何一項未符合土石流活動之需求,便有土石流發生之可能性,

因此有必要建立土石流潛勢之監測系統。

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交通部公路總局第三區養護工程處圖樣內容:

繪 圖

設 計 段 長

校 對

課 長

副處長

處 長

日 期

總張數

圖號

校 對 95年04月

武陵橋橋梁位置河床橫斷面圖

218.32

218.085

219.21

215.500沉箱高度

220.953221.50

199.50沉箱底高程

219.36

223.50樑底高程

往花蓮往台東

武陵橋橋梁位置河床橫斷面圖

22

22

96年5月7日測線

95年6月17日測線

95年4月27日測線

欄桿高程:226.40

216.91

212.60212.50

212.20

215.4 214.82214.45

217.178217.183

217.428

217.088

217.318 216.773

橋護欄頂高程=226.40

橋梁路面高程=225.70

212.10

212.60

212.10

212.20

212.80

212.40212.80

212.60212.20

212.60

212.30

211.60

211.90

212.50

96年10月11日測線

圖 2.1 橋梁地面線圖(本表由公路總局關山段 林三連工程司提供)

三、橋梁構件編碼及 CoRe(Guide for Commonly Recognized)

P1 橋墩 1D6-1 1D6-2

1D5-1 1D5-2

1D4-1 1D4-2

1D3-1 1D3-2

1D2-1 1D2-2

S1 1G1

1G2

1G3

1D1-1 1D1-2

A1 橋台 圖 3.1 台灣地區橋梁構件編碼

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 6臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-488

圖 3.1 為台灣地區橋梁編碼所採用之方法,在美國其方法應大同小異,但 NBI 之一般構件辦

識(CoRe)係參照 AASHTO,其先對結構大部位分類,再依構件材料、型式細分編碼(如表 3.1),

也就是從構件編碼即可得知構件之結構位置、材料、型式等,如相片 3.1,這是目前台灣地區橋梁

管理系統 TBMS 中所沒有。所以美國之 NBI 之一般構件辦識(CoRe)可供台灣橋梁檢測系統之參

照。

表 3.1 CoRe Elemeent Table

CoRe Elemeent Table

Superstructure

CoRe Elemeent units Steel unpainted Steel painted p/s conc. Reinf conc. timber other

Closed web/box girder m 101 102 104 105

Open girder/beam m 106 107 109 110 111

Stringer m 112 113 115 116 117

Through truss(bottom chord) m 120 121

Through truss (excluding bottom chord)

m 125 126

Deck truss m 130 131

Timber truss/arch m 135

Arch m 140 141 143 144 145

Cable (not embedded in concrete)

EA 146 147

Floor beam m 151 152 154 155 156

Pin and hander assembly EA 160 161

相片 3.1 CoRe 評等之橋梁

例子: 上部結構 110 說明:由相片相片 3.1 知其橋梁上部

結構為鋼筋混凝土、開放式大梁及橫

隔梁,經查表即為 110,可作為橋梁

構件辨視之用。

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四、NBI 檢測之介紹

NBI 檢測即為上述檢測類型中之初始檢測(Initial),主要採用所謂之目視檢測。美國 NBI 檢

測係美國橋梁管理的發展起源於 1967 年,當時因橫跨俄亥俄州河(Ohio River)的銀橋(Silver Bridge)斷裂並奪取 46 人生命後,美國老舊橋梁問題始受到各方之重視。美國國會於 1968 年通過

之聯邦公路法案(Federal Highway Act of 1968)中,要求運輸部門建立全國性橋梁檢測標準,並成

立專案計畫進行專業檢測人員之培訓。美國聯邦公路總署(Federal Highway Administration, FHWA)

首先建立「全國橋梁清冊(National Bridge Inventory, NBI)」資料庫,進行全國橋梁相關資料之搜

集與整理,同時公布「全國橋梁檢測標準(National Bridge Inspection Standards, NBIS)」,要求各州

政府以每 2 年為週期,全面為其所管轄之橋梁進行一次檢測作業,且參與之檢測人員皆須符合相

關資格限制並通過專業課程的培訓。 NBI 評量步驟如下:

(一) 建立橋梁基本資料(SI&A)評量表(如表 4.1),評量表項目與內容說明如表 4.2。 (二) 對各構件先作整體(Overall)評量,分為好(good)、尚可(fair)、劣(poor)及無法評等(N/A)

等四等級(如表 4.3),係為橋梁結構部位評量(Condition Rating)之先前作業。其中對橋梁結

構部位評量(Condition Rating)即(SI&A)評量表中「Condition」項目,係針對橋梁橋面版、

上部結構、下部結構、河道等部份進行分級評量,評量標準分為 0、1、2….~N 等 11 級(如

表 4.4)。 (三) 進行橋梁現況之服務水準之評估(Appraisal Rating),即(SI&A)評量表中之「Appraisal」項

目,對橋梁現況之服務水準是否滿足現行規範之要求,同樣評量標準也分為 0、1、2….~ N 等

11 級(如表 4.5)。 (四) 進行以上步驟後如 Condition Rating、Appraisal Rating 評量等級值低於某標準值時,則需進行

更深入一層之 S.R. (Sufficiency Rating)值(如(SI&A)評量表)以作為該橋向聯邦政府爭取維

修或改建經費之依據。 4.1 SI&A 表(橋梁基本資料與評估表)

(SI&A)評量表由橋梁身份( Identification)、結構型式與材料(Structure Type and Material)、橋齡及服務(Age and Service)、幾何資料(Geometric Data)、水道資料(Navigation Data)、能力評等(Sufficiency Rating)、橋梁等級(Classification)、橋梁現況(Condition)、橋

梁 載 重 ( Load Rating and Posting )、 橋 梁 評 估 ( Appraisal )、 橋 梁 改 善 建 議 ( Proposed Improvement)、檢測(Inspections)等項目組成。其中除了能力評等(Sufficiency Rating)、橋

梁現況(Condition)及橋梁評估(Appraisal)外,其餘都屬橋梁基本資料範圍。各項目之內容

大致上如下表所列(表 4.2):

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表 4.1 (SI&A)評量表

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 9 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-491

表 4.2 (SI&A)評量表之項目與內容

項目 內容

橋梁身份(Identification) 州名、編號、經緯度等

結構型式與材料 (Structure Type and Material)

結構主要型式、材質、跨數、橋面版型式與材質、舖面型式

橋齡及服務(Age and Service) 建造及改建年份、服務水準等級、每日及年平均交通量、替

代道路長度等

幾何資料(Geometric Data) 最大跨距、橋寬及橋面版寬、引道長寬、橋上及橋下最大淨

高等

水道資料(Navigation Data) 航道垂直淨高及水平淨寬、橋墩護體設施等

能力評等(Sufficiency Rating) 橋梁結構及服務水準之評估等

橋梁等級(Classification) 公路等級、功能等級、車流等級、收費等級、維修等級、所

屬單位等級、歷史重要等級等

橋梁現況(Condition) 橋面版、上下部結構、河道等現況評量等

橋梁載重 (Load Rating and Posting) 設計載重、封橋及開放載重等

橋梁評估(Appraisal) 結構分析、橋面幾何、橋下淨高及淨寬、航道適當性、交通

安全性、沖刷評量等

橋梁改善建議 (Proposed Improvement) 改善工作、數量、費用、期限等

檢測(Inspections) 檢測日期、危險部位檢測建議、水下檢測建議、其它特別檢

測之建議等

4.2 各構件評量及橋梁結構部位評量(Condition Rating)

表 4.3 以上部結構作為案例之表,當然還有橋梁橋面版、下部結構、河道等部份之相關評

量表。本表左列為上部結構各部位組成之構件,針對各構件先進行好(good)、尚可(fair)、劣

(poor)及無法評等(N/A)之評定。依序作完各構件評定後可作為橋梁結構部位評量(Condition Rating)之依據。

4.3 橋梁結構部位評量(Condition Rating) 橋梁結構部位評量(Condition Rating)係針對橋梁橋面版、上部結構、下部結構、河道等

部份進行分級評量,評量標準分為 0、1、2….~N 等 11 級(如表 4.4),其為美國公路總署所制

訂之定性評量參考表。該表為適合橋面版、上部結構、下部結構等部位之評量,如關於河道或

其它結構部位另有其它適用表格(如附錄一)。Code N~7 為好(good)、Code 6~5 為尚可(fair)、

Code 4~3 為劣(poor)、Code 2~1 為危險(critical)。Code N~7 之定性描述結構之狀況都良好、

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 10臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-492

Code 6~5 之定性描述結構構件已有稍為損壞及沖刷之情形、Code 4~3 之定性描述結構構件已有

進一步嚴重損壞及沖刷之情形、Code 2~0 之定性描述結構構件嚴重損壞或沖刷至需封橋之情

形。

表 4.3 各構件評量及橋梁結構部位評量表

OVERALL SUPERSTRUCTURE CONDITION RATING: N 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 COMMENTS:

Superstructure Elements Rating Remarks

stringers G F P N/A Floor beams G F P N/A floor system bracing G F P N/A Multi beams G F P N/A girders G F P N/A truss-general G F P N/A

upper chords G F P N/A web members G F P N/A lower chords G F P N/A lateral bracing G F P N/A lateral bracing G F P N/A sway bracing G F P N/A portals G F P N/A

arches G F P N/A cables G F P N/A paint G F P N/A bearing devices G F P N/A connections G F P N/A welds G F P N/A G F P N/A G F P N/A G F P N/A timber decay concrete deterioration steel corrosion collision damage LL deflection vibration member alignment utilities

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 11 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-493

表 4.4 橋梁結構部位評量(Condition Rating) Code 代碼 Description 描述

N NOT APPLICABLE 不適用 9 EXCELLENT CONDITION 狀況完美 8 VERY GOOD CONDITION - no problems noted. 狀況非常好 – 無損壞情形之記載 7 GOOD CONDITION - some minor problems. 狀況好- 有些輕微損壞 6 SATISFACTORY CONDITION - structural elements show some minor deterioration.

符合需求之狀況 – 結構構件有些輕微劣化現象 5 FAIR CONDITION - all primary structural elements are sound but may have minor section

loss, cracking, spalling or scour. 尚佳狀況 – 所有主要結構構件尚完好,但有輕微斷面損失、裂縫、剝落或沖刷問題

4 POOR CONDITION - advanced section loss, deterioration, spalling or scour. 狀況不佳 -有進一步斷面損失、裂縫、剝落或沖刷問題

3 SERIOUS CONDITION - loss of section, deterioration, spalling or scour have seriously affected primary structural components. Local failures are possible. Fatigue cracks in steel or shear cracks in concrete may be present. 狀況嚴重 - 斷面損失、裂縫、剝落或沖刷問題已經嚴重影響主要結構構件。局部構件

損壞可能發生。鋼構件之疲勞裂縫或混凝土構件之剪力裂縫可能發生 2 CRITICAL CONDITION - advanced deterioration of primary structural elements.

Fatigue cracks in steel or shear cracks in concrete may be present or scour may have removed substructure support. Unless closely monitored it may be necessary to close the bridge until corrective action is taken. 危急狀況 – 主要結構構件已有進一步劣化。鋼構件之疲勞裂縫或混凝土構件之剪力裂

縫可能發生或沖刷狀況可能使下部結構支撐位移。除嚴密監測(視),狀況修復前可考

慮封橋 1 "IMMINENT" FAILURE CONDITION - major deterioration or section loss present in

critical structural components or obvious vertical or horizontal movement affecting structure stability. Bridge is closed to traffic but corrective action may put back in light service. 有立即損壞狀況- 臨界結構構件出現明顯劣化、段面損失,水平、垂直位移已影響結

構穩定。橋梁需封閉交通,但橋梁修復後可能提供輕量服務 FAILED CONDITION - out of service - beyond corrective action. 已損壞狀況 – 無法再提供服務,也無法修復

4.4 服務水準之評估(Appraisal Rating)

對橋梁現況之服務水準是否滿足現行規範之要求,同樣評量標準也分為 0、1、2….~N 等

11 級。而其評鑑項目如(SI&A)評量表中之「Appraisal」項目所敘,包含結構分析、橋面版

幾何狀況、橋下淨高與淨寬、河道之適當性、引道之排置、交通安全事故統計、沖刷嚴重性等

項目。Code N~7 為好(good)、Code 6~5 為尚可(fair)、Code 4~3 為劣(poor)、Code 2~1 為

危險(critical)。Code N~7 之定性描述都符合規範要求、Code 6~5 之定性描述比最低規範要求

好、Code 4~3 之定性描述只能符合最低規範要求、Code 2~0 之定性描述已不能服符合規範之要

求。

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表 4.5 服務水準之評估表(Appraisal Rating)

Code 代碼 Description 描述 N Not applicable 不適用 9 Superior to present desirable criteria 狀況優於現行高標準規範之要求 8 Equal to present desirable criteria 狀況符合現行高標準規範之要求 7 Better than present minimum criteria 狀況優於現行低標準規範之要求 6 Equal to present minimum criteria

狀況符合現行低標準規範之要求 5 Somewhat better than minimum adequacy to tolerate being left in place as is

稍微優於本身最低負載能力限度之需求 4 Meets minimum tolerable limits to be left in place as is

符合本身最低負載能力限度之需求 3 Basically intolerable requiring high priority of corrective action

無法負荷基本需求,需優先進行改善作業 2 Basically intolerable requiring high priority of replacement

無法負荷基本需求,需優先進行替換作業 1 This value of rating code not used 此評等值不被使用 0 Bridge closed 橋梁關閉

4.5 結構缺陷(Structurally Deficient)與功能喪失(Functionally Obsolete)

假如一座橋梁經橋梁狀況評估(Condition Ratings)或服務水準之評估(Appraisal Rating),

而其評估結果低於表 4.6 左項之規定值,則稱為結構缺陷(Structurally deficient)與功能喪失

(Functionally Obsolete),該橋有結構性之缺陷,則表示該橋需限重、立即行維修、甚至於需封

橋。另如為功能喪失表示該橋服務功能已無法符合規範之要求。該表右側為相對應之適用評估

項目。而如評估結果被判定為結構缺陷或功能喪失,則需作進一步 S.R. (Sufficiency Rating)值之

評量,以作為橋梁維修或改建之優先順序之參考及美國聯邦政府預算經費編列及核撥之依據。

表 4.6 結構缺陷與功能喪失表 Structurally Deficient A Condition rating ≦4 Deck(item 58)、Superstructures(item 59)、Substructures(item 60)、Culvert

and Retaining Walls(item 62) An Appraisal rating 2≦ Structural Evaluation(item 67)、Waterway Adequacy(item 71) Functionally Obsolete A Condition rating 3≦ Deck Geometry(item 68)、underclearances(item 69)、Approach Roadway

Alignment(item 72) An Appraisal rating =3 Structural Evaluation(item 67)、Waterway Adequacy(item 71)

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4.6 能力評等 S.R. (Sufficiency Rating)值之評量

S.R.=S1+S2+S3-S4 (0%=<S.R.=<100%) 其中 S1=55% max.( 結構能力及安全) S2=30% max. (服務及功能之降低性處理) S3=15% max. (公眾服務之重要性) S4=13% max. (替代道路距離、交通安全因子、結構型式所造成折減)

分別計算 S1、S2、S3、S4 值後可算得 S.R 值,S.R=<80%代表該橋梁可用維修方式辦理修復,

但如果 S.R=<50%則該橋應改建方向辦理。S.R 評估可提供橋梁維修或改建之優先順序之參考及美

國聯邦政府預算經費編列及核撥之依據。

4.7 能力評等 S.R. (sufficiency rating)值之評量範例

(錄自 Recording and Coding Guide for the Structure Inventory and Appraisal of the Nation’s Bridges)

1. Structural Adequacy and Safety A = 10%

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B = [32.4 - (19.8 metric tons)]1.5 x 0.3254 = 14.6

S1 = 55 - (10 + 14.6) = 30.4 2. Serviceability and Functional Obsolescence A = 3%, B = 1%, C = 4%, D = NA, E = NA, F = NA J = (3 + 1 + 4) = 8% X = 18500/2 = 9250 Y = 7.9m/2 = 3.95 (1) If (7.9 + 0.6) < 12.2 then G = 5 (2) Not Applicable (3) Not Applicable (4) If X = 9250 and Y = 3.95 then H = 15 G + H = 5 + 15 = 20 (however, maximum allowable = 15) I = 0

S2 = 30 - [ 8 + (15) + 0 ] = 7.0 3. Essentiality For Public Use

44.085

0.74.30 =+=K

)15.max,(2.2544.0000,320

8.12500,1815 ==⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= allowablehoweverxKmx

B = 0

S3 = 15 - (15 + 0) = 0 4. Special Reductions S1 + S2 + S3 = (30.4 + 7.0 + 0.0) = 37.4 < 50

S4 = NA ____________________________________________________________

SUFFICIENCY RATING = 30.4 + 7.0 + 0.0 = 37.4 【解析】 1. S1 值之計算:

S1 值為「結構能力及安全」(Structural Adequacy and Safety (55% maximum))

S1 = 55 - (A + B) < 55% (1) 其中 A 為「結構安全」之評估,即為「橋梁結構部位評量」(Condition Ratings),針對 Item

59 (Superstructure Rating) 、60 (Substructure Rating)、 62 (Culvert Rating)三個中評等最差

之值(橋梁結構部位評量(Condition Ratings)),然後查附錄二,即可查得對應之 A 值。

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例如本例子假設上部結構評等(Superstructure Rating)最差為 5,則可查得對應 A 值為

10%,即 A = 10%。 (2) 而 B 值為「結構能力」之評估,其所根據就是載重之能力,B 值為計算載重能力折減因

子(Reduction for Load Capacity)。

B = (32.4 - IR)1.5 x 0.3254 但假如(32.4 - IR) < 0, then B = 0 其中 IR 是 the Inventory Rating,即公制設計活載重(MS Loading),英制為 HS(如 HS-20)。

本例題假定 IR=19.8 公噸,則 B = 14.6 2. S2 值之計算:

S2 值為「服務及功能之降低性處理」(Serviceability and Functional Obsolescence (30% maximum))

S2 = 30 - [ J + (G + H) + I ]< 30% (1) J 值即「評量折減因子」(Rating Reductions)

J = (A + B + C + D + E + F)< 13% 其中 A 值為#58 (Deck Condition)之值查附錄二之表可得。 B 值為#67 (Structural Evaluation)之值查附錄二之表可得。 C 值為#68 (Deck Geometry)之值查附錄二之表可得。 D 值為#69 (Underclearances)之值查附錄二之表可得。 E 值為#71 (Waterway Adequacy)之值查附錄二之表可得。 F 值為#72 (Approach Road Alignment)之值查附錄二之表可得。 註:美國 NBI 檢測手冊中有 116 項目(Items),各項目係針對評量之部位、功能等,詳細

規範評量之方法與相關規定。如#58(Deck Condition)即該手冊中第 58 項,係為對

橋面版評量之相關規定。 (2) G+H 值為橋面寬度不足(Width of Roadway Insufficiency):

G 值:If(#51 + 0.6 meters) < #32 (Approach Roadway Width) 則 G = 5%,其中#51 為不含緣石、分向島等寬度、#32 則為橋面版之寬度 H 值: X (ADT/Lane) = 每日車流量/車道數 Y (Width/Lane)* = 橋寬/車道數 然後以 X、Y 值查附錄二可得 H 值。但 G+H< 15%

(3) I 值:依橋面版上之淨高查附錄二可得 I 值。 3. S3 值之計算:

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S3 值為「公眾服務之重要性」(Essentiality for Public Use (15% maximum))

S3 = 15 - (A + B)< 15% (1) A 值:

1521 SS +=K

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡×

×=K000,320

15 橋梁損壞繞道距離每日車流量A

(2) B 值: 由#100 公路網設計(STRAHNET Highway Designation)之評量值,依下列標準可得 B 值

If #100 is > 0 then B = 2% If #100 = 0 then B = 0%

4. S4 值之計算: 當 S1 + S2 + S3 > 50 時才要算 S4 值

S4 = A + B + C< 13%

(1) A 值為橋梁損壞繞道長度折減值(Detour Length Reduction)

A = (#19)4 x (7.9 x 10-9) < 5% #19 為橋梁損壞繞道長度 Km

(2) B 值::假如 #43 (Structure Type, Main)評定之 Code 值之第 2、3 位數為 10, 12, 13, 14, 15, 16, or 1 則 B = 5%

(3) c 值::假如 If #36 (Traffic Safety Features) 第 2 位數= 0 則 C = 1% 第 3 位數= 0 則 C = 2% 第 4 位數= 0 則 C = 3%

4.8 橋梁能力評等-台灣狀況 目前台灣有關類似美國「功能評估」,僅有高速公路局曾於 1994 年開發之「高速公路橋梁

管理系統」,惟是以「功能性降低」(Functional Obsolescence)來表示。「功能性降低」其所含

項目包括:1.結構等級(CS)2.橋梁承載能力(BC)3.繞道距離(DL)等三項。 FI=100*(CS+BC+DL-1)÷(12-1) 1. 結構等級(Class of Structure,CS)

依橋梁對該橋附近居民交通之重要性,分為三級,1~4,5~8 及 9~12 分。 2. 橋梁承載能力(Bridge Capacity, BC)

以橋梁之「平均每日交通量」與「橋梁淨寬」之比值來表示。比值以 200 為界,分為兩

級,比值>200 時則評分為 0,比值≦200 時則評分為 2。

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3. 繞道距離(Detour Length, DL) 橋梁損壞時,所需繞道距離以 20 公里為界,分為兩級,DL >20 時則評分為 0,DL≦20 時則

評分為 1。 上述所算得之 FI 值介於 0~100 之間,FI 值愈低表示該橋功能愈重要,有損壞時應即刻修復。

另「台灣橋梁管理系統」中,根據 D.E.R 值,結合各構件對橋梁重要性之權重值,計算出

橋梁狀況指標(Condition Index, CI)與優選指標(Priority Index, PI),進而結合橋梁功能性評

估之功能指標(Functional Index, FI), 而達到分析橋梁整體性優選指標(Overall Priority Index, OPI)的整體評估。

4.9「2007.8.2 美國明尼蘇達州 I-35W 大橋斷裂」事件之 NBI 檢測

(相片摘錄自 by Michael Miller 網站,August 8, 2007)

中國時報 A3 版「兩年前聯邦政府運輸部進行評估時,明白指出 I-35W 大橋「結構有缺陷」

應考慮興建新橋代替。運輸部以零分到九分評估全國各橋梁,I-35W 大橋只得到不及格四

分...」。 自由時報編譯張沛元/綜合明尼亞波利三日外電報導「明州明尼亞波利三十五號西向州際

高速公路(I-35W)大橋,早在一九九○年聯邦政府一份評估報告中,就被評鑑為有嚴重結構

問題;明州官員明知 I-35W 大橋岌岌可危,卻僅採取修補強化策略,而非替換等較積極之道。

一九九○年,美國聯邦政府以 I-35W 大橋支座已嚴重腐蝕,將該橋評鑑為有「結構缺失」。全

美有約七萬七千座橋被列入該等級,其中一千一百六十座橋位於明州。此一等級意味該橋的某

些部分應該安排時間進行修繕或替換,以及每隔兩年得再受檢。二○○五年,I-35W 大橋在聯

邦檢驗中又被列入有「結構缺失」的等級;此外,在一個以一百分為最高分的橋樑穩定度評量

表上,I-35W 大橋只獲得五十分。」 以上兩篇報導顯示,I-35W 大橋「結構有缺陷」應考慮興建新橋代替,I-35W 大橋只得到

不及格四分及在一個以一百分為最高分的橋樑穩定度評量表上,I-35W 大橋只獲得五十分。首

先該橋只得到不及格 4 分,顯然是指橋梁結構部位評量(Condition Rating)、服務水準之評估

(Appraisal Rating)為不及格 4 分,4 分在橋梁結構部位評量表為不良(Poor Condition)定性

敘述為「advanced section loss, deterioration, spalling or scour.」,即「有進一步斷面損失,劣化,

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混凝土剝落或沖刷。」如查表 4.6,表示有結構缺陷(Structurally Deficient)。該橋有結構性之

缺陷,則需作進一步 S.R. (Sufficiency Rating)值之評量,而其 S.R.值為 50 分,S.R=<50%則該橋

應改建方向辦理。 4.10 台灣地區橋梁管理系統之 D.E.R.U 檢測介紹:

目前台灣地區橋梁管理系統(BMS)中之橋梁檢測採用 D.E.R.U 方法,檢測的項目共計 21項,其中第 1 至第 11 項為一般檢測項目,當檢測人員到達第一座橋梁時,應先對該橋梁進行

此一般項目全面性的宏觀檢視,再針對每座橋孔進行第 12 至第 20 項檢測項目的檢視。 D.E.R.U 分之 1~4 級加以評估,若「無此項目」或「無法判定」則評估值為 0。對各種損

傷嚴重程度(D 值)、損傷範圍(E 值)、各部份構件劣化情形與嚴重性對整體結構之安全性

與服務性之影響度(R 值)及構件維修的急迫性(U 值),均予以一合理之評估值,評估原則

如下表所示:

0 1 2 3 4

D 無此項目 良好 尚可 差 嚴重損壞

E 無法檢測 10% 30% 60%

R 無法判定重要性 微 小 中 大

U 無法判定急迫性 例行維護 3年內 1年內 緊急處理維修

D.E.R.U 表中之評估項目(如附錄三)包含引道路堤、引道護欄、河道、引道護坡、橋台

基礎、橋台、翼牆/擋土牆、磨擦層、橋面排水設施、緣石及人行道、欄杆及護牆、橋墩保護

措施、橋墩基礎、橋墩墩體/帽梁、支承及支承墊、止震塊及拉桿、伸縮縫、主構件(大梁)、

次要構件(橫隔梁)、橋面版、其它等 21 項目。其中前 11 項為一般檢測項目。 4.11 台灣地區橋梁管理系統之 D.E.R.U 檢測介紹與 NBI 評量比較:

1. NBI 系統 SI&A 表格中,除了能力評等(Sufficiency Rating)、橋梁現況(Condition)及橋

梁評估(Appraisal)外,其餘都屬橋梁基本資料範圍。其基本資料包含橋梁身份、結構型

式與材料、橋齡及服務、幾何資料、水道資料、能力評等、橋梁等級、橋梁現況、橋梁載

重、橋梁評估、橋梁改善建議、檢測等項目。而 D.E.R.U 表格中基本資料為橋梁名稱、檢

查單位、檢測員、檢測日期、建造日期、道路名稱、中心樁號、結構型式、橋孔數、橋梁

長度、橋梁淨寬等。兩表中之基本資料比較,SI&A 表格中之基本資料顯然較為詳細,故在

「台灣橋梁管理系統」中,還另外有較詳細之「橋梁基本資料表」(如附錄三)。和「橋梁

基本資料表」比較,SI&A 表格基本資料有一項目為「水道資料」較為特殊,這是考慮到美

國因有許多橋梁為跨海港之橋梁,因此橋梁之航道相關資料因牽涉船隻航行安全之故。 2. NBI 系統中之各構件評量分為好(good)、尚可(fair)、劣(poor)及無法評等(N/A)之

評定(依序作完各構件評定後可作為橋梁結構部位評量(Condition Rating)之依據,如本

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文 4.2 節),其與 D.E.R.U 系統中之各種損傷嚴重程度(D 值)、損傷範圍(E 值)分為 1~4等級類似,NBI 系統並未針對損傷範圍特別分級評分,而只是於各構件評量表中以註明方

式紀錄損傷之面積與損壞種類,也就是 D.E.R.U 是以定量方式來表示損壞範圍,而 NBI 系

統是以定性方式紀錄辦理。 3. 各部份構件劣化情形與嚴重性對整體結構之安全性與服務性之影響度(R 值),與 NBI 系統

中之橋梁結構部位評量(Condition Rating)、服務水準之評估(Appraisal Rating)類似。惟

D.E.R.U 系統之 R 值係針對各構件之安全性與服務性作評量,但 NBI 系統中之(Condition Rating)、(Appraisal Rating)係針對橋梁橋面版、上部結構、下部結構、河道等部份進行分

級評量,且評量標準分為 0、1、2….~N 等 11 級,其分等級為 11 級與 R 值分 5 級相較之下,

NBI 系統較為精準與詳細。又 D.E.R.U 系統較著重於結構體本身劣化之缺陷之評估,對於

NBI 系統之服務水準之評估(Appraisal Rating),其包含結構分析、橋面版幾何狀況、橋下

淨高與淨寬、河道之適當性、引道之排置、交通安全事故統計、沖刷嚴重性等項目之評估,

D.E.R.U 系統這方面之考量較少。 4. NBI 系統並無 D.E.R.U 系統中構件維修的急迫性(U 值)之功能,但假如一座橋梁經橋梁

結構部位評量(Condition Ratings)或服務水準之評估(Appraisal Rating),而其評估結果低

於規定值,則稱為結構缺陷(Structurally Deficient)與功能喪失(Functionally Obsolete),

該橋有結構性之缺陷,則表示該橋需限重、立即行維修、甚至於需封橋。如何判定為結構

缺陷或功能喪失,則需作進一步 S.R. (Sufficiency Rating)值之評量,以作為橋梁維修

(S.R=<80%)或改建(S.R=<50%)之優先順序之參考及美國聯邦政府預算經費編列及核

撥之依據。這方面 D.E.R.U 並無制訂門檻之功能。惟於「台灣橋梁管理系統」中,根據 D.E.R值,結合各構件對橋梁重要性之權重值,計算出橋梁狀況指標(Condition Index, CI)與優

選指標(Priority Index, PI),進而結合橋梁功能性評估之功能指標(Functional Index, FI), 而

達到分析橋梁整體性優選指標(Overall Priority Index, OPI)的整體評估,惟目前以上述之

指標值作為橋梁修復或改建之制度尚未落實。然而 CI、PI 值皆是依 D.E.R 值算出,其著重

於考量橋梁結構體之缺陷評量因素。與 NBI 系統之 S.R 值比較,其只考量到 S1 值及 S2 值

「服務及功能之降低性」之精神,S3 值為「公眾服務之重要性、S4 皆未考量。 5. 整體而言 D.E.R.U 系統較為大而化之、簡便快速,而 NBI 系統較為詳細及精確。此二種方

法之評量常因檢查人員之主觀因素而影響評量結果,會中主講人強調此檢查人員主觀因子

無法避免,但可透過評量方式更符實際修正及橋檢人員訓練,將主觀因子影響降到最低。 6. 以「交通工程專業訓練課程系列—橋梁檢測(I)」研討會中 SI&A 評量例子,來說明台灣與

美國橋檢人員觀念之差異,其有可能是環境或民情不同所造成: (1) 橋面版評量(Condition Ratings)

對於本例子,研討會上學員分組討論結果,大部份評量結果較主講人公佈之美國評

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 20臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-502

定結果嚴重,大略差 1-2 個等級,雖然差異不大但也顯示兩國工程人員對混凝土裂化、

剝落等態度。我認為台灣對於混凝土裂縫、剝落鋼筋外露等較為敏感,其原因應為台灣

民意高漲、媒體發達加上對專業不尊重,往往如有上述混凝土裂縫、剝落鋼筋外露等情

形,通常被冠上偷工減料或施工不良之標籤,使的施工或養護單位對此問題不敢輕忽,

而往往忽略專業上判斷該缺失是否影響結構安全之職責,筆者認為這是造成兩國判斷上

有差異之原因,民眾對於專業應尊重才是進步之動力。 (2) 橋梁河道沖刷(Condition Ratings)

本例子關於橋梁河道沖刷評量,大部份評量結果較主講人公佈之美國評定結果為

輕,也顯示兩國河道沖刷問題嚴重性之差異,也造成檢查人員評量標準之不同。台灣位

於颱風及地震頻繁地帶,加上河川短促及砂石開採問題,河床沖刷造成河床高程下降情

形嚴重,橋墩基礎裸露情形嚴重及普遍,橋址處常因束刷而造成某些橋墩位置動床沖刷

深度達數公尺。從研討會上所提供有關河道沖刷例子中,該橋梁所遭受沖刷情形依台灣

經驗判斷並不嚴重,這也是造成不同評量結果主要原因。而且筆者覺得,NBI 中有關沖

刷評量等級之敘述較為模糊,並無從沖刷深度、保護工損害程度因子方面進行區分。或

許目前該評量表敘述已符美國現況之使用,但如要施用於台灣還需作些修正。而且在研

討會上,向主講人請教監測系統應用於沖刷問題上在美國之使用情形,主講人回答,監

測系統應用於沖刷問題在美國不普遍且尚未成熟,這也大略說明美國目前於沖刷問題研

究之程度。 7. 至於研討會中之問答集(摘錄自台灣營建研究院整理之資料),請參考附錄四

五、建議

美國公路總署中有橋梁司之設置,該單位專責橋梁設計、施工及養護等工作,台灣希望也能

朝此方向發展能成立橋梁專責單位,畢竟橋梁結構較為複雜,也牽涉河川治理及沖刷等問題,需

要一專責單位或部門負責養護、建造及跨單位協調工作,尤其將來鋼橋重要性勢必增加,因鋼橋

造型富變化有彈性,更大優點在於其可大跨距之優點(可減少落墩數量,相對減少受沖刷機率)。

本研討會中有大篇幅對鋼橋結構及養護工作之介紹,鋼橋檢測工作美國較為健全,台灣鋼橋檢測

應補足目前尚缺少之部份,如 D.E.R.U 檢測系統目前就缺乏斜張橋等相關檢測項目。 筆者認為橋梁安全相關問題及解決方法分為三方面,第一部份為橋址河床高程之控制(沖刷問

題)、第二部份為保護工之成效(沖刷問題)、第三部份為耐震分析補強(地震),如能有效掌控上

述三方面,則橋梁安全則能有效控制。第一部份為橋址河床高程之控制係要解決因河床沖刷造成

橋基裸露之問題,除橋址位置地面高程測量(平時),可朝借助監測系統掌控橋墩位置沖刷深度之

變化,尤其是大洪水時之動床沖刷深度,但目前該方面之監測系統發展尚未成熟,採用可能造成

反效果,研討會中請教美國對於監測系統應用於監測橋墩沖刷之情況,主講者表示該國在這方面

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使用不普遍也尚未成熟,目前國內相關學術單位也投入相當大人力在橋址河床高程之監測系統技

術之研發,也希望將來有完整成果。當然治本方法還是在於適當河川治理才能減少河床降低問題,

惟河川管理機關和橋梁管理機關不同,在本位主義使然下溝通協調管道並不順暢,因此短期內治

本之道並無法解決,橋梁管理機關也只能從治標方法橋址河床高程之控制著手。第二部份為保護

工之成效方面,主要還是橋墩受沖刷裸露後之保護工施作工法之成效,這牽涉橋墩型式、基礎型

式、河床地質及河道形狀等因素,而來決定採用何種保護工。當然其施設原則為不能增加太多阻

水斷面,太多阻水斷面會因通水斷面減小增加流水速度,而造成沖刷之加劇。目前台灣在保護工

方面之成效,經過歷年不斷嘗試修正已累積不少經驗,有些保護工成效相當不錯。第三部份為耐

震分析補強方面,台灣地區因位於地震帶,橋梁遭受地震危害機率相當高,尤其老舊橋梁因早期

設計時並未考量耐震分析,普遍耐震能力不足。近年台灣於橋梁耐震分析及補強技術方面之能力

已有不錯成效,但因耐震分析所需之橋梁基本資料有些不易取得,特別是配筋、基礎型式因年久

資料不易取得,也增加耐震分析之困難度。故只能從防落橋裝置,橋墩柱補強方面著手進行補強

工作,只要能避免落橋、墩柱因剪力或塑性降伏等傾倒,則應能掌握地震造成之損害。 筆者認為橋梁檢測管理系統制度之建立,最主要還是本土化問題,也就是說吸取別人系統中

之優點,因應國內環境狀況作適當修正以符所需。然更重要是執行檢測人員之態度,會中發覺國

外檢查人員皆能依照規定落實橋檢任務,是值得我們學習之處。當然惟有主管機關能提供更完整

制度、資源及人力,減輕橋檢人員負擔與責任,使得橋檢工作不再成為難以接受之工作。

六、結語

美國 NBI 檢測評量著重於目視檢測,和台灣現使用之 D.E.R.U 相較其基本精神差異不大,NBI檢測評量優點在於 SI&A 評量等級分類較細,從 NBI 系統之 SI&A 表格與 D.E.R.U 表格中基本資

料之比較,SI&A 表格中之基本資料顯然較為詳細、NBI 系統中之橋梁結構部位評量(Condition Rating)、服務水準之評估(Appraisal Rating)分級評量,評量標準分為 0、1、2….~N 等 11 級,其

分等級為 11 級與 D、E、R 值相較之下,NBI 系統較為精準與詳細、D.E.R.U 系統只考量結構體本

身劣化之缺陷之評估,對於 NBI 系統之服務水準之評估(appraisal rating),如橋面版幾何狀況、橋

下淨高與淨寬、河道之適當性、引道之排置、交通安全事故統計、沖刷嚴重性等項目之評估,D.E.R.U系統並無這方面之考量。而經由橋梁經橋梁狀況評估(Condition Ratings)或服務水準之評估 (Appraisal Rating),而其評估結果低於規定值,則稱為結構缺陷(Structurally Deficient)與功能

喪失(Functionally Obsolete),該橋有結構性之缺陷,則需作進一步 S.R. (Sufficiency Rating)值之評

量,以作為橋梁維修或改建之優先順序之參考及美國聯邦政府預算經費編列及核撥之依據,這方

面 D.E.R.U 並無這方面之功能。當然台灣是否須要制訂一套類似 S.R.值之評量機制,以作為橋梁維

修或改建之依據,其優點在於有一標準依據,降低傳統只有人為主觀判斷之風險,缺點在於所有

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橋梁依類似 S.R.值之評量後,如有太多橋梁屬於需維修或改建,當然可以修正評量之因子以減少

需維修或改建數量,但尤其是需改建之橋梁,其可能會因經費不足造成改建時程一再延後,萬一

橋梁有斷裂情形之產生,訂定一套如此評量機制可能會有自我設陷之虞慮。 就如明尼蘇達州 I-35W 大橋 2005 年美國聯邦政府運輸部進行評估時,明白指出 I-35W 大橋「結

構有缺陷」應考慮興建新橋代替。運輸部以零分到九分評估全國各橋梁,I-35W 大橋只得到不及格

四分,而其 S.R.值為 50 分,S.R=<50%則該橋應改建辦理。但美國聯邦政府評鑑結果全美有約七萬

七千座橋被列入該等級,其中一千一百六十座橋位於明州。如此龐大數量橋梁需進行改建,在人

力及經費上也是嚴重之負擔,因此重此次 I-35W 大橋斷橋事件,是否有必要重新檢討美國這套評

估制度,如依該 S.R.值所評估出如此多需改建之橋梁是否恰當,美國方面應該會重新檢討。其實

筆者認為的美國這套系統並未失準,因依該系統評鑑 I-35W 大橋確實已為危險橋梁,問題在於評

鑑後之維修或改建管理及執行之問題,因這牽涉國家經計政策、財政狀況、經費核撥(如國會之

生態)、人力等等非橋檢制度本身之問題,這些問題較為複雜不容易解決,無論美國、台灣都會

面臨到此問題。 整體而言 D.E.R.U 系統較為大而化之、簡便快速,而 NBI 系統較為詳細及精確。重構件辨識

CoRe 較符實際需要、S.R 值給橋梁現況一個明確分數,橋梁劣化、缺失描述報表清楚,這些是目

前台灣地區橋梁管理系統之 D.E.R.U 檢測系統較缺乏之處。但其缺點在於除一些不符台灣現況需

求(如河床沖刷問題)外,主要問題在於使用 NBI 檢測評量需要較多人力,以目前單位橋檢人員

大都為兼任性質,如採用 NBI 檢測評量可能為檢測人員無法負荷,對施行成效會打折扣,這應是

主要問題所在,充其量只能對重要橋梁進行檢測辦理。以目前之橋檢人力,台灣地區橋梁管理系

統之 D.E.R.U 檢測系統其優點在於檢測迅速。而且 Myint 先生表示美國聯邦政府規定每 2 年需作一

次全面橋梁檢測,而在台灣如依公路總局規定檢測頻相對的較大,公路總局規定每年需作 2 次定

期檢查,如有颱風、地震等狀況需作橋梁特殊檢查,如採用美國之檢測方法人力將更顯不足。而

此二種方法之評量常因檢查人員之主觀因素而影響評量結果,會中主講人強調此檢查人員主觀因

子無法避免,但可透過評量方式更符實際修正及橋檢人員訓練,將主觀因子影響降到最低。

七、參考文獻

1. 李有豐、林安彥,89.8:橋梁檢測評估與補強。 2. 交通部運輸研究所,95.9~11:95 年度橋梁維護管理訓練講習。 3. 台灣營建研究院,5 月 7~11 日 2007 年:交通工程專業訓練系列課程-橋梁檢測,1~5 冊及附錄。

4. Federal Highway Administration, 12, 1995: Recording and Coding Guide for the Structure Inventory and Appraisal of the Nation’s Bridges。

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 23 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-505

附錄一 狀況評估表

Item 61 - Channel and Channel Protection 1 digit This item describes the physical conditions associated with the flow of water through the bridge such as stream stability and the condition of the channel, riprap, slope protection, or stream control devices including spur dikes. The inspector should be particularly concerned with visible signs of excessive water velocity which may affect undermining of slope protection, erosion of banks, and realignment of the stream which may result in immediate or potential problems. Accumulation of drift and debris on the superstructure and substructure should be noted on the inspection form but not included in the condition rating. Rate and code the condition in accordance with the previously described general condition ratings and the following descriptive codes: Code Description N Not applicable. Use when bridge is not over a waterway (channel). 9 There are no noticeable or noteworthy deficiencies which affect the condition of the channel. 8 Banks are protected or well vegetated. River control devices such as spur dikes and embankment

protection are not required or are in a stable condition. 7 Bank protection is in need of minor repairs. River control devices and embankment protection

have a little minor damage. Banks and/or channel have minor amounts of drift. 6 Bank is beginning to slump. River control devices and embankment protection have widespread

minor damage. There is minor stream bed movement evident. Debris is restricting the channel slightly.

5 Bank protection is being eroded. River control devices and/or embankment have major damage. Trees and brush restrict the channel.

4 Bank and embankment protection is severely undermined. River control devices have severe damage. Large deposits of debris are in the channel.

3 Bank protection has failed. River control devices have been destroyed. Stream bed aggradation, degradation or lateral movement has changed the channel to now threaten the bridge and/or approach roadway.

2 The channel has changed to the extent the bridge is near a state of collapse. 1 Bridge closed because of channel failure. Corrective action may put back in light service. 0 Bridge closed because of channel failure. Replacement necessary.

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 24臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-506

Item 62 - Culverts 1 digit This item evaluates the alignment, settlement, joints, structural condition, scour, and other items associated with culverts. The rating code is intended to be an overall condition evaluation of the culvert. Integral wingwalls to the first construction or expansion joint shall be included in the evaluation. For a detailed discussion regarding the inspection and rating of culverts, consult Report No. FHWA-IP-86-2, Culvert Inspection Manual, July 1986. Item 58 - Deck, Item 59 - Superstructure, and Item 60 - Substructure shall be coded N for all culverts. Rate and code the condition in accordance with the previously described general condition ratings and the following descriptive codes: Code Description N Not applicable. Use if structure is not a culvert. 9 No deficiencies. 8 No noticeable or noteworthy deficiencies which affect the condition of the culvert. Insignificant

scrape marks caused by drift. 7 Shrinkage cracks, light scaling, and insignificant spalling which does not expose reinforcing steel.

Insignificant damage caused by drift with no misalignment and not requiring corrective action. Some minor scouring has occurred near curtain walls, wingwalls, or pipes. Metal culverts have a smooth symmetrical curvature with superficial corrosion and no pitting.

6 Deterioration or initial disintegration, minor chloride contamination, cracking with some leaching, or spalls on concrete or masonry walls and slabs. Local minor scouring at curtain walls, wingwalls, or pipes. Metal culverts have a smooth curvature, non-symmetrical shape, significant corrosion or moderate pitting.

5 Moderate to major deterioration or disintegration, extensive cracking and leaching, or spalls on concrete or masonry walls and slabs. Minor settlement or misalignment. Noticeable scouring or erosion at curtain walls, wingwalls, or pipes. Metal culverts have significant distortion and deflection in one section, significant corrosion or deep pitting.

4 Large spalls, heavy scaling, wide cracks, considerable efflorescence, or opened construction joint permitting loss of backfill. Considerable settlement or misalignment. Considerable scouring or erosion at curtain walls, wingwalls or pipes. Metal culverts have significant distortion and deflection throughout, extensive corrosion or deep pitting.

(codes continued on the next page)

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 25 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-507

Item 62 - Culverts (cont'd) 3 Any condition described in Code 4 but which is excessive in scope. Severe movement or

differential settlement of the segments, or loss of fill. Holes may exist in walls or slabs. Integral wingwalls nearly severed from culvert. Severe scour or erosion at curtain walls, wingwalls or pipes. Metal culverts have extreme distortion and deflection in one section, extensive corrosion, or deep pitting with scattered perforations.

2 Integral wingwalls collapsed, severe settlement of roadway due to loss of fill. Section of culvert may have failed and can no longer support embankment. Complete undermining at curtain walls and pipes. Corrective action required to maintain traffic. Metal culverts have extreme distortion and deflection throughout with extensive perforations due to corrosion.

1 Bridge closed. Corrective action may put back in light service. 0 Bridge closed. Replacement necessary.

Item 63 - Method Used to Determine Operating Rating 1 digit Use one of the codes below to indicate which load rating method was used to determine the Operating Rating coded in Item 64 for this structure.

Code Description 1 Load Factor (LF) 2 Allowable Stress (AS) 3 Load and Resistance Factor (LRFR) 4 Load Testing 5 No rating analysis performed

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 26臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-508

附錄二 Sufficiency Rating Formula 1. S1 值之計算:Structural Adequacy and Safety (55% maximum)

A 值之表: If Item 59 (Superstructure Rating) or Item 60 (Substructure Rating) is < 2 then A = 55% = 3 A = 40% = 4 A = 25% = 5 A = 10% If Item 59 and Item 60 = N and Item 62 (Culvert Rating) is < 2 then A = 55% = 3 A = 40% = 4 A = 25% = 5 A = 10% 2. S2 值之計算: Serviceability and Functional Obsolescence (30% maximum)

(1) J 值之表: If #58 (Deck Condition) is < 3 then A = 5% = 4 A = 3% = 5 A = 1% If #67 (Structural Evaluation) is < 3 then B = 4% = 4 B = 2% = 5 B = 1% If #68 (Deck Geometry) is < 3 then C = 4% = 4 C = 2% = 5 C = 1% If #69 (Underclearances) is < 3 then D = 4% = 4 D = 2% = 5 D = 1% If #71 (Waterway Adequacy) is < 3 then E = 4% = 4 E = 2% = 5 E = 1% If #72 (Approach Road Alignment) is < 3 then F = 4% = 4 F = 2% = 5 F = 1% J = (A + B + C + D + E + F) J shall not be less than 0% nor greater than 13%. (2) H 值之表:Width of Roadway Insufficiency (15% maximum) Use the sections that apply: (1) applies to all bridges; (2) applies to 1-lane bridges only; (3) applies to 2 or more lane bridges; (4) applies to all except 1-lane bridges. Also determine X and Y:

X (ADT/Lane) (Lanes)#28ofdigits2first

(ADT)29Item(ADT/Lane)X =

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(Lanes)#28ofdigits2firstWidth)Rdwy(Bride51Iteme)(Width/LanY =∗

(3) I 值:Vertical Clearance Insufficiency - (2% maximum) If #100 (STRAHNET Highway Designation) > 0 and #53 (VC over Deck) > 4.87 then I = 0% #53 < 4.87 I = 2% If #100 = O and #53 > 4.26 then I = 0% #53 < 4.26 I = 2%

Figure 3. Width of Roadway Insufficiency

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臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-510 Vol.34. No.10 Oct. 2008 28

附錄三 D.E.R.U 表及臺灣地區橋梁基本資料表

橋梁一般檢測評估狀況報告表 道路名稱: 中心樁號:

檢測單位: 橋梁地點: 結構型式: 橋梁名稱:

檢測員:

檢測日期: 橋梁長度:

建造日期: 橋 孔 數:

橋梁淨寬:

評估值 評估值 評估值 檢測項目

D E R 檢測項目

D E R 檢測項目

D E R

遠端 遠端 1.引道路堤

近端

5.橋台基礎 近端

9.橋面排水設施

遠端 遠端 2.引道護欄

近端

6.橋台 近端

10.緣石及人行道

遠端 3.河道 7.翼牆/擋土牆

近端

11.欄杆及護牆

遠端 4.引道護坡

近端

8.磨擦層 21.其他

12.橋墩保護

設施 13.橋墩基礎14.橋墩墩體/

帽梁 15.支承/支承

墊 16.止震塊/拉

桿 17.伸縮縫18.主構件

(大梁) 19.次要構件

(橫隔梁) 20.橋面版 橋台 或

橋墩 D E R D E R D E R D E R D E R D E R

號 D E R D E R D E R

項目 位置 維修項目及工法 數量 單位 急迫性 附註

檢測員意見:

N/A-無此項目 N/I-無法檢測 R/U-無法判定相關重要性 是否進一部檢測?(Y/N) 評估等級 D 範圍> E 對橋梁之重要性 R 急迫性 U

N/A 良好 尚可 差 嚴重 損壞 U/I 局部 全面 R/U 小 大

例行 維護

3 年

內 1 年

內 緊急處理

維修

0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 1 2 3 4

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 29

臺灣地區橋梁基本資料表

橋梁名稱 使用狀態

是否為跨河橋

管理資料

管理機關 工程處 工務段 所在縣市

所在區鄉 道路等級 路線 里程樁號

竣工年月 造價 合約編號 設計單位

施工單位 跨越物體 參考地標

最近一次維修年/月 竣工圖說保存地點

幾何資料

橋梁總長 最大淨寬 最小淨寬最高橋墩高

橋版投影面

積 橋上淨高 橋下淨高 總橋孔數

總車道數 最大跨距 其他跨距

橋頭 GPS經度

橋頭 GPS緯度

橋尾 GPS經度

橋尾 GPS 緯

結構資料

結構型式 橋墩型式 橋墩材質 橋墩基礎型

主梁型式 主梁材質 橋台型式 橋台基礎型

鋪面材質 伸 縮 縫 翼牆型式 支承型式

防震設施

設計資料

設計活載重 防落橋長

度 地表加速

度 計畫洪水位

堤坊法線

長度

計畫堤頂

高程 計畫河床

高程 地盤種類

橋基保護

工法

附註

臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-511

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 30臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-512

附錄四 交通工程專業訓練課程系列—橋梁檢測(I)課程討論問題及回覆匯整 (摘錄自台灣營建研究院) (一) 對鋼材檢測(Steel inspection)如何決定該使用何種 NDT? 答:

可採用的一般原則有: 1. 視要找的損害為何來決定,如染色法及磁粉探傷法適用於裂縫檢測;內部或看不到的缺陷

(defect)則使用如超音波等。 2. 視檢測費用而定,由較便宜的檢測方法開始。 3. 採用 NDT 檢測之原則都是在發現明顯缺陷(defect),為了想了解進一步狀況時才會決定使

否使用。 (二) 由目視檢查(Visual inspection)結果估算維修範圍或數量常與實際施工差異很大,經驗上美方

如何處理這種情形? 答:

1. 經驗上會以檢查結果乘上 150%~200%作為初步之估算範圍或數量。 2. 實際操作上,應使預估單價盡量貼近市場實際價格,並採實作維修範圍或數量決定最後總價

之方式辦理。 (三) 在敲除劣質混凝土時,是否需敲除至目視可見裂縫位置的深度? 答:

1. 應視現場狀況由工程師作專業判斷,當裂縫可能深達鋼筋位置時,才需進行處理。 2. 在需敲除劣質混凝土的狀況下,通常以水刀、氣動或電動破壞機清除所有劣質混凝土至完整

混凝土面。 (四) 構件層級評等(Element level rating)的分數與後續建議維修方案或緊急性有無相關性? 答:

1. 目前美國的作法是依檢測結果由專業人員判斷後提出建議,無特殊規定要求何種的評等對應

何種建議維修方案或緊急性為何。 2. 評等的分數與緊急性確實有相當之關聯性,故主管機關可自行依需求制定兩者間之關係。

(五) 對河道有無狀況評等(condition state rating, CS rating)來提供何時及該如何進行維修的建議? 答:

目前無。但依 NBI 評等後之分數若在 4 以下(包含 4)時可作為警示或警戒值。 (六) 針對鋼材發現裂縫之處理,常在裂縫尖端鑽孔來消除應力,減少裂縫發展的機會,針對裂縫本

身是否有進一步的修補措施? 答:

1. 對於小裂縫而言沒有。

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 31 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-513

2. 對於較大裂縫可於產生裂縫之鋼板兩側,用兩片鋼板以螺栓鎖固補強,但不建議針對裂縫本

身進行補銲,因為情況可能更糟。 3. 持續檢測裂縫處,若發現裂縫繼續發展,則可能為結構性問題,應找出裂縫發生及發展的原

因所在,針對結構行為進行檢討,同時對其他相似位置進行檢測。 (七) 螺栓接合該檢測重點及位置為何? 答:

通常螺栓接合處除生鏽、鬆動外不會有太大問題,檢測時如發現鬆動則此處亦有銹蝕現象,也

容易觀察到。 (八) 油漆劣化的檢測如何進行? 答:

1. 一般用目視檢測。 2. 另可用強力膠帶黏貼在可疑處後再將膠帶撕下,觀察油漆是否隨之脫落。 3. 或使用儀器測量油漆膜厚來判斷,此法屬進一步檢測。

(九) 依美國之經驗多久需針對鋼橋重新粉刷一次? 答:

依該橋採用的塗裝系統及其所處地點環境而有所不同;乾燥地區可維持很久(30 年左右),

較潮濕的地區則較短,約在 10-15 年左右。 (十) 如何在檢測工作的發包上選擇到良好的檢測團隊?公務機關對從事橋梁檢測業務的單位除了

必須有受過檢測訓練之人員外,可從哪些因素可供選擇? 答:

1. 至少會要求團隊內有一位 inspection team leader,即該員需至少通過 2 週 NHI 訓練課程及 5年以上檢測經歷。

2. 招標時會請有興趣的廠商先行投標,然後由主辦機關選擇其中幾家後進行廠商報價。以加州

而言,此類檢測工作採用資格標辦理。 3. 美國的 NBIS 有針對檢測人員(inspection manager 及 inspection team leader)的資格要求,政

府在採購時可參考 NBIS 來訂定投標資格。 4. 另外可從廠商投標資料中觀察廠商是否有持續進行檢測人員的訓練,來判定廠商之專業能力

及投入檢測事業的態度。 (十一) 檢測人員、維修人員與原始設計者之專業責任如何界定區分?初始檢測(initial inspection)

資料(尤其新建橋梁)可能遭遇設計問題,有何解決方法? 答:

1. 忠實的記錄!檢測中的任何發現都要予以記錄。檢測中不用探討設計的問題,重點是忠實

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 32臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-514

的記錄任何發現的問題所在。 2. 在最初次的檢測時,與設計單位、施工及監造單位共同檢測,可減少日後的爭議。 3. 儘早讓檢測人員加入設計階段,適時提供有關檢測工作之意見,以便往後檢測作業較容易

執行。 (十二) 是否有可能建立 defect 的參考照片,以便讓檢測人員可輕易藉由參考圖片來判斷 defect 的等

級? 答:

目前美國幾個州確實有類似的手冊,但由於橋梁形式及年代各異,因此會有若干不同,要建

立統一之標準比較困難。 (十三) 對於建造超過 50 年以上的舊橋而言,由於其材質與現今使用的有所不同,檢測重點為何? 答:

實際檢測作業上並無差異。重點可以放在透過詳細的記錄來跟當初記錄或其他類似橋梁記錄

作比較,來看看橋的退化狀況,但不一定較老的橋退化情形較新橋為嚴重。 (十四) 河道檢社時需檢測的上下游範圍大致多少? 答:

大約 60-65 公尺,較小型(如單跨)的橋梁可減少至約 30m,原則上以可影響橋梁結構之河

道範圍為考量的依據。 (十五) 美國對長橋如何定義? 答:

美國沒有明確可定義長橋的方式,但就工程技術而言,橋的跨徑比橋全長為重要,因此美國

在區分短、中、長橋上以跨徑來區分,一般分為: 短橋:跨徑< 80 英尺 中橋:跨徑 80-250 英尺 長橋:跨徑>250 英尺 但需強調的是,隨著施工技術之演進,上述的界定也會隨之改變。

(十六) 對於無法接近(not accessable)或看不見的構件,如何作目視檢測?還是要將這部分納入進

一步的詳細檢測?對於大跨度懸臂橋在尾端橋面的沉陷如何檢測? 答:

1. 對關鍵易斷裂構件(Fracture Critical Members, FCM)而言,由於單一構件破壞對結構影響

較大,因此不可因此忽略,但的確如果是不易接近或看不見的構件,可進行進一步的詳細

檢測。 2. 美國有幾座橋梁損壞的原因都是由於不易接近的構件失敗(failure)所致,因此不要因為

構件不易接近就忽略其重要性,工程師應注意一些徵兆。

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 33 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-515

3. 對於長跨橋梁尾端的變形確實不易由目視檢測看出來,此時可利用儀器進行檢測。 (十七) CoRe 評等及 NBI 評等是否在檢測中同步使用?CoRe 評等的分數是否有放進 NBI 系統中? 答:

CoRe 評等及 NBI 評等在檢測中可同步使用,兩者間可相互對應參考,但 CoRe 評等之結果

未放入 NBI 系統中。 (十八) Smart flag 如何使用? 答:

當檢測中有一些特殊發現需記錄,但不在 CoRe element 定義內的專業語言時可用 smart flag。 (十九) 如何檢測未知深度的橋墩基礎? 答:

美國目前有 80%的橋跨越河道,所以有許多未知橋墩基礎,目前美國正在進行相關研究,但

尚未有定論。 (二十) NBI 系統在未來是否有改善的方向? 答:

NBI 已發展 30 年,確實已到了需調整改善的時間點,目前已組成負責的委員會,並進行相

關研究中。 (二十一) 美國有多少橋被評為狀況不良對通行安全有疑慮?如何對這些橋進行管制? 答:

約有 30%的橋被認定為結構不良或功能缺陷,對於這些橋梁會加以限重,強迫重型車輛繞道。 (二十二) 檢測後是否有提供橋梁剩餘可使用年限的評定方法? 答:

目前尚無適當的方法。因為預測使用年限需考量的因素太多,如材料、交通、環境等。 (二十三) 目視檢測難免有主觀認定的部分,如何解決評等不一致的情況? 答:

Training!唯有透過持續的訓練可將檢測的結果趨於一致。 (二十四) 目視檢測除了定性描述外,有無定量的分析方法? 答:

除面積、長度、寬度之記錄外,NBI 多屬定性的評等,尚無定量的分析方法。

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臺灣公 路工 程 第 34 卷 第 10 期 民國 97 年 10 月 Ta iwan Highway Engineer ing Vol . 34 No. 10 Oct . 2008 . pp .34-55

指示標誌檢核實務電腦應用(一) 曾水本*

一、前言

九十四年本局辦理全面指示標誌檢核改善案,欲解決指示標誌長久存在一些問題:

1. 預告點、交叉點、確認指示標誌設置未完整。 2. 預告點、交叉點、確認指示標誌指示地名未一貫。 3. 指示標誌牌面字體、地名英譯、牌面顏色未符規範。 4. 指示標誌牌面懸掛不整齊,先後設施兩張牌面「指示地名」排列未整理。 5. 「指示地名」除起迄點地名得標示公路台帳路線起迄點地名外,其餘「指示地名」應標示鄉鎮

市層級以上地名,舊標誌未必符合。 6. 標示鄉鎮市地名於境外標示「○○(鄉鎮市)」、進入境內標示「○○(鄉鎮市)市區」,舊標誌

未符。 7. 「指示地名」間接到達者不標示通路徽號、直接到達者應標示通路徽號,舊標誌未必符合。 8. 遠程「指示地名」指示以鄰近大都市地名,舊標誌類似應指示鄰近都市「新竹」卻指示極遠方

「高雄」者,應屬不當。 作者歷年經辦本單位標誌養護工程,經歷許多民眾陳情指示標誌改善案,九十四年之前為應

陳情案查資料需要,已作成 A4 紙面(無附照相、無中文英譯)指示標誌資料庫,九十四年辦理指

示標誌檢核改善案時,沿襲過去製作標誌資料庫經驗,應用新時代數位照相技術與電腦科技,製

作電子檔指示標誌資料庫,便利查詢,以應本局指示標誌檢核改善需要,所謂「檢核」實際上與

資料庫查詢同意,所謂「改善」即篩選現有設施不當者予以改善,實際上與資料庫編輯、修改、

更新同意,總之必要先清查現有設施建立電子資料庫,後續才有「檢核」、「改善」的發揮。

作者於此僅聚焦於「如何將清查之現有指示標誌建立電子資料庫」,及「電子資料庫編輯、修

改、更新」之 Excel VBA 程式製作,至於 Excel VBA 原理及「電子資料庫後續應用於預算編輯、

辦理結算」等等,暫且不提以免失焦。 有關 VBA(Visual Basic for Application)稍微介紹,凡 Office 成員 Excel、Word、Powerpoint…

* 交通部公路總局第一區養護工程處中壢工務段工程司

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及其他如 AutoCAD、Corel…均有 VBA 工具,VBA 所謂物件導向語言之一,不論它物件導向語言

多麼玄妙,大抵類同各位工程人員熟悉的 Basic 語言,涉及「物件」觀念確實新穎陌生,最初 Smalltalk提出「物件」觀念, Small 因為指令很少宣稱連兒童也能很快學會,不過多出了「物件」觀念並

未節省學者摸索時間(背後有龐大的物件及物件的屬性、物件的行為、物件的階層、物件相關的

事件等可重復利用的資源),後來大家接受了「物件」觀念,Visual Basic 就是各位工程人員熟悉的

Basic 語言加入了「物件」觀念,Visual Basic 與 VBA(Visual﹡Basic for Application)差別在於 VBA不能編譯成獨立執行碼(.exe),只存在(例如)Excel 內稱為巨集,故所以 VBA 無「main○○○

()」片段只有「sub○○○()」片段,相較 Visual Basic 可編譯成獨立執行碼(.exe)必有一個「main○○○()」片段。

VBA 承襲 Smalltalk「物件」觀念,就會有「物件導向語言」的「物件階層」、「物件屬性」、「物

件行為」、「物件(反應外界的)事件」等等,各位工程人員熟悉的 Excel 儲存格內填顏色、字體大

小、公式等等,已經不知不覺在接觸「物件屬性」、「物件行為」等等,於編輯 VBA 時例如

UserForm1.Caption = "某甲標題"、UserForm1.Label1.Caption = "某乙標題",恍然大悟「物件階層」

的意義,同樣 Caption 物件兩者 UserForm1.Caption、UserForm1.Label1.Caption 標的是不同的(明

顯地相差一階層),又例如.Font.Size = 9 乃「物件屬性」字體大小指派為 9,云云等等,總之「物

件導向語言」宣言「不縮寫少註解」欲後隨者望文生意,勿羈拌於規規註解,勿為縮寫代碼等費

神猜疑,舉例諸如 Excel global 物件 FileDialogSelectedItems 望文生意所指為何物件就不難理解了(所

指檔案對話盒中既選之集合項目)。

二、建立電子資料庫

1. 一個 Excel 檔案為一條路線指示標誌資料庫。 2. 一筆資料為一處指示標誌所有必要的資料,一筆資料佔 Excel 檔案一頁面(Sheet)的一列資料,

第一筆資料的上一列必為表頭。 3. 一面指示標誌最少一格最多三格,一處指示標誌即一支懸臂桿懸掛指示標誌面,最少一面最多

兩面,這是現行本局懸掛指示標誌面實際情形。 4. 集合一筆一筆資料集體成為一條路線資料庫,一筆一筆資料排序需符合工務段平日巡路習慣,

先順樁號到底再逆樁號到起點。 5. 呼叫一筆資料,索引需要「望文生意」,索引編碼不容有錯,故一筆資料輸入前有核對動作。 6. 呼叫一筆資料需要「一個螢幕畫面」顯示「一筆資料全部內容」,「一個螢幕畫面」需要佔用 Excel

檔案一頁面,「一個螢幕畫面」樣式極類似指示標誌面式樣,以利辨識及編修,這個螢幕畫面稱

呼為「輸入(或編修)面板」。 7. 需要 Excel 檔案一頁面(sheet)粘貼數位照相電子檔相片,及相關必要資料。

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8. 粘貼數位照相電子檔相片一處指示標誌需要兩張,一張遠照一張近照,遠照需要清析能辨識地

形地貌地物,能辨識一處指示標誌地點(路線、樁號、左右、位置),近照需要清析能辨識符號、

中英文字樣、顏色、大小樣式。 9. 列印相片頁需要平衡清析及經濟,本案 A4 紙張列印兩筆資料四張相片。 10. 需要 Excel 檔案一頁面摘要資料庫資料作成報表以應陳報需要。 11. 呼叫篩選特定資料需要佔用 Excel 檔案一頁面,此地稱做「tar」頁。 12. 需要考慮一筆一筆資料輸入錯誤情形減少到最小,輸入者界面需要一堆程式碼。 13. 如他人代為資料輸入、修改、檢查等,需要製作「按鈕圖形」以利辨識。 14. 四個 sheet 頁面樣式如圖 1、2、3。

三、巨集一

1. 欲使用 Excel VBA 需確認安全性為中等,於 Excel 表格頂端工具列點「工具」、「巨集」、「安全性」,

勾選「中等」,如圖 5。 2. 含 VBA 之 Excel 檔案開啟時確認「啟用巨集」VBA 才有作用,如圖 4。 3. 欲開啟 Excel VBA 編譯器於 Excel 表格頂端工具列點「工具」、「巨集」,勾選「Visual Basic 編譯

器」,如圖 6、7、8、9。 4. 欲巨集正確計算儲存格位址,請勿將 Excel 表格之儲存格合併。 5. 由於指示標誌牌面地名等元素重復出現,免除輸入不一致等錯誤及打字的煩鎖,製作「表單

(UserForm)」及「表單內清單(ListBox)」與「清單內表值(本案的 mytab1)」,於擬想輸入的

位址也就是 Excel 的某個儲存格,雙擊浮出「表單」,表單實為載具帶出「清單」,清單內容填充

以「表值」,「表值」預設值放在 Excel 表格某處,視需要可以隨時增刪編修,點選「表值」之一

元素完成「輸入儲存格某值」,如圖 10、11。 6. 本案「雙擊浮出…」為「雙擊(ListBox1_DblClick)即 DoubleClick 快速按兩下滑鼠左鍵」,反

應浮出表單(表單 UserForm 載有清單 ListBox1)如圖 14,點選清單串列之一元,快速按兩下滑

鼠左鍵,那選取之一元即填入擬想輸入的位址(指儲存格)。 7. 巨集一程式碼放置在 Sheets(“指面”)頁、UserForm1 物件程式碼存放處。(附錄一)

四、巨集二

1. 製作「指令按鈕」由 Excel 繪圖工具列自選圖形放到 Excel 表格合適處,如圖 12。 2. 賦予「指令按鈕」啟動指令程式碼能力,選取「指令按鈕」按滑鼠右鍵浮出出功能表,選取「指

定巨集」,如圖 12。 3. 「呼叫資料指令按鈕」程式碼需要滿足:滑鼠在索引欄(圖 13 儲存格 E15)雙擊,浮出出表單

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(UserForm),表單載入清單(ListBox),清單內涵為資料庫(本案為 Sheet(“指示”)索引欄索

引串列(list),點選某串列之一元,雙擊(DblClick)應填入點選元素,如圖 13、14、15,呼叫

資料(按鈕按一下)呼叫指示頁一筆資料填入面板如圖 13。 4. 「輸入資料指令按鈕」程式碼需要滿足:按照工地照相圖面及抄錄資料填寫牌面資料及路線、

樁號、里程等資料,填入索引欄位值,按「輸入資料指令按鈕」,程式碼需要核對索引欄位值,

無誤後尋找資料庫是否有一筆索引欄位值為「輸入面板」索引欄位值者,如無,新一筆資料放

置在資料庫最後一筆資料之後一筆,其意義即新建,如有,「輸入面板」資料將覆蓋掉資料庫之

一筆資料,其意義即編修。 5. 「刪除資料指令按鈕」程式碼需要滿足:如同「呼叫資料指令按鈕」程式碼,按索引欄位值呼

叫資料填入面板,如圖 16、17。 6. 「清除欄位指令按鈕」程式碼需要滿足:滑鼠在清除欄位指令按鈕按一下,其效果就是清除「輸

入面板」應填資料之欄位,如圖 18。 7. 巨集二程式碼放置在 module1 物件程式碼存放處。(附錄三)

五、巨集三

1. 「搜尋牌面並轉錄到 Sheets(“tar”)頁指令按鈕」程式碼需要滿足:於資料庫(本案為 sheet「指

示」G1 欄位鍵入搜尋字串片段,例如「交流道」字串,按一下「搜尋牌面並轉錄到 Sheets(“tar”)

頁指令按鈕」即將牌面有「交流道」字串之資料轉錄到 Sheets(“tar”)頁,如圖 19、20。 2. 摘要轉錄報表程式碼需要滿足:

2.1 sheet「指示」)A 欄位值抄錄到 sheet「報表」)B 欄位。 2.2 sheet「指示」)D 欄位值抄錄到 sheet「報表」)C 欄位。 2.3 sheet「指示」)F 欄位值抄錄到 sheet「報表」)D 欄位。 2.4 sheet「指示」)O 欄位值抄錄到 sheet「報表」)AX 欄位。 2.5 sheet「指示」)P 欄位值抄錄到 sheet「報表」)AY 欄位。 2.6 sheet「報表」)F 欄位值=sheet「報表」)C 欄位 &”/”& sheet「報表」)D 欄位。 2.7 sheet「報表」)A 欄位值=流水編號。 2.8 sheet「報表」)E 欄位值=手工輸入路口路段編號,實務經驗為之。 2.9 sheet「報表」)G…K 欄位值填表程式碼需要滿足:

2.9.1 依據索引欄位值初判指示標誌究為預告點、交叉點、確認、地名指示標誌,初判的結

果填 P、X、A、F 到應屬欄位。 2.9.2 掃描 sheet「指示」複判指示標誌究為預告點、交叉點、確認兼具高快速公路性質應改

填 HP、HX、HA 到 sheet「報表」)J 欄位(標頭為高快速公路)。

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2.10 如圖 20、21、22。 3. 粘貼數位照相電子檔相片程式碼需要滿足:

3.1 sheet「貼照」)C 欄位值第一列(本案例儲存格 C2)值=sheet「報表」)A 欄位第一列(本案

例儲存格 A8)值。 3.2 sheet「貼照」)C 欄位值第二列(本案例儲存格 C3)值=sheet「報表」)E 欄位第一列(本案

例儲存格 E8)值。 3.3 sheet「貼照」)C 欄位值第三列(本案例儲存格 C4)值=sheet「報表」)O 欄位第一列(本案

例儲存格 O8)值。 3.4 sheet「貼照」)C 欄位值第十二列(本案例儲存格 C13)值=sheet「報表」)B 欄位第一列(本

案例儲存格 B8)值。 3.5 sheet「貼照」)C 欄位值第十三列(本案例儲存格 C14)值=同(3.1)。 3.6 sheet「貼照」)C 欄位值第十四列(本案例儲存格 C15)值=同(3.2)。 3.7 sheet「貼照」)C 欄位值第十五列(本案例儲存格 C16)值=sheet「報表」)P 欄位第一列(本

案例儲存格 P8)值。 3.8 以上一筆資料貼遠景、近景照片完成時同步摘錄轉寫,凡 24 列一筆資料完成一循環,直到

資料庫一筆一筆摘錄轉寫完成。 3.9 sheet「貼照」)A 欄位值第一列到第十一列(本案例儲存格 A2…A12)貼第一筆資料遠景照,

第十三列到第二十三列(本案例儲存格 A14…A24)貼第一筆資料近景照,完成一循環,直

到資料庫一筆一筆照片貼完成。 3.10 如圖 24、25。

4. 巨集三程式碼放置在 module2 物件程式碼存放處。

六、工作綱要規劃

1. 外業 1.1 初步規畫 轄區省道(快速公路除外)里程約 140 公里、縣道里程約 170 公里,總共里程約 310 公里。

工地照相記錄使用人力:照相者 1 人、司機 1 人、公務車 1 部。1 日單向照相記錄約 50 公里,

全域需時約 14 工作日,但下雨天無法外出工作,故寬鬆計算需時約 30 日曆天,外業因調度

車輛、協調照相者、受天候影響,又必要先作為,故斤斤計較需要工時。

1.2 照相符合工務段平日巡路習慣,先順樁號到底再逆樁號到起點。 1.3 照相一處指示標誌需要兩張,一張遠照一張近照,遠照需要清晰能辨識地形地貌地物,能辨

識一處指示標誌地點(照相有明顯地標能辨別地點),近照需要清晰能辨識符號、中英文字

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樣、顏色、大小樣式。 1.4 當天照相當天列印相片,立即筆記在列印相片路線、樁號、左右等備忘,當天登錄資料,登

錄資料除路線、樁號、左右等筆記以外,其餘(看圖識字式)看照片登錄,一疊列印相片下

班前登錄完成,否則於下雨天不出門時繼續完成。 1.5 樁號記錄得以 10 公尺為度,例如樁號 25.55 就夠精確了(這是因為兩支懸臂指示標誌不能

相距太近,以免互相遮擋,相距太近用路人來不及看清楚,通常至少相距 50 公尺大家還能

接受)。 1.6 相約照相者照相檔複製予工程司,當日照相當日交付,照相者做到登錄資料已經夠邁力了,

貼照片檔麻煩工程司自承當作內業,有時相片檔格式不同需要微調,還是工程司自己作自己

滿意。 2. 內業

2.1 照相檔存放管理 照相者有時多照贅餘相片,或工程司貼照片後發現照片檔名登錄與別處對調錯置,或不相關

照片粘貼到 Sheets(“貼照”)頁,所謂微調就是手工小幅度修正,照相者平日巡路次數不如

工程司多,登錄資料難免偶然辨識相片的錯誤,工程司自行檢查初步成果予以改正,刪除贅

餘相片、不相關照片、補充欠缺相片,存放到一定的目錄之下。 2.2 粘貼照相到 Sheets(“貼照”)頁 第一次粘貼照相到 Sheets(“貼照”)頁檢查初步成果如果不滿意,可以刪除粘貼的照相重新

粘貼,刪除圖形需轉 Excel 繪圖模式,完成刪除作為後需返回 Excel 文字模式,如圖 26。 2.3 整理 Sheets(“貼照”)頁資料,排序使成就「符合工務段平日巡路習慣,先順樁號到底再逆

樁號到起點」,利用 Excel 內建排序功能行之,如圖 27、28。

七、結尾

1. 完成 Sheets(“指示”)頁基本資料庫就算完成了,樣式極類同往昔作者自製的 A4 紙面指示標誌

資料庫,應付一般現況查詢綽綽有餘,完成 Sheets(“報表”)頁及完成 Sheets(“貼照”)頁根本

為本局指示標誌檢核改善案陳報用途,不過完成成果同事閱覽查詢翻查紙面資料十分方便,對

於不便查詢電腦時紙面資料很有價值。 2. 如路線太長指示標誌太多致完成 Sheets(“貼照”)頁後,開關 Excel 檔案費時甚長叫人無法忍耐,

何不左側右側分割成兩個檔案,務必開關檔案敏捷度在可接受範圍內。 3. 本製作定位為:「如何將清查之現有指示標誌建立電子資料庫」,及「電子資料庫編輯、修改、

更新」之 Excel VBA 程式製作,需要聲明「電子資料庫編輯、修改、更新」必於「檢核完畢確

定如何改善」後作為,其工具 Excel VBA 程式製作先行完成以備後續使用。

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 40臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-522

本刊啟事 訂閱本局「台灣公路工程」之台北郵政劃撥儲金帳戶即日起

變更帳號為 10286620 號,收款帳戶名稱為「交通部公路總

局」,敬請本刊新雨舊知繼續愛顧。

原使用帳號 0007412-6,因應本局會計作業,停止使用。

4. 在 module2 物件程式碼「轉報表」、「貼照片」沒有製作使用者界面「按鈕」,原來不打算委外業

照相者執行這兩個巨集程式,要工程司自承工作,自行在 Excel 表格頂端「工具列」上「工具」

項選「巨集」串列中選「轉報表」、「貼照片」執行之,省略使用者界面「按鈕」會使畫面簡化

潔淨。 5. 本文資料庫紀錄、照相等全部是本段轄區台 1 甲線當時路況調查實作資料,其他路線資料庫製

作巨集相同,省略不提。 6. 本段也有管轄快速公路,快速公路指示標誌與一般省縣道指示標誌截然不同,輸入面板絕對是

另一個樣式,那是另一個故事,此地省略不提。

八、參考資料

1. 「Excel VBA 與資料庫整合應用大全集」:鄭重推薦本書(翻譯本),著者日本大學教授古川平

順君(出版者:博碩文化;書號:SP20058),著者是一位博學教授,教學經驗豐富文章極為友

善,初學未深涉 Excel VBA 者看了本書會覺得受益良多不虛此行。 2. 「Excel 分析與資料庫整合應用」:著者陳鴻敏君(出版者:網奕資訊;書號:BC40790),著者

服務於政府機關閱歷豐富,會告訴讀者許多相關資料庫知識。 3. 網路資源可以認為是豐沛的參考資料來源,記得本人剛踏入 Excel VBA 時常常遛覽有一個叫做

「老怪(Let Go)」的網頁,也常常抄襲程式片段實習,類似網頁多如牛毛,實無需一一列舉行。

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 41 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-523

呼叫一筆資料需要「一個螢幕畫面」圖 1 需要製作「按鈕圖形」

一面指示標誌最少一格最多三格,

一處指示標誌最少一面最多兩面

一條路線指示標誌資料庫

需要「一筆資料索引」欄 資料排序需符合工務段平日巡路習慣

一筆資料為一處指示 標誌所有必要的資料

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圖 2

一處指示標誌需要兩張,一張遠照一張近照

本案 A4 紙張列印兩筆資料四張相片

一頁面(sheet)粘貼數位照相電子檔相片

圖 3

一頁面摘要資料庫資料作成報表以應陳報需要

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圖 4

含 VBA 之 Excel 檔案開啟時確認

「啟用巨集」 VBA 才有作用

圖 5

確認安全性為中等

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圖 6

查 VBA 程式碼〔工具/巨集/Visual Basic 編輯器〕

圖 7

Visual Basic 編輯器 專案總管區

Visual Basic 編輯器 屬性視窗

Visual Basic 編輯器 編輯區

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圖 8

程式碼放在頁面、表單、模組所謂

Microsoft Excel 物件中,於 Visual Basic 編

輯器編輯區可顯示。

本畫面說明頁無程式碼 編輯區也就是空

的。

圖 9

程式碼放在頁面、表單、模組所

謂 Microsoft Excel 物件中,於

Visual Basic 編輯器編輯區可顯

示。

本畫面指面頁有程式碼,編輯區

顯示有程式碼待編修。

顯示程式碼需點「檢視程式碼」按鈕

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圖 10

製作「表單」點「插入自訂表單」按鈕

「ListBox」

「插入自訂表單」

「ListBox」

工具箱內有許多工具,點選「ListBox」

圖 11

「表值」預設值放在 Excel 表格某處

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圖 12

繪圖工具列自選圖形放到 Excel 表 格合適處

圖 13

填好索引 按一下叫出資料按鈕 完成呼叫資料後有確認對話盒

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圖 14

圖 15

呼叫資料填寫索引為免麻煩仍以雙擊索引欄浮出 UserForm

及所載 ListBox 與表值,表值載入資料庫索引串列候選

索引欄

位E15

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圖 16

圖 17

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圖 18

清除「輸入面板」應填資料之欄位 完成後有確認對話盒

圖 19

將牌面有「交流道」字串之資料轉錄到 Sheets(“ tar”)頁

Page 50: 台灣與美國之橋梁檢測系統與制度 上所示相片為美國舊金山金門大橋,金門大橋造價約3 千3 百萬美元,於1937 年5 月27 日 開放通車,這座外觀為橘紅色的橋是連接San

Vol.34. No.10 Oct. 2008 51 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-533

圖 20

將牌面有「交流道」字串之資料轉錄到 Sheets(“tar 頁”)

圖 21

Sheets(“指 示”)頁第 AX、AY 欄為遠照、近照

轉錄到 Sheets(“報表 ”)頁第 O、P 欄

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 52臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-534

圖 22

圖 23

Sheets(“指示”)頁第 AX、AY 欄

為遠照、近照,轉錄到 Sheets(“報

表”)頁第 O、P 欄

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 53 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-535

圖 25

圖 24

將 Sheets(“報表”)頁之資料轉錄到 Sheets(“貼照”)頁

按 Sheets(“報表”)頁照片檔名粘貼照片到 Sheets(“貼照”)頁

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 54臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-536

圖 26

刪除圖形需轉 Excel 繪 圖模式,完成刪除作為

後需返回 Excel 文字模 式

繪圖模式與文字模式切換 icon 圖標在 Excel

表格左下角

切換繪圖模式後選取照片圖形按 DEL 鍵就刪

除選取之圖形

勿忘返回文字模式再一次按切換 icon 圖標

圖 27

整理 Sheets(“指示”)頁資料,排序使成就「符合工務段平日巡路習慣,

先順樁號到底再逆樁號到起點」,利用 Excel 內建排序功能行之。

首先選取全部資料錄(Records),右左為排序關鍵,排序後右側成為前

半段,左側成為後半段,其次選取右側全部資料錄,里程為排序關鍵,

按升冪排序。

如此「順樁號到底」一半排序完成。

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Vol.34. No.10 Oct. 2008 55 臺灣公路工程第 34 卷第 10 期-537

圖 28

右側一半排序完成後,選取左側成為後半段全部資料錄(Records),里

程為排序關鍵,按降冪排序,完成後即成就:

「符合工務段平日巡路習慣,先順樁號到底再逆樁號到起點」原則後續

Sheets(“指示”)頁資料錄(Records)摘要轉錄 Sheets(“報表”)頁及

Sheets(“報表”)頁轉錄 Sheets(“貼照”)頁及粘貼照片均按排序後次序呈

現。

附錄本文所有巨集程式 (下期待續)