200703091149台灣高速鐵路土木工程C215標全跨徑橋梁預鑄吊裝工法簡介
台灣高速鐵路土木工程C215標全跨徑橋梁預鑄吊裝工法簡介
1. 本標工程概要：全長40.46公里，其中包括；
l 高架橋梁30.07公里。
l 車站引道明挖覆蓋段3.61公里。
l 鑽掘隧道6.78公里。
2. 第二橋梁段V2：自桃園中壢至新竹湖口 (里程44K ~ 64K) 約20公里長，上部結構橋梁採用全跨預鑄吊裝工法 (PSM)。
3. 全跨預鑄吊裝工法介紹：
l 預鑄場設置。
l 預鑄箱型梁生產。
l 預鑄箱型梁運輸及吊裝。
4. 預鑄場設置：本標承商向內政部於高鐵桃園車站特定區靠近高鐵主線的地方 (大約里程44K+150附近) 租賃一塊約五公頃的土地，做為預鑄場用地。預鑄場之配置大致如下：
l 鋼筋加工場：鋼筋採購時即考慮訂尺合約，可減少現場儲放空間及加工工作。
l 鋼筋樣架區：大梁鋼筋籠在此區域組立完成。
l 預鑄床模組區：此區域工作包括大梁混凝土澆注、蒸汽養生及施拉先拉預力。
l 後拉區：大梁完成後吊運至此區域施拉後拉預力。
l 預鑄梁暫存區：大梁在此區域做最後之整理及等待運至現場吊裝。
l 胸牆預鑄場：橋梁兩側之預鑄胸牆在此區域施做及養生，並等待由拖車運至現場吊裝。
l 專用預拌混凝土工廠：由國內知名的國產實業公司設立；除了架設管路直接供應預鑄場大梁生產線所需之混凝土，若有需要也同時經由卡車將混凝土運往本標範圍內的其他工區。本預拌廠每小時可生產100M3混凝土，每支大梁約需混凝土280 M3，本預拌廠之水泥及骨材最大儲存量每天可澆注兩支大梁。
5. 預鑄箱型梁生產：從大梁鋼筋加工至混凝土澆置完成後之蒸汽養生等工作，全部於預鑄場內之幾條生產線一氣呵成。其詳細施工程序如下：
l 鋼筋加工及鋼筋籠組立：訂購一定尺寸的鋼筋運至現場，再予以適當的加工。由於梁頭與梁身的大小不一，梁頭3公尺長的鋼筋籠需另外組立，再吊至鋼筋樣架區與梁身的鋼筋籠組合成大梁的鋼筋籠。
l 鋼筋籠吊放：在鋼筋籠進入固定模床前應先清潔模板，並塗上有利於脫模之潤滑油，和完成大梁支承墊預埋配件之安裝。然後利用兩部各55噸同步移動之門型吊車，將鋼筋籠吊放至固定模床。
l 內模定位及封模：當內模於等待區整備完成後，藉由一支有油壓動力的大鋼梁緩緩將內模移動至鋼筋籠內，並利用油壓臂桿將可內摺之鋼模伸展調整至設計位置。
l 先拉法施拉預力：於澆注混凝土前利用兩組單槍式千斤頂設備，將位於大梁底版的98條鋼鉸線逐條施拉預力。
l 混凝土澆置：對鋼筋及模板做完最後之檢查後，即可開始澆置混凝土，其順序為先施打箱型梁之底版，再澆置兩側之腹版，最後是頂版。混凝土施工是由兩部幫浦經預設管線將混凝土壓送至大梁模床內，施工中除有工人手持震動棒外，另於固定模床之內外模上設有多處震動機，以提昇混凝土品質。混凝土澆置完成前，頂版再以整平機將混凝土整平。
l 蒸汽養生：為使混凝土之設計強度早日達到，混凝土澆置完成後，大梁各個面向均設有多支通氣鋼管及噴口，四周再以帆布覆蓋封閉，開始由常溫均勻加溫至最高攝氏85度止，並持續10小時的蒸汽養生。
l 模板脫離：將外露之先拉預力鋼線切斷，放鬆固定模床之外模，利用兩部各385噸之重型門型天車同步將大梁與內模一塊吊至後拉預力施拉區，此時內模亦可自大梁中退出重新整理。
l 後拉法施拉預力：大梁兩側腹版各有兩束後拉預力，預力施拉完成後開始切斷外露之鋼線，接著將預力管線灌漿及封梁頭。
l 預鑄箱型梁存放：大梁完成後即將其吊往暫時儲存區依序存放，準備運往現場吊裝。
6. 預鑄箱型梁運輸及吊裝：利用一部價值1億台幣、重380噸、長70公尺，及前後各8個3公尺高的輪胎的運吊梁工作車，將預鑄好的大梁自預鑄場經由一連接主線之300公尺長10公尺寬80公分深之鋼筋混凝土便道，及已完成之橋面運往吊放位置安裝。當然，這中間需透過精密的測量，來檢核相關結構之尺寸及高程，以定出正確的吊放位置。其施工作業步驟如下：
l 運吊梁工作車運梁至起吊位置，跨上下導鋼梁承載盤上之千斤頂，頂升前輪離開橋面，千斤頂扣上安全護套。(運吊梁工作車在儲梁場是橫向行走，當其準備將大梁自預鑄場運往吊放位置前，需經由兩座混凝土支柱，將前後輪軸轉向90度，始得將運梁車開往現場。運吊梁工作車載梁去程之速度限制為時速5公里。)
l 啟動承載盤及運吊梁工作車後輪動力，運吊梁工作車將大梁沿下導鋼梁向前推進，當運吊梁工作車移動到大梁應安裝位置後固定之。(當運吊梁工作車將大梁運至吊放位置前，現場有一支長80公尺之下導鋼梁，配合運吊梁工作車吊放大梁至設計位置。)
l 鬆開下導鋼梁之後支架，然後下導鋼梁利用其自主動力向前移動。
l 當下導鋼梁移動挪出預定吊梁的空間後固定之。
l 運吊梁工作車開始慢慢地放下大梁至設計位置。
l 此時大梁暫由墩帽上八個各350噸之千斤頂臨時支撐。
l 下導鋼梁後退約8公尺至後支架固定於墩帽上，此時運吊梁工作車亦後退至已吊放完成之橋面上。
l 降下下導鋼梁承載盤上之千斤頂，運吊梁工作車前輪則降回橋面。
l 運吊梁工作車駛返預鑄場。同時，下導鋼梁之兩個動力支架分別移至下一座橋墩。(空車回程時速可達10公里)
重複前述之運吊梁工作步驟，進行下一跨吊裝作業。
7. 全跨預鑄吊裝工法討論：
7.1 本工法特點：
l 預鑄場內生產箱型梁，品質穩定，人力及物料管理容易。
l 施工步驟為循環作業，設備可重複使用，節省人力，降低成本。
l 週期性之施工，進度易於掌控。
l 箱型梁生產作業不受天候影響，可維持穩定產量。
l 若遇工期嚴重延誤時，可增設生產線因應。
l 設備操作程序明確，減少不必要之工安事故。
l 利用已完成之橋面運送及吊裝箱型梁，對於施工周圍可減少干擾，並降低環境污染。
l 施工期間對臨時用地需求較小。
l 主要施工機具來自國外，需注意機具維護及後勤支援作業。
7.2 建議以後類似工程考量因素如下：
l 預鑄場應及早規劃與取得用地，以利早日開工。
l 預鑄場廠址應選擇靠近路線及接近路線中間點的位置。
l 進口機具設備及材料應及早採購。
l 施工設備之選擇應考慮操作方便及安全性。
l 預鑄場內相關工作面應詳細規劃，以免影響吊梁前進通路。
l 建立健全之工作介面協調機制。
l 若跨越河川及鐵公路之施工，宜配合相關法規儘早提出申請，以免延誤工期。
8. 完畢。
