大偏心单柱双层高架桥之设计与施工——以台湾国道1号五股杨梅段拓宽工程泰山至林口段为例

摘要

高架道路常因交通量大须有较宽之桥面,惟受限于路权宽度,部分路段必须采双层高架配置因应.就桥梁整体结构配置及减少道路用地等因素考虑,以往双层桥梁上下层均尽量重叠布设,也因此大多采框架式桥墩配置,例如台北市水源快速道路、台北市环东快速道路…等.惟基于下层采光、视野感受及桥墩外观造型上之考虑,加上受用地及施工条件限制下,必须采双层仅少部分重叠方式布设,并以双层不同方向外悬帽梁之树状式单柱及结构大偏心方式配置桥墩.此种结构配置为台湾双层高架桥首见,桥墩柱之断面力变化与传递及整体桥梁结构动力行为较复杂难掌握,必须深入研析了解其结构力学行为,始能确实掌握结构之安全度.台湾国道1号五股杨梅段拓宽工程泰山收费站至林口段即为此种配置之典型案例,该路段位于林口台地爬坡路段,并沿国道1号高速公路及大窠坑溪间布设,因受限于高速公路及大窠坑溪之严苛用地限制,上下双层桥采部分桥面重叠之大偏心单柱式桥墩配置,导致常时静载重及活重作用下,即对柱底产生较大的偏心弯矩,此一弯矩对墩柱在常时情况下即可能产生挠曲裂缝,且此一不对称双层桥之桥墩系有别于以往一般高架桥及规则性双层桥构架或桥墩之结构行为.本文将以此为例,首先针对大偏心单柱双层高架桥作一整体性介绍,并进行动力分析以了解其在地震力作用下之动力行为.除此外,也针对大偏心单柱桥墩配合柱内H型钢和预力施拉作进一步之分析与探讨,以提供作为未来工程界相关工程之参考.