國道彰化二、四號高架橋

1、–86–土木水利第二十八卷第四期國道彰化二、四號高架橋大斷面預鑄節(jié)塊設計及施工陳國隆1丁介峰2摘要國道第二高速公路通過彰化縣境部分，受限都市土地開發(fā)密集，因此路線沿烏溪南岸採高架橋方式與河堤共構(gòu)，又為配合河堤旁地方計畫道路之興建，高架橋橋墩設置空間僅餘堤防坡趾處，結(jié)構(gòu)因而必須採雙向共構(gòu)之單柱橋墩方式。其中彰化二號高架橋及彰化四號高架橋分別為2870公尺及2052公尺，總長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用預鑄節(jié)塊工法施工。本兩座橋由於橋面寬達32.2公尺，節(jié)塊斷面寬度為目前所知國際上以本工法施工之最大斷面，在設計及施工技術(shù)亦有其特殊考量之處，本文將對彰化二號及彰化四號高架橋之規(guī)劃擬定方案、設計考慮事項、施工研擬對策，作一討論。1交通部臺灣區(qū)國道新建工程局結(jié)構(gòu)組副組長2交通部臺灣區(qū)國道新建工程局結(jié)構(gòu)組幫工程司一、工程概述國道第二高速公路(以下簡稱二高)自臺中縣大肚鄉(xiāng)跨越烏溪後，進入彰化縣和美鎮(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(以下簡稱本路段，並請參見圖1之路線示意圖)因受限都市土地開發(fā)密集，為減少用地徵收、環(huán)境阻隔以利地方發(fā)展，並減少對水鳥保護區(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)位外均採行高架方式設計，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畫道路之興建，高架橋橋墩設置空間僅餘堤防坡趾處，結(jié)構(gòu)因而必須採雙向共構(gòu)之單柱橋墩方式。為達成儘速改善中部地區(qū)運輸路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，促進區(qū)域

4、發(fā)展之目標，本路段預定完工時程必須儘量縮短工期以配合二高其他路段之完工通車時程，又考慮彰化二號高架橋及彰化四號高架橋，橋梁結(jié)構(gòu)型式斷面均一，且橋長分別為2870公尺及2052公尺，已達預鑄節(jié)塊工法施工之經(jīng)濟規(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鑄節(jié)塊工法施工。本工程於88年8月發(fā)包，由啟阜建設工程股份有限公司得標，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九十一年二月，第86–95頁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鑄節(jié)塊工法施築，路線雙向橋面之橫坡應設為同一平面，以利節(jié)塊鑄造。2.1.2橋梁造型：此兩座橋之跨度採45公尺標準跨度，為配合現(xiàn)地條件、整體景觀及縮短工期，設計顧問研提三個橋梁造型方案分別為「雙向共構(gòu)五箱室預鑄預力混凝土箱型梁」、「雙向分離單箱室預鑄預力混凝土箱型梁」、「雙向共構(gòu)單箱室預鑄預力混凝土箱型梁配合鋼

6、管斜撐預鑄懸伸版」，其方案詳細說明如表1，並示意如圖2。就景觀、耐久性及施工工期比較項目中，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)性能符合設計規(guī)範要求，並無安全之顧慮，此外，造價雖略昂於方案二，但若能及早完成二高通車目標，用路人時間、行車成本效益應可超過此一金額，因此採用方案一之上構(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)五箱室預鑄預力混凝土箱型梁，懸臂部分為拋物線曲

7、線。雙向分離單箱室預鑄預力混凝土箱型梁。雙向共構(gòu)單箱室預鑄預力混凝土箱型梁核心，鋼管斜撐預鑄懸伸版加寬版面。上部結(jié)構(gòu)施工方式預鑄節(jié)塊逐跨或懸臂施工。預鑄節(jié)塊逐跨或懸臂施工。預鑄節(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，柱頂部分漸變擴大承接上部結(jié)構(gòu)。基礎型式井式基礎或展式基礎井式基礎或展式基礎井式基礎或展式基礎結(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，但預鑄懸伸版鋼管斜撐養(yǎng)護較不易，耐久性最差。景觀簡潔優(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