東豐大橋-震害情況 [震害情況][緊急搶修][修復重建][鄰近地震測站]
一、震害情況
921地震時震央距離東豐大橋16.88公里,鄰近地震測站有石岡國小(TCU068),位於東豐大橋西方4.79公里,測得東西向最大地表加速度為501.87gal,南北向最大地表加速度為362.15gal,垂直向最大地表加速度519.72gal,如表1所示,水平地表加速度經座標轉換後,得垂直橋軸方向最大為405.21gal,平行橋軸方向最大為520.49gal ,如表2所示。
全橋上部結構向上游側偏移,有落橋危險,上游之下部結構產生傾斜現象。主要損壞內容為部分大梁位移且自支承座掉落,造成橋面變形、新舊橋面產生10~20公分落差(照片東豐1)。部分上部結構之橋面及大梁向上游側位移約30~50公分(照片東豐2)。橋墩軀體RC剝離鋼筋外露(照片東豐3),如圖1所示。支承座附近梁端混凝土破裂剝離(照片東豐4)。預力梁底懸空、梁身折斷(照片東豐5)梁端剪力裂縫、混凝土剝落、鋼筋外露(照片東豐6)。
二、震害原因
東豐大橋於921地震時雖無斷層線經過但距斷層線僅3.75公里,由表2可以看出其鄰近測站之最大地表加速度達500gal以上,此外東豐大橋歷經兩次施工,結構型式不一,拓寬時亦不對稱,在地震發生時無法發揮對稱效應及力量傳遞至支撐之一致性,因而造成嚴重損壞。由照片東豐2可見,橋之上部結構在帽梁上有向南移位之現象,且支承構造損壞,所以橋面版有開裂和下陷之現象,其如照片東豐1所示。
東豐大橋在南北向之振動相當顯著,除了橋面版移位外,其橋柱亦出現南北向之撓剪破壞。例如橋東側北邊第三根橋柱P161(照片東豐7),以及東側北邊第六根橋柱P151和東側南邊第六根橋柱P153(照片東豐8),均出現南北向之撓剪破壞模式。照片東豐9和10顯示,本橋東側北邊和南邊第六根橋柱之損毀情況。
部分大梁受位移影響,在支承處有破裂,且梁亦遭折斷之現象,造成預力失效,不宜再予復原,且有可能進一步產生落橋。另因下部結構採直接基礎,穩定性較差,本次地震後,部分橋柱產生傾斜現象,且先後期施工之下部結構間有相互碰撞之情形,修復不易。
表1 東豐大橋鄰近測站資料1
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橋梁名稱
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鄰近測站
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最大地表加速度gal(
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橋梁與測站距離 (
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橋梁與震央距離 (
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測站與震央距離 (
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橋梁與斷層線距離 (
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水平向
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垂直向 |
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東西向
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南北向
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東豐大橋 |
501.87
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362.15
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519.72 |
4.79 |
44.09 |
45.25 |
3.75 |
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表2 東豐大橋鄰近測站資料2
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橋梁名稱
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鄰近測站
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最大地表加速度gal(
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水平向
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垂直向 |
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垂直橋軸
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平行橋軸 |
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東豐大橋 |
TCU068石岡國小 |
405.21 |
520.49 |
519.72 |
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圖1 東豐大橋震害示意圖 |
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| 東豐1 東豐大橋新舊橋面落差 |
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| 東豐2 東豐大橋上部結構位移 |
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| 東豐3 東豐大橋橋墩混凝土剝離、鋼筋外露照片右側為上游側,左側為下游側 |
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| 東豐4 東豐大橋梁端混凝土破裂剝離 |
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| 東豐5 東豐大橋梁底懸空、梁身折斷 |
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| 東豐6 東豐大橋梁端剪力破壞、鋼筋外露 |
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| 東豐7 橋柱中間有朝南之剪力裂縫,照片右側為下游側,左側為上游側 |
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| 東豐8 東側第六根柱位南北兩邊橋柱有南北向之撓剪裂縫,照片右側為下游側,左側為上游側 |
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| 東豐9 橋東側北邊第六根橋柱之南北向撓剪破壞,照片右側為下游側,左側為上游側 |
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| 東豐10 橋東側南邊第六根橋柱之南北向撓剪破壞 |