大愛新聞 ---橋的省思 1~3
西元2010年05月04日 — 根據公路局統計,去年莫拉克風災,台灣共有52座的橋梁遭到毀損,橋齡多在20年以內。因為河川短急,台灣橋梁在設計上就有先天的困難,能否面對未來劇烈氣候帶來的考驗?從建築工程原理,檢視台灣橋梁的挑戰和未來。
位於濁水溪的溪州橋,因為河床侵蝕嚴重,橋墩基樁外露,工程人員想盡辦法,以特殊的換底工法,搶救岌岌可危的溪州橋。
88風災後,被大水攔腰沖斷的雙園大橋,已經架起了暫時的紅色便橋,2009年8月的莫拉克颱風,給全台帶來每二百年才會出現一次、每秒2萬7千立方米的洪水量,造成全台共有52座橋梁遭到沖毀,毀損的橋梁,絕大多數集中在高屏溪流域,而沖毀的橋梁中,許多橋齡都只在20年以內,無論原來是不是就被列為危橋,都無法在這次的莫拉克風災中倖免,劇烈的天候變化,再加上台灣先天上地理環境的河川特性,讓台灣的橋梁面臨愈來愈大的壓力和挑戰。
中央大學土木系兼任助理教授 蔡俊鐿:「台灣河川最大特性,一個是沖刷,要不就是淤積,或者是土石流,目前來講,這塊是目前在設計上最困難、最難以處理的,尤其像土石流的一個沖擊力,這個根本很難去做一個評估。」
沖刷、淤積、土石流,台灣河川難以掌控的特性,一直是台灣橋梁最大的殺手,特別是靠近河川的出海口,不但河床寬大,而且因為上游種種人為因素,使得現在下游河床切割嚴重。
公路局第二區養護工程處課長 謝哲雄:「原因有好幾種,第一個是很多的盜採砂石,就是採砂方面,第二個部分是上游的集水區,可能它會做水壩或是做攔河堰,把整個(上游)砂石攔住了,所以讓上面(上游)的砂石會流不下來,所以會造成說我們建造的橋梁,會經過很短的時間之內,因為河床逐漸下降,會造成橋梁危及它的危險。」
河床下降,建立在河上的河川橋,尤其是中部河川沖刷最嚴重的濁水溪,下游河口一帶的橋梁,橋墩基樁外露,橋梁岌岌可危。
公路局第二區養護工程處課長 謝哲雄:「溪州橋是在1994年通車的,以橋齡來算,算是可以的,算是應該是壯年期,但是因為在這十幾年來,河床下降了大概有20公尺,基樁裸露的話,在大水來的時候,可能就會危及這個橋梁的安全,因為它的水是側向的,基樁的承載力是垂直的,對(承受)側向力是很薄弱的。」
原來應該深埋在土裡的橋梁基樁,竟然就這麼裸露在河床上,雖然工程單位施作不少保護工法,但往往一次颱風大水來襲,一切的努力又回到原點。
公路局第二區養護工程處課長 謝哲雄:「保護工有什麼呢?做丁壩,還有做基樁的打入,其實所有做的保護工裡面,幾乎一次颱風就幾乎報銷掉,所以在這十年來,我們總共花了很多的心血,在做這個橋梁的保護工,但是一直每年每年都要做,所以後來大概在2004年,我們就研發了一個換底工法的方式。」
換底工法,顧名思義,就是只更換橋梁下部結構的橋墩和基礎,先施築基樁並插入鋼柱,再架設臨時支撐鋼架,並裝設橋梁監測系統,用千斤頂進行頂升作業,用支架撐起橋梁重量,固定支撐架,施作鋼板樁,擋住周邊土石及地下水,而後拆除舊墩柱,讓橋梁與橋墩分離,在墩柱與基礎全部拆除後,施作新基礎,再建立新墩柱,並接合新舊墩柱,最後就可拆除臨時支撐鋼架,完成橋墩基礎的換底工法。
公路局第二區養護工程處課長 謝哲雄:「我們把基礎加深,深了以後我河床再怎麼降低,我還是在河床下面,然後我們的墩柱,我們會稍微的減細,減細以後它受的攻擊坡會比較少。換底工法有個好處就是,經費可以很省,而且做了以後就是永遠的,最後一個就是說,施工的時候,上面(橋上)車子照樣通行。」
橋下施工,但橋上車子依然能不受影響,照常行走,而且這個換底工法只需要新建一座橋梁經費的三分之一,但這樣的工法只能加強穩固橋墩在河床下的基礎,台灣許多像這樣大量立橋墩在河中的傳統式橋梁,能不能承受得住愈來愈劇烈的風災大水,看看莫拉克風災斷橋的例子,實在值得我們重新反省,站在氣候大環境的考量下,再一次檢討,尋求創新改變。
行政院國科會補助
科學顧問:蔡俊鐿、謝哲雄
採訪撰稿:孫祖儀
攝影剪輯:謝啟泉
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