台湾校前路钢拱（单肋钢管）跨越桥设计与施工

一、前言
国道1号杨梅收费站以北路段，地势属杨梅台地，系采路堑方式通过。杨梅镇之校前路因高速公路之阻隔，系采桥梁型式跨越，桥梁落墩于高速公路两侧路堑边坡，桥址位于国1里程70k+900处。为配合国道1号五股杨梅段拓宽工程南端汇入平面后高速公路双向拓宽需求，现有校前路跨越桥及邻近之自来水管桥必须拆除，合并改建为单一跨度60公尺之跨越桥梁，一般简支梁桥并不适用，经研讨后，特采国内首座中央单面钢管桁架拱桥设计，同时形塑为五股杨梅段拓宽工程入口门户意象。改建前桥址平面区位图及拓宽改建后桥型示意如图1及图2所示。

▲	图1 校前路跨越桥改建前平面区位图

▲	图2 校前路跨越桥拓宽改建后透视图

新建之校前路跨越桥采中央单面钢管桁架拱桥型式，主要藉由中央单面钢管桁架拱体以吊索悬吊主梁构成全桥劲度骨干，在拱体稳定及组成构材强度足够条件下，整体系统仍类同于简支梁，只要托承于两端支承处，即可做搬移之动作。除桥型特殊外，校前路跨越桥之施工方式亦不同于传统工法系采用顶升横移工法施作，此前中山高员林至高雄段拓宽工程即有多座跨越桥因拓宽需要改建，利用新桥为旁侧改道桥梁，拆除旧桥后，顶升横移新桥至原跨越桥中心轴线及新净空高度后完工通车。此种顶升横移工法施工期间，不必加设临时便桥、中断交通时间甚短(仅移桥时间)，是此工法之最佳效益，本案即据此经验，应用于校前路跨越桥改建工程中。
二、桥梁设计
2.1整体考量
% @- x2 X# a  [4 l, {' P校前路钢拱跨越桥之设计阶段之整体考量摘要说明如下：
1.国道1号五股杨梅段拓宽工程进入杨梅台地，基于形塑门户意象，桥型设计考量景观意象。
2.桥梁设计之景观考量兼顾地方及主线用路人之观点。
3.配合五股杨梅段拓宽工程南端汇入平面后高速公路双向拓宽需求，避免主线上设置桥墩柱，必须以单一跨径因应，除结构设计顾及安全稳定之外，桥梁区位、尺寸尚充份考量未来增设上、下匝道交通运转需求，预留拓宽可行性及载重容量。
4.避免跨越桥拆除期间中断交通而绕远道，同时节省临时便桥之工程费，新桥将先建于旧桥南侧作为拆桥阶段之改道利用，待旧桥拆除后，新桥将以横移工法北移至原校前路跨越桥中心，恢复原交通轴线。
% N# ?5 ~3 {8 w4 @5 I& p8 C2.2桥型概述
校前路钢拱跨越桥为双向共构桥梁，桥面全宽24.5公尺，标准断面配置包含双向四车道、中央分隔及两外侧人行道，分别为外车道宽5.0公尺，内车道宽3.5公尺，两外侧人行道各宽1.5公尺，含内、外侧之混凝土护栏、中央分隔带、单侧自来水管及两外侧透明防护网。
" z0 O; ]7 W" l2 m跨越桥上部结构包括7支纵向主梁(第一阶段改道通车仅中间3支钢箱梁桥宽13.9公尺，移桥后配合增设上、下匝道拓宽拱桥左右外侧再加各2支I形梁，成全宽24.5公尺)，梁深1.5公尺，每隔约4.5公尺以横梁串连，中央钢管桁架拱体则以3支直径508mm之主要钢管，分上下两层以二次抛物线形，与其他次要钢管斜撑组成，跨径60公尺，拱高12.5公尺，配置10支垂直吊索；下部结构为两端桥台，采重力式桥台设计。桥梁立面如图3所示，标准断面如图4所示。

▲	图3 桥梁立面图

▲	图4 桥梁标准断面图

3 m! C8 R6 L% S6 I' N三、桥梁施工
0 o- j+ S5 ?4 g* D4 [& |$ B" i3.1施工流程说明
校前路跨越桥之改建，若采用以往先拆旧桥后建新桥之方式进行，势必会对当地既有交通造成严重影响，为了降低施工期间对交通造成冲击，本工程采用先建新桥后拆旧桥的方式进行。首先，先将原有水管桥往南移设并将原有水管桥拆除，再于原桥南侧与新水管桥间建立新钢拱跨越桥之上部结构，作为原桥拆除后交通通行之用，等到原桥拆除并新建桥台后，再将新桥上构以顶升横移方式移至定位，最后进行钢桥拓宽作业及将自来水管迁移至新桥南侧人行道上。施工作业流程图如图5所示，俯瞰模拟如图6所示。

▲	图5 校前路跨越桥施工作业流程

▲	图6 拓宽改建作业流程俯瞰模拟 ' o7 b# R* B3 H4 ?$ L$ d

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3.2顶升横移工法
为减少对中山高及校前路地区道路交通冲击，及缩短施工时程，本工程参考[1]、[2]工程先例，采用顶升横移工法，将临时桥台上部钢拱桥于A1、A2桥台分别顶升约1.5、1.0公尺后，往北横移13.1公尺至新建永久桥台之原校前路跨越中心轴线定位后下降，施作盘式支承及伸缩缝换装作业，立即恢复原交通动线，再进行后续钢拱桥拓宽作业。
9 ^6 B6 ^+ @3 m0 }; z9 x顶升横移工法施工过程可概分为顶升作业、横移作业及下降作业等三步骤，施工流程如图7所示。

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▲	图7 顶升横移施工流程图[3]

" F) A; J* f- k% P( q" {3.3现场施工概况
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% ~2 s  Z3 u$ T# {* M* o* M校前路跨越桥之改建，自100年2月开始进行新水管桥施工作业，至101年9月17日工程完工开放车辆通行，历时约1年半时间，现场施工重要大事记整理如下列。为减低对当地交通冲击，本次顶升横移施工单位仅利用周六、日暂时封闭校前路，于102年9月14日夜间10时封闭校前路开始顶升横移作业，并按照计画准时于102年9月17日早上6时完工开放车辆通行。
2 t3 p! }/ P6 j+ b100年02月22日
进行新水管桥吊装作业(如右图8)

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100年03月20日
4 Z1 P8 d4 r; f/ B; _进行旧水管桥拆除作业

100年10月12日
7 L, |6 w- e2 [, Z" E. d6 u! m4 O/ w" N进行上部结构钢箱型梁吊装作业

" Z7 F& U. F* V  e5 N' y: h. E100年10月14日
进行上部结构钢管桁架吊装作业(如右图9)

: c# M% n' x- F  r/ }9 c101年02月29日
新建跨越桥完成，车辆改道至新建跨越桥(如右图10)

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0 W2 D$ s+ O/ `4 q9 l4 j) N" o101年03月01日
, {) Z. H) O* X1 M0 l9 c4 J" v旧校前路跨越桥拆除工程(如图11)

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101年09月14日
7 W! |  n- M& z! Y夜间10时封闭校前路，进行上部结构顶升横移作业(如右图12)

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0 f" V$ v/ ^1 K0 m6 I  i; P; G, c101年09月17日
早上6时工程完工，开放车辆通行(如右图13)

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▲ 图8 自来水管桥迁移 ▲ 图9 新建跨越桥简支钢管桁架

▲ 图10 新建跨越桥临时交通改道 ▲ 图11 旧桥拆除作业

▲ 图12 上部结构顶升横移作业 ▲ 图13 跨越桥通车后状况

0 w0 W: k' z7 d* x, g9 y# ?四、结语
! ^  [$ e/ O+ \" y- [校前路跨越桥之中央单面钢管桁架拱桥型式于国内系属首次采用，桥型造型特殊，除能满足结构功能上之需求，而且塑造了五股杨梅段拓宽工程之门户意象，具地标景观意义，提供用路人较佳之视觉感受。
本跨越桥采用顶升横移工法，施工期间除无须施筑临时跨越便桥，减少工程费用外，对于当地校前路及中山高速公路之交通冲击影响，亦可减至最低，本跨越桥顺利施工完成，日后可作为高速公路跨越桥改建甚佳之参考案例。
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) {( \+ I4 \- v  ~) G. q9 {# ]4 U+ I五、参考文献
4 z* G: _$ G) R& L: A[1]交通部台湾区国道高速公路局拓建工程处96年度年报，「桥梁上构横移工法报告」，台湾，第336-363页(2007)
[2]萧兴台;蔡东宪;李健成;杨慕忠;黄沛群;苏明顺，「钢箱型梁桥推进与横移工法之施工规划与控制」，结构工程，Vol.23 No.1, pp. 115-130, Mar(2008)
$ ~7 q$ p0 M% j+ q% r% F[3]大陆工程股份有限公司，「校前路钢拱桥顶升横移施工计画书」，(2011)