高性能混凝土桥梁设计中二高乌日交流道连络道穿越桥

前瞻橋梁工程新技術研討會

高性能混凝土橋梁設計─中二高烏日交流道連絡道穿越橋

葉銘煌* 游文慧**

中華顧問工程司 *副總工程師 **工程師

高性能混凝土可兼具高流動性、高強度、高彈性模數或高水密性之特質，對結構之安全性與耐久性有重要助益。故世界各國皆長期積極從事高性能混凝土之研究發展，且實際應用於超高層建築、高速公路路面與橋梁等之建造。近年來，國內亦將高性能混凝土研究列為重點，進行研究與應用推廣，以期提昇國內混凝土材料技術與營建工程水準。

中華顧問工程司配合國工局於民國八十四年，於二高後續計畫設計了國內第一座高性能混凝土橋--烏日交流道連絡道穿越橋，以高強度及高工作性為其特色，希藉此一橋梁之設計與施工經驗，作為高性能混凝土應用之參考。本橋於八十八年開始施工，除滿足高強度及高流動性外，更以混凝土具自充填性不須經振動搗實即能完全填充於構件內部為目標，以達兼具節省施工人力及免除振動噪音之優點。

一、 前言

近年來，國內混凝土構造物之耐震性及耐久性要求在設計上雖已受重視，然所導致配筋過多過密，卻使混凝土澆築困難，影響構造物原設計功能；考量工程品質、耐久性、施工效率並改善施工環境品質，若採用高性能混凝土，以高強度兼具高流動性之特點，完全填充構件內之鋼筋間、鋼筋與模板間，除發揮混凝土應有之強度，並能充分發展與鋼筋之握裹行為，達成前述之目標。

國內目前已有多起高性能混凝土的生產紀錄，在生產上應已掌握新拌混凝土特性，惟在其硬固後之力學與變形特性如彈性模數、潛變係數及乾縮係數等，是否會因配比特性而與一般混凝土對構件產生不同的影響，則有加以了解及探討之必要。本文將首先介紹烏日交流道連絡道穿越橋之結構設計；其次說明本橋高性能混凝土所須具備之自充填性其流動性品質規格及測定法；再依烏日穿越橋初步獲得的詴驗結果，加以探討自充填混凝土之彈性模數、潛變係數及乾縮係數對其之影響做一檢討。

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二、 高性能混凝土之定義

高性能混凝土（High Performance Concrete、HPC）迄今尚無一普遍認同之定義。日本東京大學教授岡村甫（Okamura）給高性能混凝土下了一個概念性的定義[1]：

1. 工作度良好，澆置時不必使用振動器，可流動填滿模板內每個角落。 2. 初凝期因水泥水化熱導致的裂縫少，乾縮和潛變少。 3. 後期強度高，耐久性好、抵抗劣化的能力強。

美國混凝土學會對高性能混凝土所下的最新定義[2]中指稱高性能混凝土為能滿足使用傳統混凝土材料及一般的拌合、澆置及養護的方法所無法達成的特殊性能及均質性的要求之混凝土。

高性能混凝土是一種具有多種特性的混凝土，而這些特性是為了滿足特殊環境或工程應用需求所發展出來的。其可能具有的特性包括下列幾點：

? 容易澆置

? 混凝土充填時沒有析離的現象 ? 早期強度 ? 長期力學性質 ? 透水性 ? 密度 ? 水化熱 ? 韌性 ? 體積穩定性

? 在惡劣環境中之耐久性

因為高性能混凝土的多特性是彼此相互影響的，所以通常一種特性的變化將會導致其他一種或多重性質的變化，因此必須針對工程所要求混凝土的幾種特性加以考慮，而這幾種特性都必須在合約書中加以說明、標示。

三、 設計準則探討比較

目前高性能混凝土尚無頒訂之規範，相關之設計準則為交通部台灣區國道新建工程局發行之〝高性能混凝土設計準則之研訂\年11月)。該準則係以交通部頒佈之「公路橋梁設計規範」之第五至第六章為藍本，針對混凝土改用強度f'c 為420 kg/cm2至560 kg/cm2之高性能混凝土時作必要及適當之修正，並參考〝Standard Specifications for Highway Bridges\及ACI

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318-89兩相關規範，以為準則研訂之依據，根據〝高性能混凝土設計準則之研訂〞所彙整ACI 363報告之綜合摘要可得下列重要結論[3]： 1. 高強度混凝土在構材性能上，有下列特性應加注意：

(1) 高強度混凝土之實際彈性模數低於依據一般強度混凝土推算公式所得

者。

(2) 柏松比（Poisson Ratio）之推測值仍在預期之範圍。

(3) 高強度混凝土之破裂模數（modulus of rupture）高於預期值。 (4) 拉力開裂強度則顯示與一般強度混凝土相近。

(5) 單位重、比熱、熱傳、與熱膨脹係數大部分落於一般強度混凝土之範圍。 (6) 高強度混凝土之早期強度發展高於一般強度混凝土，但後期此現象即不

顯著。

(7) 高強度混凝土之乾縮特性與一般強度混凝土相近，而潛變則遠低於一般

強度混凝土。

2. 依據以往之研究成果發現，在結構設計方面須注意下列要點：

(1) 承受軸向載重之高強度混凝土柱，可按一般強度混凝土柱之方法設計。 (2) 由於具較高之彈性模數與較低之潛變係數，高強度混凝土柱在載重作用

下，將產生較小之縮短量。

(3) 梁若為低配筋構材（under-reinforced concrete member），採傳統之等值矩

形應力分佈之設計，可以獲得相當滿意之結果。 (4) 以0.003為壓應變之上限是可接受的。

(5) 現行規範之最低鋼筋比、破裂模數、彈性模數、剪力強度、及伸展長度

規定值，須有適當之修正。

(6) 梁之長期撓度計算亦須適當之修正。

比較〝高性能混凝土設計準則之研訂〞與〝公路橋梁設計規範〞之規定，在鋼筋標準彎鉤、伸展長度與續接長度等，因混凝土強度不同，如搭配較大號鋼筋時，須有額外之規定。

就彈性模數而言，一般混凝土可用Ec=15100fc?，而高性能混凝土其配比對其彈性模數Ec有甚大之影響，故於設計前應將實際使用之混凝土進行詴驗，以求取實際之彈性模數Ec值，其詴驗方法應按ASTM 469（Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression）之規定進行。

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拱度計算及撓度控制均須採用實際之混凝土彈性模數Ec，如不易求得，可先採用公式計算：Ec =10628fc?+70310(kg/cm2)，但於其後應儘早進行混凝土詴驗，求取正確數值並作修正。

其他之設計應用參數，二者大致相同，至於預力損失計算部分，高性能混凝土之計算方法與一般混凝土亦相同。

四、 (一)

橋梁構造與分析設計 橋梁型式

烏日交流道連絡道穿越橋位於中部第二高速公路快官草屯段烏日交流道，起迄里程為107K+222～107K+312。該橋跨越烏日連絡道，為一座三孔連續等斷面預力箱型梁橋，採地面支撐就地澆注工法施作；其結構平、立面如圖一所示。

本橋全長90公尺，跨徑配置為25+40+25公尺；南北雙向採分離式橋面配置，橋寬各為16.25公尺，中央處南北雙向橋護欄邊緣相距1.5m，配置有懸伸版。上部結構為單室預力混凝土箱型梁，梁深2.2公尺；其中北上線部分之上部結構與橋墩（含基礎），採f'c=560kg/cm2之高強度高性能混凝土構築，南下線部分則採，並於兩向橋面相對應斷面埋置儀器實施於施工f'c=350kg/cm2之一般強度混凝土

中與完工後之監測，俾作為高性能混凝土橋梁性能之研究比較。

(二) 分析與設計

1. 設計準則

(1) 設計規範

A. 交通部台灣區國道新建工程局，\橋梁設計注意事項\。

B. 交通部台灣區國道新建工程局，\高性能混凝土設計準則之研定\，中華民國84年11月。

C. 交通部，\公路橋梁設計規範\，中華民國76年1月19日。 D. 交通部，\公路橋梁耐震設計規範\，中華民國84年1月9日。 E. \，AASHTO 1989。 (2) 設計荷重

A. 活載重：HS 20-44載重加25 %。 B. 溫度變化：±20 ℃。

C. 地震力：依據 \公路橋梁耐震設計規範 \計算。 (3) 材料強度

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A. 混凝土：

(A) 上部結構、橋墩及基礎(北上線) f'c=560kg/cm2

(B) 上部結構(南下線) f'c=350kg/cm2 (C) 橋墩(南下線) f'c=350kg/cm2 (D) 基礎(南下線) f'c=280kg/cm2 B 鋼筋(竹節鋼筋)： fy =4200kg/cm2 C. 預力鋼腱：高拉力低鬆弛鉸索(ASTM A416-90a)

極限抗拉強度 f's=190kg/mm2 降伏點應力 fy =171kg/mm2 彈性模數 Es=1.97x106kg/cm2

2. 結構分析

北上線上部結構及橋墩採高性能混凝土構築，混凝土強度f'c=560kg/cm2。本橋為國內首度採用高性能混凝土設計者，由於高性能混凝土並無既定之規範，在未確定其性能影響前，為保守計，設計時係以f'c=420 kg/cm2 之較保守值計算。

北上線:

混凝土強度f'c=560kg/cm2 ， 設計用f'c=420kg/cm2 彈性模數 Ec=288120kg/cm2

完工階段之容許張應力：1.2fc?=24.59 kg/cm2 南下線

混凝土強度f'c=350kg/cm2 彈性模數 Ec=282500kg/cm2

完工階段之容許張應力：1.2fc?=22.45 kg/cm2

一般而言，橋梁之梁深與跨徑及Ec值有關，本橋之南北向跨徑相同，Ec值亦大致相同，故採相同梁深與相同斷面。由\公路橋梁設計規範\節及\高性能混凝土設計準則之研訂\節之建議，上部結構箱型梁之建議最小深度為

S?3.0；本例主跨徑S=40m，則最小梁深建議值為2.15m，實際20採2.2M，箱型梁標準斷面如圖二所示。 3. 上部結構設計

上部結構箱型梁之容許應力與混凝土強度有關，本橋採就地澆注工法，

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上部結構三跨一次澆注施工，為完工階段之容許張應力控制。

本橋北上線採高強度混凝土，可提供較佳之容許張應力，惟因採保守設計強度值，故未形成較大差異，分析計算結果，兩向橋體之預力鋼腱需求量約略相近，採相同之預力鋼腱股數配置。

預力及非預力鋼材之總量，在臨界斷面上應能承受足夠之抗撓曲極限載重，且至少為依破壞模數算得之開裂載重之1.2倍。該開裂應力與fc?成正比，亦即混凝土之強度較高，則其開裂應力與最小鋼材需求量亦較高。經計算結果，本例南下線之鋼筋量為208 t、北上線則為225 t，即採用高性能混凝土之上部結構其鋼筋需求量，較一般混凝土者為高。一般預期採用高強度混凝土材料設計可減少鋼筋量，然而對一般箱型梁斷面，通常為最小鋼筋量控制，則採用較高強度混凝土設計之配筋需求量反而較高。 4. 橋墩設計

(1) 尺寸配置

本橋橋墩柱體為六角形，由柱底向上伸展漸變加寬，如圖三、四。 由於橋墩主要為承壓及受撓構材，高強度混凝土之材料優點可以充分發揮，故可縮減斷面而節省材料。實際設計時，北上線之橋墩底部尺寸採240cm×280cm，南下線則採280cm×280cm。 (2) 分析計算結果

在相同之上部結構條件下，橋墩斷面較小時，所引致之設計地震力亦較小，相對地，其配筋亦較少。北上線橋墩之斷面約為南下線橋墩之85%，其混凝土使用量則為南下線之81%，墩柱主筋之配置，北上線之配筋量為南下線之78%。

本橋橋墩柱高約8.5 m，相較於斷面尺寸，其細長比較小，經分析結果，北上線之基礎尺寸(縱向×橫向×厚度)為11m×9m×2.4m，而南下線為12m×10m×2.4m，其混凝土使用量約為南下線之83%。

本例之橋墩不高，故兩向基礎差異不大，倘在橋墩較高之情況，墩底地震力係塑鉸彎矩之控制條件時，基礎尺寸之差異將更為顯著。

值得注意者，基礎之尺寸係決定於荷重與土壤之承載力，而高強度混凝土之貢獻，可以減少配筋量，但影響不大；故若以經濟性來考量，基礎之混凝土採用一般混凝土即可。

本橋南下線及北上線主要材料數量詳見表一。

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五、 高性能混凝土之品管控制

高性能混凝土構造之成敗，取決於施工中之品管控制工作是否確實。以下略就本橋高性能混凝土材料之品管與長期品質監測追蹤簡要敘述：

(一) 材料品管

混凝土材料方面之品管控制，可分三部份：

1. 配比設計

嚴格要求承包商於事前從事配比設計，並須於施工三個月前進行品質保證資料之建立，而本工作係指實驗室內理論性之詴驗。 2. 配比詴拌

依實驗室之配比設計進行預拌場之現場詴拌，以期了解於實驗室內良好工作環境是否可以直接落實於一般預拌場之現場詴拌。 3. 模擬詴驗

經由預拌場詴拌，確實達到實驗室之品質後，下一步就是以實際之生產線，產製一般用量之混凝土。因此於橋址附近製作一個3m長與原橋相同斷面之箱型梁模型，鋼筋與預力套管均採與原橋相同之配置，並在斷面處以壓克力封模，以利觀察混凝土於模板內流動之情形。而本詴驗之精神主要模擬實橋在製作過程可能之產製、運輸與澆注的過程。

(二) 施工中之品管

材料之品管確實後，現場施工之品管亦是很重要之一環，施工之過程應嚴密

檢驗，以防各項性能受影響而無法達到要求，尤其在工地現場澆注進入模板之前，應對混凝土之品質與性能做初步查驗，以確保混凝土之品質，而後於混凝土澆注亦須有詳細之計畫。

高性能混凝土之流動性詴驗項目如下：[2] 1. 坍流度詴驗

混凝土坍流度之量測使用一般坍度詴驗所使用之坍度錐，量測方式為在將坍度錐往上拉起，待混凝土停止流動後，測擴散圓形的最大直徑及與其垂直的另一直徑，兩者平均值即為坍流度(圖五)。有效坍度值如超出參考值範圍，表示應就配比之漿量、水灰比等進行調整以獲致合理之混凝土流動性。 2. 材料分離抵抗性─500mm流度到達時間

此項時間測定即為前述之坍流度驗在坍度錐拉上後開始至混凝土流到直徑為500mm的時間。

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3. 鋼筋間隙通過詴驗─U形或箱形填充高度(mm)

間隙通過採用之U形或箱形基本上區為左(A)、右(B)兩室，中間再以活動隔門區隔，該活動隔門係為柵狀竹節鋼筋作為流動之障礙物(圖六)。測詴方法係先關閉隔間門，將混凝土連續注入至A室頂端抹平後，拉開隔間門，混凝土即會通過流動障礙之B室，充填B室至靜止流動，B室容器底端至填充混凝土上面的高度即為填充高度，用以量測通過鋼筋間隙與自行充填模板之能力。

4. V漏斗流下詴驗法

將鋼製漏斗(圖七)底蓋關閉，混凝土自漏斗上面填滿並括平，括平後10秒內打開排放口底蓋，測定全量排完時間並記錄排放中是否有堵塞現象。量測時間如超出參考值之範圍，表示應就配比之漿量、強塑劑之用量等進行調整，以獲致合理之混凝土黏稠性。 5. 混凝土全量通過性詴驗

為使自充填混凝土運抵工地能確實符合自充填特性，且混凝土在工地不須再取樣可逕行檢驗，東京大學土木系Okamura教授提出如下概念，再由Ouchi博士等發展出詴驗方法。詴驗裝置設於拌合車卸料槽與幫送車間，所有混凝土須注入此裝置(圖八)。若混凝土能流過，此混凝土可被認為具自充填性。若混凝土被此裝置所阻塞，混凝土即未充份具自充填性，其配比須加檢討

(三) 長期之品質追蹤：

高性能混凝土於實驗室中之長期性質（如潛變、乾縮），國內外均有不少之

資料，然現場澆注實體之長期的資料較不易取得，因此特別於本橋埋置量測儀器，並委託學術單位協助辦理長期監測，以觀察現場混凝土之潛變、乾縮、溫度變化、鋼筋與混凝土應力之重分配及整體橋梁縱向伸縮情形。而量測儀器在南北兩線均安裝（圖九），分別量取一般混凝土與高性能混凝土之比較資料，以提供國內學術界高性能混凝土現場實體長期量測資料。

六、 高性能混凝土對構件行為之影響

高性能混凝土為獲取高流動性，並克服鋼筋密集及封閉性空間等構件混凝土不易澆置之缺點，在配比上與一般混凝土不同。雖高性能混凝土之生產與施工已能掌握，惟其硬固後之力學與變形特性如彈性模數、乾縮及潛變係數等，是否會因配比特性而對構件產生不同的影響，則有待加以了解及探討。本節即探討墩柱及上部結構若採高性能混凝土，其彈性模數與乾縮係數與一般混凝土之值有差異

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時其對橋梁構件行為之影響。

(一) 彈性模數之影響

高性能混凝土之彈性模數與一般傳統混凝土比較有偏低之趨勢，為瞭解完工

後彈性模數如果低於結構設計所採之數值，將對橋梁構件行為產生之影響，吾人假設以下四種條件，並依規範規定之各種載重條件進行分析： 1. 上部結構、橋墩及基礎之混凝土強度f’c=420kg/cm2

彈性模數 E= Ec=10628fc?+70310=288000 kg/cm2 2. 上部結構、橋墩及基礎之混凝土強度f’c=420kg/cm2

彈性模數為 E=0.9 Ec=259200 kg/cm2

3. 上部結構、橋墩及基礎之混凝土強度f’c=420kg/cm2

彈性模數為 E=0.8 Ec=230400 kg/cm2

4. 上部結構、橋墩及基礎之混凝土強度f’c=420kg/cm2

彈性模數為 E=0.7 Ec=201600 kg/cm2

經結構分析計算結果獲知，彈性模數愈小者，其有效預力值愈小(圖十及表二)，即當彈性模數變小時，會造成預力損失變大。計算鋼腱預力損失，除摩擦損失外，尚包含乾縮、潛變、彈性縮短及鋼材鬆弛引起之損失等，Ec值越小，彈性縮短越明顯，故造成預力損失越大。

當彈性模數較小，造成預力損失變大，吾人擔心疑慮的是上部結構設計大梁所施加之預力值是否足夠承受各種載重，其橋梁中央點最大彎矩處大梁底部之拉應力值是否會超出規範規定容許值，即完工階段之容許張應力1.2

fc?=24.59

kg/cm2(國工局規定)，而於表二之結構分析結果發現，CASE 1之橋梁中央點大梁底部之張應力值為8.21 kg/cm2，CASE 4之值為4.72 kg/cm2，皆合乎規範規定，且隨著彈性模數之愈小，其橋梁中央點大梁底部之張應力值反而變小。

由於大梁底部應力σ=P/A+Myb/I，其中主要控制因素為大梁之軸力P與彎矩M，四種條件下之各載重軸力相差不大，而彎矩則以CASE 1最大，CASE 4最小，即彈性模數較小時，雖然鋼腱預力損失較大，以致預力所造成之彎矩較小，但溫度脹縮造成變形所引致之力亦較小。造成總彎矩變小(圖十一)，致使大梁結構之張應力值反而變小。

有關撓度部分，經結構分析計算結果，隨彈性模數愈小，橋梁中央點之位移變大(表二)，CASE1時，橋梁中央點之位移為向下1.63公分，CASE 4時其彈性

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模數僅為0.7 Ec，其位移值為向下2.25公分。AASHTO 規定承受活載重所引致之位移須小於L/800，即4000/800=5公分，CASE1時，活載重所引致之位移為向下0.419公分，CASE4時，活載重所引致之位移為向下0.585公分，皆較規定值為小。

(二) 潛變、乾縮之影響

混凝土之乾縮除會影響預力損失外，對結構系統產生之變位變形亦將對構件

造成額外之應力。經搜集目前國內之詴驗數據顯示，高性能混凝土之乾縮情況較一般混凝土為高。本文分別假設當高性能混凝土之乾縮應變量為一般混凝土乾縮應變量之1.26、1.46、1.8、2.46倍時，對橋梁構件之影響，結果如表三所列。分析結果當乾縮應變量增加為2.46倍時，梁中央點之拉應力增加為1.7倍，梁中央點位移增加為1.5倍。

潛變影響部分，依據目前所搜集到日本對於高性能混凝土有關潛變係數之詴驗資料顯示，其潛變係數與ACI建議一般混凝土之潛變係數數值差不多，由此可判斷高性能混凝土潛變對橋梁結構之影響，與一般混凝土差不多，甚至影響更小。

七、 結論與檢討

本橋北上線以高強度之高性能混凝土設計，而南下線則採一般混凝土設計，兩向上部結構係採相同之梁深，相同之斷面。由於相同斷面，故可採相同之模板系統，以增加全案之施工性及經濟性。就上部結構而言，採高強度混凝土雖可提供較佳之容許應力，惟其差異有限，故實用上兩向橋體仍採同等數量之鋼腱。一般預期採用高強度混凝土可減少斷面尺寸及鋼腱用量，則影響有限。至於配筋之考量，由於撓曲斷面之最小鋼筋量需求，高強度混凝土所需之鋼筋量反較一般混凝土為高，與一般預期高強度混凝土較節省配筋並不相符。就本例而言，由於跨徑不大且採一般場撐施工，上部結構部分採高性能混凝土並無法表現高性能混凝土之優越性能。

就橋墩而言，採用高強度混凝土及一般混凝土則有明顯之差異。使用高強度混凝土可減少橋墩斷面尺寸、減少配筋量，基礎之尺寸亦可減少，各項材料之減少約為兩成。值得注意的是，橋墩基礎之配筋量受基礎尺寸影響較大，而受混凝土強度之影響較小，故考慮較經濟之方案，基礎部份可改採一般混凝土取代之。

依據日本及國內目前已有之自充填(高流動性)混凝土的生產紀錄與詴驗數據，高流動性混凝土硬固後之工程力學性質中彈性模數有偏低之趨勢。因此本文以混凝土之彈性模數如果僅為結構設計值之0.9、0.8及0.7倍時，經分析計算結

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前瞻橋梁工程新技術研討會

果，有以下結論：

1. 橋梁中央點大梁底部之張應力值並未因此超出規範規定，甚至因此變小。 2. 橋梁撓度變形部分，隨彈性模數愈小，橋梁中央點之位移變大，但皆較規定

值為小。

乾縮影響部分，依據目前所搜集到國內之詴驗數據顯示，高性能混凝土之乾縮情況可能較一般混凝土為高，經分析結果若當乾縮應變量增加為2.46倍時，橋梁中央點之拉應力增加為1.7倍，橋梁中央點位移增加為1.5倍。因此，就高性能混凝土彈性模數值較低，及長期之乾縮潛變值較一般混凝土為高的問題，若係將高性能混凝土使用在預力構件上，建議應於合約規範中制定規範值。

本文所採設計例為長度僅90公尺之穿越橋，所作分析結果僅適用於該橋梁結構單元，對於不同結構系統、長度較長等其他之橋梁結構，硬固後高性能混凝土之工程力學性質對橋梁構件行為產生之影響，應再個案進一步探討。

本橋雖已設計完成，然高性能混凝土之成敗，乃繫於施工之品管。至於本橋委託學術單位辦理之監測計畫，可蒐集取得高性能混凝土之長期乾縮、潛變性質資料，有助於國內學術界與產業界對高性能混凝土之研究發展，預期將獲得國內工程界之關注與重視。

八、 參考資料

1. Okamura,H.,\ Civil Engineering,University of Tokyo,1991

2. 詹穎雯，'\自充填混凝土\簡介與相關規範'，'自充填混凝土產製與施工'研討會，台灣營建研究院主辦，PP.1-20，89年2月

3. '高性能混凝土設計準則之研訂'，交通部台灣區國道新建工程局，84年11月

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前瞻橋梁工程新技術研討會 圖一、烏日連絡道穿越橋平、立面圖 Ⅲ- 12

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圖二、烏日連絡道穿越橋標準斷面圖 圖三、烏日連絡道穿越橋南下線橋墩圖

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前瞻橋梁工程新技術研討會 圖四、烏日連絡道穿越橋北上線橋墩圖

圖五、坍流度量測

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前瞻橋梁工程新技術研討會

CL把手200CL把手20028020室490280室隔板(厚20mm)490A室隔板(厚5mm)室340680200D10活動隔板(厚10mm)50200D1035353535680流動障礙流動障礙活動隔板(厚5mm)190R=14019035353535障礙R1流動障礙詴料採樣閘門障礙R1流動障礙詴料採樣閘門形 容 器箱 形 容 器填充裝置形狀及流動障礙圖圖六、U形及箱形填充高度詴驗設備

B=51.5cm25cmb=7.5cm7.混凝土詴驗用Ⅴ型漏斗尺寸圖圖七、漏斗流下詴驗裝置

圖八、全量通過詴驗裝置示意圖

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15cm145cm

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圖九、烏日連絡道穿越橋監測儀器裝置圖 橋軸方向 (M) 3800 370036003500CASE 1CASE 2CASE 3CASE 434003300320031000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00100.00圖十、四種CASE有效預力值

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前瞻橋梁工程新技術研討會

2.50E+032.00E+031.50E+031.00E+035.00E+02DLTEN0.00E+00T1T2SUM-5.00E+02-1.00E+03-1.50E+03-2.00E+03-2.50E+03

CASE 1 CASE 2 CASE 3 CASE 4

圖十一、四種CASE橋墩中央點彎矩

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表一、烏日交流道連絡道穿越橋主要材料數量表

項次 項 目 單位 南下線 北上線 備 註 3 1 上部結構混凝土 M1013.84 1013.84* *高性能混凝土 2 橋墩混凝土 M3 166.57 134.76* 3 橋墩基礎混凝土 M3 576.00 475.2* 4 80 kg/cm2混凝土 M3 24.89 20.61 5 預力鋼腱 T 21.09 21.09 6 竹節鋼筋 ,fy=4200kg/cm2 T 312.05 313.84

表二、四種CASE之結構分析計算結果 假設條件 CASE1 CASE2 CASE3 結構分析計算結果 縱向周期(sec) 0.3258 0.3377 0.352 橫向周期(sec) 設計地表水平加速度 Zd(縱向) 設計地表水平加速度 Zd(橫向) 橋樑中央點之鋼腱預力(T) 大梁底部之張應力(kg/cm) 橋梁中央點之位移(cm) 橋梁中央點活重引致之位移(cm) 2CASE4 0.3695 0.2949 0.126 0.153 3133.0 -4.72 2.25 0.585 0.2571 0.137 0.153 3230.7 -8.21 1.63 0.419

0.2682 0.134 0.153 3205.2 -6.95 1.78 0.462 0.2806 0.13 0.153 3173.5 -5.76 1.98 0.516 表三、混凝土之乾縮應變之影響

梁中央點拉應力(kg/cm2) 梁中央點位移(cm)

(乾縮應變量)/(設計乾縮應變量) 1.00 1.26 1.46 1.80 2.46 -8.21 -9.26 -10.11 -11.51 -14.20 1.63 1.76 1.88 2.06 2.41 Ⅲ- 18

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