200703091017預防重於治療


 

預防重於治療

~ 淺談高速鐵路混凝土橋梁之養護 ~

                                                                                                                

前言

『預防重於治療』這句名言通常是用在人體的保健醫學上,它是告訴我們平常即應注意身體的健康,做好應有的保養,以減少病痛的發生。我們也常常發現有不少人,在身體出現了問題後不理不睬,讓小病變大病、大病變沒命。事實上,等到大病發生了才來做治療,恐怕都為時已晚,甚至於藥石罔效,只有結束生命一途。這樣一個永恆不變的道理實際上也是可以用在很多其它方面,它包括了我們國家的百年大計基礎建設上。一項重大的公共工程建設完工後,如果能在使用中,給予定期而適當地保養及維修,我想不但可以發揮它應有的功能之外,一定也能達到它預定設計的壽命。反之,若疏於保養,雖然省了保養及維修費用,但是無辜的使用者大眾隨時都處在危險當中。果真如此,等到發生事故後,花大筆的經費重建一個新的事小,若大型的建設因年久失修,造成嚴重的災難,進而引起國家人民的財產及生命損失,則茲事體大。

在臺灣這樣的案例還不少,例如比較近的是發生於西元20008月下旬,在南部高屏大橋的斷橋事件,即為政府長期以來,不但不重視橋梁的檢查及維修,甚至還縱容不法的砂石業者,在橋梁的安全範圍內﹝上下游各500公尺﹞超採砂石,致使河床下降,橋墩基礎及基樁外露而不察,因此造成此一重大不幸的斷橋事件。我們不得不記取教訓,未雨綢繆。

興建中的臺灣南北高速鐵路工程,自台北至高雄全長330公里,其中主線結構包括了有橋梁、隧道、路堤及路塹工程。由於此項計畫為BOT (Build/Operate/Transfer)案,本公司除了現階段要負責工程的興建之外,未來還有30年的營運期。為了確保營運期間系統的穩定及順暢,自然其主線結構體定期及正確的養護,就是我們一個非常重要和嚴肅地課題。

我們知道在整個高鐵工程中,橋梁結構的長度有242公里,幾乎佔了主線總長度四分之三的比例,公司的高級管理階層,有必要針對完工後橋梁的養護,及早規劃、設計,並提出因應執行方案。筆者有幸自19841989年間,曾經奉我國政府交通部之派,參與了中華民國交通技術服務團 (Chinese Highway Mission),在沙烏地阿拉伯王國的交通部,擔任橋梁養護工程專家五年。沙國公路橋梁的養護系統,是由美國聯邦公路總局 (FHWA) 所協助建立的。服務期間除了參與例行每三年一次的全國5000座以上的橋梁及箱涵的現況調查外,平常即針對全國13個省40家承包商,所做的橋梁養護工作予以Monitoring、定期報告的Review & Comments、審查特殊及超重車輛行經路線跨越橋梁之許可、全國橋梁養護工程檔案與系統的建立與更新、協助沙國年青工程師之培訓,以及特殊事故的調查與報告,可以說是跑遍了大『漠』南北。雖然,公路橋梁與鐵路橋梁在設計上所考慮的載重因素不一樣,事實上,兩者在施工及養護的原理上是大同小異的。筆者在此願意就個人在沙國,短短數年的橋梁養護經驗,提出一些淺見,以供公司的決策階層作參考。

 

橋梁養護的重要

我想有不少人可能並不知道,橋梁結構的狀況在它完工通車的一剎那,它的壽命就開始倒數計時了,由於這種變化的發展是漸漸地,所以不容易引起一般民眾的注意。前面提到高鐵工程中之橋梁結構,佔了主線總長度的四分之三,是個相當大的比例。未來通車以後,若能將定期而正確的橋梁養護工作做好,相信不但可以增加行車的安全及順暢,造福社會大眾。同時也能保證營運的品質,減少營運的風險,進而維護公司的信譽。另者,高鐵結構的設計壽命為一百年,假若在本公司營運的三十年當中,都能作好應有的保養及維修,我們相信在三十年後移交給政府時,它仍然是一條年輕而充滿活力的高速鐵路。

筆者為了讓大家認識橋梁養護的重要,引起公司決策階層對橋梁養護的重視,特撰寫本文,提出『預防重於治療』的觀念。並且,若能藉此機會帶動公司內部的有識之士,或有興趣的同事間對此議題的相互討論,則吾願足矣。

 

橋梁養護的分類

講到完工通車後營運期間橋梁之養護,若就執行的策略來看,則可分為Preventive MaintenanceRoutine Maintenance兩種。前者為針對比較受到嚴重損毀的橋梁,或年久失修的橋梁,每年編列一定的預算,按照個案的輕重緩急,發包進行大修或重建工作,此為『治療』的觀念。這個情況在高鐵通車營運的初中期,應該不容易發生,故暫勿需考慮,筆者將另外撰文討論。後者Routine Maintenance,則是指主管單位為確保營運之順暢,平常就要做好橋梁的各種保養,亦即要有『預防』的觀念,才為橋梁養護真正的治本之道。若未能做好Routine Maintenance的工作,相對地一定會造成Preventive Maintenance費用的增加,反之亦然。本文即針對混凝土橋梁的Routine Maintenance工作,作一概略性簡明扼要的說明。

 

混凝土橋梁的養護

橋梁的養護,在設計及施工階段即應作充分地考慮;諸如上部結構混凝土箱型梁之支承墊,應為可調整及可抽換式、維修橋梁外觀的設備若無法從地面直接到達,即應考慮適當的胸牆 (Parapet) 與電纜槽 (Cable Trough) 設計,以便未來維修時安裝跨越式吊架 (Movable Gantries)之用,以及箱型梁之底版在每100公尺範圍內,應設有一個適當尺寸之開口(Openings),以便未來進出箱型梁內清潔維修之用等,均已於本工程合約文件第9冊設計規範中有所規定。

高鐵工程的橋梁除了極少部分上構為鋼製,或為鋼梁加混凝土橋面版之合成橋外,幾乎全為混凝土製造,且為標準型式的單孔箱型梁。一般來說,混凝土製造的結構,都會隨著時間演進慢慢的老化,例如軌道下之道版若排水性不佳,或因洩水孔遭髒物堵塞,經過數個雨季,恐怕就會造成道版長時間的泡水,加之外力的影響,而使混凝土的表層開始惡化,甚而剝落,以致鋼筋生銹,造成此結構物不堪使用。又如,傳遞上部結構重量至下部結構之支承墊,若有髒物侵入,或堵在伸縮端的一旁,造成上部結構無法隨著溫度的改變,或活載重的加入,而正常地伸縮,極有可能使得上構大梁及下構帽梁之一,或兩者均遭到破壞。再如,雨季過後跨越河川橋梁的墩柱,可能河床遭洪水嚴重沖刷,以致橋墩基礎甚至基樁裸露,若未能及時發現予以補救,等到事態嚴重,則何時斷橋誰也無法預料。

因此為了避免上述等因素造成對混凝土橋梁的損害,定期而例行的檢查及保養 (Routine Maintenance),就非常的重要。至於什麼叫做Routine Maintenance?根據美國聯邦公路總局相關規範的解釋,就是指對橋梁結構一般日常的檢查及保養;它包括了檢查、清潔、加固、調整、更換,及小型的修補等工作。更進一步的說明,所謂定期的檢查及保養,可依結構構件 (Members) 之重要性及其容易檢查性,自下部結構至上部結構,分為每日檢查、每週檢查、每月檢查、每季檢查,以及至少每三到五年一次的全國橋梁大普查,評估橋梁之最新狀況等。其檢查項目則除混凝土結構體本身惡化與否之外,舉凡橋梁結構所附屬之構件;電桿、號誌、隔音牆、伸縮縫、抗剪力塊、支承墊、防脫軌牆、胸牆、電纜槽、排水管路、橋墩、橋台、接地線,甚至連路權的巡視及橋梁所跨越之水路等均應包括在內。在定期檢查的同時,也作一些例行的清潔,及簡易的維修保養工作,使得問題及早發現,並立即排除,以降低維修或重建之費用。

 

橋梁養護的執行

目前臺灣所有的公路及橋梁養護,幾乎全由各級政府主管機關所屬的養護單位來負責,很少聽說是交予民間專業的承包商來執行。我想這個問題類似我們目前政府公營事業的民營化一樣,為了降低成本、增加效率,及提昇品質,這是個潮流和趨勢,未來高鐵通車營運後之橋梁養護,筆者建議亦應發包給專業的營造廠商來施作。而本公司之維修部門,在通車前可委託專業顧問公司蒐集資料,訂定相關規範及標準作業程序書。於正式營運後,則只要擁有適量的專業及管理人員,專心地負責養護工程的規劃及監督管理即可。

無論未來通車營運以後之養護工作,是由本公司所屬的養護單位,抑或交予專業的承包商來執行,我想組織的管理及人員的訓練都是非常重要的課題。尤其是人員的訓練,因為人員的素質決定工程的品質。

人員的訓練,先從用人資格的確定開始,經審慎篩選後,即應告知其職責為何、認識養護常用之機具設備,及個人進入工地應注意之安全。再者,介紹各型橋梁之構造、其所使用不同之材料、營運中外力對結構體可能發生的力學行為,及對結構構件可能造成的破壞或問題。最後,要讓所有參與橋梁養護的工作人員,瞭解如何進行檢查工作、如何判定缺點類別、如何填寫報告,及報告內容數據所顯示的意義為何等,均為主其事者不得不考慮的訓練項目。

 

結語

綜合上述說明,我們瞭解到高鐵工程完工通車後,橋梁養護對維持正常營運的重要性。進而筆者透過簡明扼要的介紹,使讀者對混凝土橋梁的養護,有個概略性粗淺的認識。最後,建議公司未來高鐵橋梁結構的養護維修工作,可考慮交由專業的營造廠商來執行。

高鐵工程清新的形象,這幾年在台灣的工程界,已經造成了社會上一陣旋風,除了引進全新進步的施工法之外,更開創了多項工程及合約管理等先進的觀念及措施,這一路走來的表現,可說是為政府推動BOT案,立下了良好的典範。

我們期待在未來漫長的營運及維修歲月中,台灣高鐵更能帶動國內工程界尚未成熟的『預防重於治療』的養護觀念。使得台灣西部這條全新的交通動脈,能正常順暢的營運,提昇國人前所未有的「行」的品質,造福我們社會大眾,以達成政府、投資企業家,及社會大眾三贏的結局。

 

參考資料

AASHTO – MAINTENANCE MANUAL

DOT/FHWA – BRIDGE INSPECTOR’S TRAINING MANUAL  70

 

《全文完,共四頁  2003/03/28 于新竹》

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I, a sincere and diligent man, was born in Nanjing, China and grew up in Kaohsiung and Taipei, Taiwan.
I graduated from a certain university in Taiwan and earned a master degree in civil engineering from an American University. I have ever been a civil engineer for more than thirty-eight years which including 5 year experience of bridge maintenance in the Kingdom of Saudi Arabia. Fortunately I had joined some of very famous bridge construction projects in Taiwan, such as Guan-Du highway bridge in Taipei and Bih-Tan bridge of second Freeway in Hsin-Tien city. In the years from 1997 to 2009 I had worked with Taiwan High Speed Rail, which has ever been the biggest BOT project in the world. Recently since May of 2010 until the end of 2013 I joined in China High Speed Rail project with a Germany consultant company (DB International) in Zhejiang province.
I am a man who will try hard to succeed and will not give up when I set a goal.
Reading, walking, playing basketball and listening music are my major hobbies at my leisure. In the mean time, I like to make friend with and talk various topics with the person who is from any place of the world.

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