大跨径单斜拱肋钢拱桥之应用—以汐止联络道桥为例.pdfVIP

大跨徑單斜拱肋鋼拱橋之應用— 以汐止聯絡道橋為例 張志斌／台灣世曦工程顧問股份有限公司，第一結構部副理 溫俊明／台灣世曦工程顧問股份有限公司，第一結構部正工程師 張容慈／台灣世曦工程顧問股份有限公司，第一結構工程師 蔡建民／台灣世曦工程顧問股份有限公司，第一結構部正工程師兼工務所主任 林曜滄／台灣世曦工程顧問股份有限公司，總工程師 摘要： 一般拱橋依照橋面位置可區分為上路式、下路式及半穿式三種，而下路式拱橋之拱肋可以採用 單拱肋、雙拱肋、雙變單拱肋或單斜拱肋等多種型式。國內的上路式及半穿式鋼拱橋大多位於山區， 跨越河道山谷連接兩地交通，而都會區中的大跨徑鋼拱橋大多採用下路式，以銜接市區道路。近年 來，隨著橋梁景觀及其地標效果逐漸受到重視，逐漸發展出許多嶄新創意的橋梁型式。 單斜拱肋因採不對稱之拱肋配置及單拱形式，所以在結構設計上需要考量的細節相對複雜許多， 汐止聯絡道橋所採用的單拱肋鋼拱橋即為一種在結構型式及力學行為上均有別於傳統拱橋的橋型， 本文將以改建的汐止聯絡道橋為例，詳細介紹橋拱相連單斜拱肋鋼拱橋的橋型配置、力學特性及施 工過程，冀可供日後工程界相關工程之參考。 關鍵字：鋼拱橋、單斜拱肋、不對稱鋼纜配置 一、前言 拱橋之發展可追溯至 ş Fabricio Bridge Adana Ta köprü. Bridge 數千年前，人類祖先早已知 用石材堆砌成拱型橋體，歐 洲古羅馬時期也均以拱結構 建造較大跨距之橋梁與建築 物，如圖 1 ，所以拱橋之發 展歷史悠久。到了十八世紀 工業革命後，孕育鐵、鋼材 料之出現，也開啟人類建造 Saint-Bénezet Bridge Vecchio Bridge 鋼拱橋之思維，世界第一座 鐵橋誕生於英國，如圖2 。 拱橋的受力行為，主要係將 原本僅由主梁承受載重的受 力結構，轉換成主梁及拱肋 來共同承擔，一般拱橋適合 跨度為40M 至550M ，合理 圖 1 古羅馬時期尚存在之拱橋 ( google, 2016 年 )[1] 38 技師期刊 75 大跨徑單斜拱肋鋼拱橋之應用—以汐止聯絡道橋為例 經濟的拱高與跨度比介於 1/6~1/8 間，依照橋面 不平衡力過大而降低橋體之穩定性。汐止聯絡 位置可區分為如表 1 之上路式、下路式及半穿 道橋所採用的單拱肋鋼拱橋即為一種在結構型 式三種。國內的上路式及半穿式鋼拱橋大多位 式及力學行為上均有別於傳統拱橋的橋型，本 於山區，跨越河谷連接兩地交通，如台 14 線雲 文透過單斜拱肋的配置以及不對稱的鋼纜索力 龍橋及台 18 線芙谷莪橋；而都會區中的大跨徑 變化，來說明其力學特性及施工過程。 拱橋大多採用下路式，可避免路面抬高太多， 位於新北市汐止區的汐止聯絡道橋，跨度 以銜接市區道路，如新北市的江北二橋及新長 為 119 公尺，橋址因南岸上游側無足夠腹地， 安橋等。下路式拱橋之拱肋可以採用單拱肋、 且鄰近歷史建物，由於橋梁寬度僅11 公尺，故 雙拱肋、雙變單拱肋或單斜拱肋等多種型式， 規劃時採用結構系統特殊之單斜拱肋鋼拱橋， 下路式拱橋最大的優點是可將主梁的深度大幅 拱肋採拋物線線形由北岸上游側橫越河道及橋 降低，增加其橋面下方淨空間。近年來，隨著 面至南岸下游側，結構系統特殊、造型簡潔優 橋梁景觀及其地標效果逐漸受到重視，逐漸發 美，有別於其上游側及下游側多座之拱橋橋型。 展出許多嶄新而有創意的橋梁型式。 本橋將拱肋端部與主梁連接，