第1392期-以南鐵計畫C214標工程中華陸橋為例鐵路地下化之橫交陸橋托底-施工經驗分享

方至楷監造工程師/台灣世曦嘉南工程處

何財慶監造主任/台灣世曦嘉南工程處

廖敏松計畫經理/台灣世曦嘉南工程處

吳宇宙段長/鐵道局南工處第五工務段

一、前言

臺南市區鐵路地下化計畫(簡稱：南鐵計畫)，全長約8.23公里。其中「C214標南臺南站路段地下化工程」，北起UK360+315，與「C213標林森站路段地下化工程」相銜接，南至UK363+530(大林平交道南側)，全長3.215公里。主要施工項目，包含隧道、引道結構，設有南臺南通勤站一座，全線採明挖覆蓋工法，範圍內計有陸橋1座及平交道5處，其中「中華陸橋」，位處省道台1線，如圖1，車流量極大，可謂臺南市交通樞紐，因此如何於鐵路地下化施工期間，降低交通衝擊，確保用路人安全暨權益，並兼顧施工推展，確屬應審慎思考課題之一。

中華陸橋，係橋面寛20公尺之6線道陸橋，且落墩於鐵路地下化隧道施工範圍內，在考量不封閉陸橋前提下，又能執行地下化工程作業，「陸橋托底工法」，即為本計畫採行之施工方案。

二、陸橋托底施工程序

托底工法，係藉由托底暫撐鋼架設置，將中華陸橋載重移轉至已完成之擋土連續壁，再將陸橋既有下部結構破除、及保留接續柱筋，並建置與連續壁共構之托底板及銜接墩柱，最後再將陸橋載重移轉，由新建托底板及墩柱承受，俾遂行接續結構開挖及隧道結構施工，施工程序，如圖2。

三、鋼架系統設置及施工

托底暫撐鋼架之製造及設置，先彙整中華陸橋竣工圖資、現地條件及施工程序等，再進行結構分析及製造。因陸橋與本計畫線型呈斜交狀態，故應於事前詳細量測現地資訊，納入結構分析及製造圖，俾減少後續現地組裝之誤差。

暫撐鋼架吊裝時，因受限於作業腹地空間及高度等條件，應於事前檢討吊裝程序，確認配合人、機及料，並於組立完成後，逐一檢視構件接合情形，俾確認後續載重移轉施工之安全。

四、頂昇、陸橋監測系統作業執行暨處置對策

陸橋托底轉載施工，共分為二階段。

階段一，係透過頂昇系統將橋梁重量轉移暫撐鋼架並傳遞至兩側連續壁，此階段頂昇系統，係由8具300T油壓千斤頂組成，預計加載至1,200T預力，分14階次之加、減壓進行，前12階逐步加壓至1,400T預力，後2階逐步減壓至1,200T預力，每階完成後，暫停10分鐘，進行外觀檢視暨確認各監測變位發展趨勢。

階段二，於暫撐鋼架與托底板間設置回撐鋼柱，再藉由4具600T千斤頂，對托底板分12階施加預力，每階段10%橋梁重量，先加壓至120%，再減壓至100%(橋梁重量)，使托底板預先承受橋梁載重產生撓度，並進行墩柱接續施工，俾確保後續暫撐鋼架拆除時，托底板能完全承受既有陸橋重量，同時保持結構穩定。

為監測本次頂昇暨載重移轉過程中，陸橋及暫撐鋼架等變位情形，分別於陸橋結構，設置傾斜儀、桿式沉陷計及反光稜鏡等自動化監測設施；另鋼架橫梁，設置變位計及既有橋墩設置水準監測用標尺。

有關本次陸橋托底頂昇移轉暨監測執行結果說明，詳附表1。

五、既有下部結構破除及銜接

第一階段載重移轉後，靜置24小時，進行變位監測，確認變位情形與檢討結果相符且穩定後，始展開墩柱切割作業。

於墩柱與樁帽基礎面上，採『鏈鋸切割』方式進行，每柱分三階段切割，每一階段切割1/3，即暫止作業10分鐘，讀取變位讀數，確認變位於警戒值±2mm內，再接續一下階段切割作業。如變位超過警戒值，則藉由千斤頂系統調整變位至±1mm內，再續行作業。待完成切割分離後，靜置10分鐘，確認變位於±2mm內，即鎖固千斤頂系統，並進行既有下部結構破除及托底板施工，惟過程中仍應持續監測相關變位有無異常情形。

於進行打除墩柱接續段表面混凝土保護層，鋼筋內側混凝土，則採『鑽孔敲擊撐裂』方式斷開上部連結，即可依續進行下部結構破除、托底板施築、回撐鋼柱架設。第二階段載重移轉至托底板程序，並接續進行墩柱接續、接續處之鋼板包覆保護、及環氧樹脂灌注作業。

六、施工回饋事項

1.施工前、應對陸橋墩柱及帽梁進行非破壞檢測確認強度，且針對外觀亦同步進行檢視及標定，俾於頂昇過程能了解有無異常變化或破壞。

2.暫撐鋼架之預埋螺栓，於連續壁施築托底邊梁定位埋設，應於澆置完成後，再次收測，俾於暫撐鋼架接合底板精準開孔。

3.鋼架横梁吊裝時，應考量吊裝用具，俾解決吊昇高度受限問題；另於暫撐鋼架立柱架設完成後，即應設置接地，以防範感電危害。

4.頂昇施工前，應整合及確認各監測值基本資訊及功能是否正常，俾獲取正確監測值。

5.墩柱切割前，需確認應保留足夠長度柱主筋並避免受損，另托底板施工時，應將接續柱之主筋同步綁紮箍筋。

6.本次第二階段轉載時，就托底板變位監測，係採人工量測，較無法精確反映變位，建議今後類似工程，可於托底板設置自動化監測設施，以利更精確掌握變化情形。

七、結語

本案經施工團隊通力合作，已順利於111年10月18日拆除暫撐鋼架，完成該陸橋托底工程，並轉入主體隧道結構開挖暨結構施築階段。施工期間並未封閉陸橋及影響交通，除了落實妥善評估規劃、謹慎施工及進度管理外，並克服緊鄰鐵路與民房等施工腹地狹小暨淨高等條件限制，無發生任何工安或運安事故。今後將持續戮力趲趕，俾如期、如質，完成臺南市區鐵路地下化計畫建設目標。

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圖1 中華陸橋平面位置示意圖

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圖2 中華陸橋托底施工程序示意圖

表1 中華陸橋托底頂昇移轉暨監測執行結果說明

階段	執行分析說明
第一階段頂昇移轉	頂昇作業係對暫撐鋼架提供等值1,200T反力頂升。依數據分析，帽梁應為不動點直至第10階加壓超過1,200噸(100%)後才會產生相對位移，惟現場頂升反力至第三階已出現反向彈性變形(<1mm)，但考量彈性變形量應可忽略，現場亦已確認其處於線形條件，故續完成轉移載重至暫撐鋼架工序。
	完成後檢視測量數據研判既有墩柱呈現「拉力狀態」，判斷橋梁載重低於原預估，致使橋柱可能呈現微小拉力變形，為消除墩柱於切割過程因施作預力可能產生之拉力變形，故將預力降載至原規劃之80% (960T)，使標定切割墩柱處於壓力狀態，始進行切割，俾降低施工風險。
	該階段依修正切割既有墩柱程序執行後，依千斤頂系統所得回饋之橋梁實際載重為800T，並據以調整修正第二階段轉載程序。
第二階段頂昇移轉	藉由4具600T千斤頂對托底板分12階施加預力，每階段10%(80T)橋梁重量，先加壓至120%，再減壓至100%(橋梁重量)，依監測結果，「暫撐鋼架變位」約莫為預估值2倍，然經評估整體變化趨勢，仍為彈性行為階段，故整體結構仍在安全範圍。
	「托底板變位」採水準儀高程測量，預估最大變位為0.99mm，整體轉載觀之觀測過程皆無變化。
	「帽梁變位」採全測站自動化監測，加載過程變位值介於1~2mm間跳動，無明顯變化趨勢。
全階段監測	第二階段轉載前，橋面變位大多約在0~-2mm間往復，南柱平均值為0.07mm，北柱平均值約為-0.19mm。
	第二階段轉載暨橋墩銜接段完成後，南北柱變位值均穩定在0.9mm。
	拆除暫撐系統後，南柱變位均0在~0.05mm間往復，北柱變位則維持在0.9mm，橋面變位無明顯變化，顯示解壓前，托底板已確實承受橋梁重量之預力並產生撓度變化，雖轉載過程預估與實際有所差距，惟整體結構變位仍掌控在安全範圍內。