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IDEERS 2014

緊急救災用複合材料輕便橋
2014/11/10

經實驗驗證可通行5噸卡車20萬次以上

橋體長20公尺、寬3公尺,橋塔高6.5公尺,鋼製主梁長12公尺

科技部國家實驗研究院地震工程研究中心成功開發出可快速搭建的輕量化、方便組裝與可重覆使用之「緊急救災用複合材料輕便橋」,能有效解決颱風、洪水及地震等天然災害造成橋梁損毀或斷裂、使得部份地區形成「孤島」的困境,讓救災物資可在8小時內及時送進災區,並協助災區民眾緊急疏散或就醫,有效降低生命與財產之損失。

複合材料+斜張橋 快速連通孤島
「緊急救災用複合材料輕便橋」之橋身長20公尺,寬3公尺,可承載5噸重量,足以讓救災車輛安全通行。輕便橋所使用的材料為「玻璃纖維複合材料」,具有強度高、重量輕之優點;結構則採用「非對稱斜張橋」,如此可從河流一岸單向朝另一岸搭建,且不用橋墩,不受洪水水勢湍急之影響,而可快速解決「孤島」的困境。

輕便橋的原理,是利用鋼材(密度7.8 g/cm3)遠比玻璃纖維複合材料(密度1.8 g/cm3)重的特性,先在河流一岸搭建鋼製主梁及橋塔,並以鋼索連接,接著一節一節懸空向河流對岸搭建複合材料製作之橋身,並以鋼索連接橋身與橋塔,以鋼製主梁的重量,透過橋塔及鋼索,支撐住複合材料橋身的重量,最後連通孤島。

緊急救災用複合材料輕便橋模擬示意圖

組裝迅速、居民自救、可重複使用
「緊急救災用複合材料輕便橋」具有組裝迅速、居民自救、可重複使用等三大優點。

組裝迅速:目前發生斷橋事件時,主要是搭建「水泥涵管溪底便道」(3~7天)或「鋼便橋」(1~3週)進行搶通,時效上往往緩不濟急。輕便橋的總重量只有鋼便橋的一半左右,搭建容易,因此只需8小時即可組裝完成,更符合緊急救災之需求。

居民自救:傳統橋梁必須全由專業工程人員搭建,但輕便橋只需要1位專業工程人員,即可指揮數十名無經驗者,運用簡單工具及組裝式工作台車,於8小時內組裝完成。因此未來若能在斷橋事件發生前,先將輕便橋材料運至洪水、土石流潛勢地區,萬一橋梁真的被沖斷了,只要以直升機或流籠設法送一名專業工程人員進入災區,孤島居民便可主動向外搶通,而不再只能被動地依賴外界救援。如此結合災區內部與外界救災力量,更能大幅提升救災速度。

可重覆使用:玻璃纖維複合材料雖有諸多優點,但價錢昂貴,約為鋼材的兩倍。為了節省經費,輕便橋設計成可以快速組裝與拆卸的型式,在完成緊急搶通之階段性任務後,即可回收重複使用,以此來節省經費。經實驗室驗證,輕便橋可通行5噸卡車20萬次以上。

有效掌握黃金救援時刻
颱風、洪水及地震等天然災害已嚴重影響國人生命財產安全,如2009年發生的八八風災,造成全國100餘座橋梁被土石流沖斷,山地社區形成孤島,導致緊急救災不易,人員、物資亦難以運送。「緊急救災用複合材料輕便橋」能在災變發生時提供快速搶通與救援,以最快方式於短時間內建造便橋,供人員及汽機車通行,疏散災民並運送糧食物資,有效掌握黃金救援時刻,幫助災區民眾度過最困難的時刻!


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