新版公路橋梁檢測及補強規範 - tcri.org.t–°版... ·...

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營建知訊 431 期/2018/12 《每月專題/橋梁體檢維護學問大》 新版公路橋梁檢測及補強規範 張嘉峰 臺灣營建研究院 工程技術與管理研究所副所長 簡臣佑 臺灣營建研究院 工程技術一組計畫工程師 楊宗叡 臺灣營建研究院 工程技術一組助理研究員 兩規範合併 使其有一致性標準 公路橋梁(以下稱橋梁)為國內公路網之重要結構物,數十年來蓬勃發展, 交通部統計資料顯示[1],目前全國橋梁結構數量已達 1 1 千多座,現今規劃 因多以橋代路,全國公路橋梁數量仍持續增加中。為維持橋梁結構達設計使用目 的及人車安全,橋梁結構之定期檢測與維護作業,已成橋梁管理單位重要日常工 作。 目前橋梁管理單位對橋梁檢測及補強工作,依橋梁主要材質差異,分別依據 交通部於民國 97 年頒布之「公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範」[2]及民國 104 年頒布之「公路鋼筋混凝土結構橋梁之檢測及補強規範」 [3]進行,經過多年來實 務操作後,第一線檢測人員回饋執行結果指出,這兩本規範除因主要結構部位(如 大梁及橋墩)之材質差異而使檢測關注點有所不同外,對於橋梁檢測頻率、橋梁 結構中相同部位之評估及維修補強等規定有諸多不一致處,造成兩本規範相互牴 觸競合及執行檢測人員評判矛盾與困擾。 對此,交通部為使規範內容與時俱進,符合技術發展及實務需要,責成高速 公路局參酌現行法令及相關規範規定進行通盤檢討、更新及修訂,將目前兩本規 範合併為單一規範,使執行檢測人員在從事現場檢測及維修補強工作時,具有一 致性之標準可資依循,爰擬具「公路橋梁檢測及補強規範」,並委託財團法人臺 灣營建研究院檢討研修。

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  • 營建知訊 431 期/2018/12

    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    新版公路橋梁檢測及補強規範

    張嘉峰 臺灣營建研究院 工程技術與管理研究所副所長

    簡臣佑 臺灣營建研究院 工程技術一組計畫工程師

    楊宗叡 臺灣營建研究院 工程技術一組助理研究員

    兩規範合併 使其有一致性標準

    公路橋梁(以下稱橋梁)為國內公路網之重要結構物,數十年來蓬勃發展,

    交通部統計資料顯示[1],目前全國橋梁結構數量已達 1 萬 1 千多座,現今規劃

    因多以橋代路,全國公路橋梁數量仍持續增加中。為維持橋梁結構達設計使用目

    的及人車安全,橋梁結構之定期檢測與維護作業,已成橋梁管理單位重要日常工

    作。

    目前橋梁管理單位對橋梁檢測及補強工作,依橋梁主要材質差異,分別依據

    交通部於民國 97 年頒布之「公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範」[2]及民國 104

    年頒布之「公路鋼筋混凝土結構橋梁之檢測及補強規範」[3]進行,經過多年來實

    務操作後,第一線檢測人員回饋執行結果指出,這兩本規範除因主要結構部位(如

    大梁及橋墩)之材質差異而使檢測關注點有所不同外,對於橋梁檢測頻率、橋梁

    結構中相同部位之評估及維修補強等規定有諸多不一致處,造成兩本規範相互牴

    觸競合及執行檢測人員評判矛盾與困擾。

    對此,交通部為使規範內容與時俱進,符合技術發展及實務需要,責成高速

    公路局參酌現行法令及相關規範規定進行通盤檢討、更新及修訂,將目前兩本規

    範合併為單一規範,使執行檢測人員在從事現場檢測及維修補強工作時,具有一

    致性之標準可資依循,爰擬具「公路橋梁檢測及補強規範」,並委託財團法人臺

    灣營建研究院檢討研修。

  • 營建知訊 431 期/2018/12

    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    相關規範演進

    公路設施相關養護規範之建立,主要法源依據公路法[4]第 33 條「公路設計、

    施工、養護及交通工程之各項技術規範,由交通部定之。」所授權,且另由公路

    修建養護管理規則[5]第 10 條「公路主管機關,為加強公路橋梁檢測維護作業,

    應建立橋梁管理系統。前項橋梁檢測之制度、方法、頻率及檢測人員之資格與培

    訓、簽證制度要點,由中央公路主管機關統一訂定。」說明主管機關應建立橋梁

    管理系統及橋梁檢測之制度、方法與頻率。

    據此,交通部分別於民國 76 年(92 年修訂)、民國 97 年、民國 101 年及民

    國 104 年頒布「公路養護手冊」[6]、「公路鋼結構橋梁之檢測與及補強規範」[1]、

    「公路養護規範」[7]及「公路鋼筋混凝土結構橋梁之檢測及補強規範」[3]等部頒

    規範,作為公路橋梁檢測及維修補強作業之依循,以上規範除「公路養護手冊」

    [6]已於民國 101 年頒布「公路養護規範」[7]替代後廢止外,其餘皆為目前現行

    部頒規範,各橋梁規範封面、頒布年代及內容如圖一、圖二及表一所示。

    (a)公路鋼結構橋梁之 (b)公路養護規範 (c)公路鋼筋混凝土結構

    檢測及補強規範 橋梁之檢測及補強規範

    圖一 橋梁養護相關規範

  • 營建知訊 431 期/2018/12

    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    圖二 橋梁養護相關規範頒布時序

    表一 橋梁養護相關規範內容章節

    規範名稱 公路鋼結構橋梁

    之檢測及補強規範 公路養護規範

    公路鋼筋混凝土結構

    橋梁之檢測及補強規範

    頒布年份 民 97.12 民 101.02 民 104.01

    第一章 通則 總則 通則

    第二章 檢測一般規定 養路巡查 檢測一般規定

    第三章 經常巡查 路基及邊坡 定期檢測

    第四章 定期檢測 鋪面 特別檢測

    第五章 特別檢測 橋梁 鋼筋混凝土結構橋梁

    結構安全評估 第六章 鋼結構橋梁結構

    安全評估

    隧道 維修與補強

    第七章 維修與補強 排水設施

    第八章 交通工程設施

    第九章 交控設施

    第十章 路容景觀

    由表一顯示鋼結構與鋼筋混凝土結構橋梁檢測規範章節架構大致相同,但如

    前述說明,兩規範在相同橋梁構件上,劣化程度評判標準不同,如表二所示,使

    檢測人員在評判時產生矛盾;此外,在部分劣化檢測評判項目中採用數值定量說

    明,如表三所示,故需接近構件量測相關數值,但若構件劣化處於檢測人員無法

    輕易量測之部分,則無法評判,徒增困擾。故此次規範編修作業除更新檢討規範

    條文適用性之外,並於檢測評判標準修正中考量檢測實務操作性,規範編修原則

    說明如後。

    公路養護手冊(於民國101年廢止)

    公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範

    公路養護規範

    公路鋼筋混凝土結構橋梁之檢測及補強規範

    公路橋梁檢測及補 強 規 範

    民76.11月

    民97.12月

    民101.02月

    民104.01月

    民107.08月複審完成

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    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    表二 比較兩規範間相同檢測項目之評判標準

    (a)公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範

    檢查項目 劣化程度 D值

    防止落橋措施

    防止落橋措施損傷

    若干損傷發生。 1 顯著損傷發生。 2 無防止落橋裝置且防落長度不足。 3

    螺栓損傷、 欠缺、鬆動

    螺栓孔發生偏移。 螺栓栓得太緊或鬆動。

    2

    螺栓欠缺。 3

    生銹及腐蝕 發生浮起生銹或可擦拭之生銹。 1 全面點狀生銹或點狀腐蝕。 2

    全面性生銹或顯著腐蝕。 3

    移動量 功能有障礙。 2 顯著功能障礙。 3

    異常聲音 異常聲音。 3 其他損傷 發生功能障礙。 3

    (b)公路鋼筋混凝土結構橋梁之檢測及補強規範

    檢查項目 劣化程度 D值 防 止 落 橋 措 施

    防止落橋措施損傷

    輕微損傷發生。 2 顯著損傷發生。 3 無防止落橋裝置且防落長度不足。 4

    螺栓損傷、 欠缺、鬆動

    螺栓孔發生偏移。 螺栓栓得太緊或鬆動。

    2

    螺栓欠缺。 3 螺栓損傷、脫落,造成落橋裝置失去功能。 4

    生銹及腐蝕 發生浮起生銹或可擦拭之生銹。 2 全面點狀生銹或點狀腐蝕。 3 全面性生銹或顯著腐蝕。 4

    移動量 功能有障礙。 3 顯著功能障礙。 4

    異常聲音 異常聲音。 3 其他損傷 發生功能障礙。 4

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    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    表三 規範檢測評判標準定量化

    (a)公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範

    (b)公路鋼筋混凝土結構橋梁之檢測及補強規範

    規範修訂原則

    經過多次專家座談與執行人員之訪談,彙整目前規範執行相關意見及國內外

    規範文獻,本次規範編修原則說明如下:

    1. 規範編修主要依據文件:

    新編規範以交通部頒布之「公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範」[2]、「公路

    混凝土結構橋梁之檢測及補強規範」[3]、「公路養護規範」[7]、「橋基保護

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    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    工設計規範」[8]、交通部高速公路局「公路橋梁一般目視檢測手冊」[9]、南

    非科學暨工業研究委員會「橋梁目視評定手冊」(CSIR-Visual Assessment

    Manual for Bridges)[10]為參考藍本,並配合現行橋梁管理系統相關作業手冊

    訂定。

    2. 確定規範適用範圍:

    新編規範適用於公路一般性混凝土(鋼筋混凝土及預力混凝土)結構及鋼結

    構橋梁之檢測、評估、維修與補強作業;對於特殊性橋梁之檢測、評估、維

    修及補強作業規定,可由公路養護管理機關或公路養護單位視實際情況另訂

    之。

    3. 原則性條文說明:

    依據交通部 99 年 8 月 2 日召開之「部頒規範公路養護手冊是否修正事宜會

    議」結論,說明部頒技術規範應為原則性、政策性或訓示性之技術規定,如

    屬實際操作面之詳細規定,應由各執行單位制定。因此新編規範主文採原則

    性規定方式撰寫;詳細執行細節交由各公路養護管理機關自行規定於其養護

    手冊、檢測手冊中,其作業標準以不低於本規範主文規定為原則。

    4. 建立檢測先後程序:

    新編規範檢測種類將原本定期檢測、特別檢測兩類,再新增一類詳細檢測;

    分為定期檢測、特別檢測及詳細檢測三類。定期檢測、特別檢測以目視為主;

    詳細檢測為橋梁於定期檢測或特別檢測後,認為有必要時,以儀器或相關設

    備進行局部破壞或非破壞檢測。

    5. 統一檢測圖表位階:

    新編規範解說為輔助檢測相關作業人員了解主文涵義,屬參考性質不具強制

    性;如解說所列之劣化類型、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。

    6. 損傷評等依構件重要性區分:

    新編規範解說所列之劣化類型與評等,彙整混凝土結構及鋼結構兩類型典型

    損傷種類,定性化條列損傷評等並依受評等構件重要性而有所區別,此外依

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    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    損傷程度條列相對應之損傷影響度及維修急迫性,使執行人員易於判別損傷

    及評等。

    新編規範內容

    新編規範依據上述原則進行編修,並經過一系列編修會議、初審會議及規範

    檢測試行比較作業,驗證規範操作性後提送交通部,之後再由財團法人中華顧問

    工程司協助進行複審作業,歷經多場複審會議審議後定稿,再提送交通部等待頒

    布。

    新編規範內容共分為七章節,分別為第一章總則、第二章檢測一般規定、第

    三章定期檢測、第四章特別檢測、第五章詳細檢測、第六章結構安全評估、第七

    章維修及補強等,規範整體架構與關聯性如圖三所示,各章節內容簡述如後。

    圖三 新編規範架構與各章節關聯性

    新編規範各章節內容說明如下:

    1. 第一章為總則,係說明本規範依公路法第 33 條訂定之,並適用於公路一般

    性鋼筋混凝土(含預力混凝土)結構橋梁及鋼結構橋梁之檢測、評估、維修

    與補強作業,內容包括總則、檢測一般規定、定期檢測、特別檢測、詳細檢

    測、結構安全評估以及維修與補強等。對於特殊或重要性之橋梁,因其結構

  • 營建知訊 431 期/2018/12

    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    行為較為複雜或重要性不同,除依本規範所列之原則與重點進行檢測、評估

    與維修補強外,另需考慮其特性,採取適當之方法。

    2. 第二章為檢測一般規定,係說明公路一般性橋梁之定期檢測、特別檢測與詳

    細檢測之目的、內容、相對應之檢測頻率及檢測準備作業等。

    3. 第三章為定期檢測,係說明橋梁檢測以 DER&U 評估系統為基本架構,構件

    損傷評等標準則彙整鋼筋混凝土結構、鋼結構橋梁材料及結構特性,採用構

    件化羅列與定性化說明,使現場檢測人員於現場易於操作及具體了解所應檢

    查的項目與重點,部分損傷評等節錄如表四所示。

    表四 公路橋梁檢測及補強規範劣化評等表節錄

    (a)主梁(RC)劣化評等表

    (b)橫隔梁(混凝土)劣化評等表

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    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    4. 第四章為特別檢測,係說明當發生地震、土石流災害、水災、火災及其他重

    大事故後,公路橋梁養護管理機關或單位需對所管轄橋梁進行特別檢測作

    業,了解橋梁設施是否受損、決定是否進行後續維修補強處理。

    5. 第五章詳細檢測,係說明橋梁經定期檢測或特別檢測後,橋梁管理機關若對

    於橋梁狀態仍有疑慮,可進一步進行橋梁詳細檢測作業,作為結構安全評估

    及是否需維修補強之依據。

    6. 第六章為結構安全評估,係說明橋梁結構安全評估原則,應參考國內外相關

    規範或研究報告內容,選定適合現況方式進行評估工作。

    7. 第七章為維修及補強,係說明橋梁之維修與補強原則,條文內容主要係參考

    目前相關規範、CNS 標準、美日其他相關報告與手冊及目前技術發展,條列

    相關維修方式及補強原則,橋梁管理機關仍依現況條件參酌工程顧問公司所

    提維修及補強方式,選擇最適當方式進行。

    集中資源重點檢測 以提升檢測效益

    此次新編規範內容較大之變革為損傷評等標準多採定性化說明,及新增一詳

    細檢測程序,在定性化評等標準部分,除回歸 DER&U 評估系統「快速發現問題」

    之精神外,並可減少大部分細微量測工作,提升橋梁檢測效率。唯因定性化評等

    以檢測人員經驗判斷為主,檢測結果會稍有不同,故檢測人員之相關培訓課程配

    套顯為重要,近期交通部運輸研究所、高速公路局及公路總局等橋梁管理單位定

    期開設檢測人員培訓課程,藉由課程縮小主觀判斷偏差,提升檢測品質。

    另在詳細檢測部分,為利用相關儀器輔助人為檢測作業,用以判斷目視無法

    發現之損傷,因此橋梁管理單位經執行定期檢測後對於部分損傷仍有疑慮時,視

    現況需要採用儀器更深入檢測探究損傷狀態,此檢測分級設計,主要是集中資源

    進行重點檢測,以提升檢測效益及降低檢測人員之壓力。

    新編規範已於 107 年 10 月 24 日由交通部核定頒布,也期望透過此次規範整

    併與調整,能確實有助橋梁檢測作業與提升國內橋梁檢測品質。

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    《每月專題/橋梁體檢維護學問大》

    參考文獻

    1. 中華民國交通部,106年道路長度及橋梁座數概況統計資料,2018。

    2. 中華民國交通部,公路鋼結構橋梁之檢測及補強規範,2008。

    3. 中華民國交通部,公路鋼筋混凝土結構橋梁之檢測及補強規範,2015。

    4. 中華民國交通部,公路法,2017。

    5. 中華民國交通部,公路修建養護管理規則,2013。

    6. 中華民國交通部,公路養護手冊,1987。

    7. 中華民國交通部,公路養護規範,2012。

    8. 中華民國交通部,橋基保護工設計規範,2011。

    9. 交通部高速公路局,公路橋梁一般目視檢測手冊,1996。

    10. 南非科學暨工業研究委員會,橋梁目視評定手冊(CSIR-Visual Assessment

    Manual for Bridges),2002。