懸臂工法

介紹

1. 使用範圍:

橋樑上部結構之懸臂施工法(Balanced cantilever Method)是近年來國內常見之橋樑上部結構施工法之一,依據所使用工作車之固定方式,可區分為壓重式懸臂施工法、錨定式懸臂施工法與壓重錨定併用懸臂施工法。其跨度通常為 100公尺左右,在60--250公尺範圍內皆可使用。本工法之基本程序為在基礎及橋墩完成後,先施築柱上方之柱頭版(或稱柱頭節塊)用以組裝懸臂工作車。之後以7-10天左右完成一節塊之施工速率分別於左右兩側向前施工。施工時係在已完成之節塊橋面作業,除工作車外,無須架設其他支撐,對於深谷或高橋墩之橋樑更能展現其優點。另外,由於係利用工作車完成懸臂支撐施工中之節塊,工作車推進過程多採用機械化及油壓設備,施工自動化程度高。

懸臂工法一般在橋墩上同時向橋墩二側施作節塊,以保持平衡。橋樑懸臂工法一般使用預力混凝土箱形斷面,因箱形斷面可抵抗較大的扭力,適用於水平向有曲率的線型上。懸臂工法發展歷史已久,其基本特性為一高度機械化的橋樑施工法,其所須勞工不多,且易於配合景觀設計,只要工程在規劃設計時考慮其結構與週遭環境的配合,即可創造出景觀非常優美的橋樑。

2. 解釋名詞

(1) 預鑄懸臂施工法:係指懸臂節塊先於地面上完成,再吊運至預定位置組裝。若地形施工條件允許,可直接使用起重機而不必設置工作車。預鑄式懸臂施工法在施作上以地面環境為主要考量,其在安全上控制較易。

(2) 場鑄懸臂施工法:係指節塊構築所須之程序,包括模板安裝、鋼筋鋪設、混凝土澆置等作業均於橋面為之。場鑄懸臂施工須使用工作車,因屬於高架作業,所以在施工中可能會因此而產生物體飛落、墜落、倒塌等危害。

(3) 壓重式工作車:係指懸臂施工所使用工作車之自重、施工人員、材料重量均由配重加以平衡,以防止傾覆。此壓重式工作車之優點為工作車本身之穩定性高,拆組及移位作業迅速,橋面板之預留孔較少,較適用於短跨經之直橋及曲線橋;缺點包括除工作車本身自重外,尚需壓重,因此荷重較大,且於在節塊之銜接處易產生鉛紋。由於荷重較大,相關施工應力相應增加,較不適用於長跨徑之橋樑。

(4) 錨定式工作車:係指懸臂施工之工作車、施工人員、材料等之重量,均由位於尾端之高拉力鋼棒所產生之反力平衡。其施工之優點為工作車之固定方式係利用高拉力鋼棒錨定於已完成之橋面,無需壓重,重量較輕,施工應力較小,因此橋樑跨徑可較長;缺點包括工作車後部須以錨定桿固定始能穩定,工作車移位施作複雜,且於橋面版須預先設置甚多之錨定預留孔,在鋼筋及預力套管緊密排列下,較不易施工。

(5) 壓重與錨定併用式:係指懸臂施工併用壓重與錨定二種方式平衡工作車上之荷重。其配重可較壓重式為輕,錨錠所須之預留孔可較錨錠式少,具有上述二種工作車之優缺點。

危害

1. 潛在危害、災害類型、災害防止對策:

本施工法之潛在危害有(1)工作車倒塌(2)節塊倒塌(3)物體飛落(4)墜落(5)感電

進行混凝土澆置:在進行澆置前應進行相關檢核:(1)螺桿是否有鬆動情形;(2)後錨座系統檢查及後錨錠鋼棒有否施預力;(3)混凝土澆注前應確實檢查各預埋件之位置是否正確及牢固等。進行澆置時應保持兩部工作車受力平均並且保持左右平衡。澆注時先側暀峏釭岩璊珀撉`至底完成,長度以不超過1M為原則。澆注側梴釭`意預力錨頭處,須振動以免產生蜂窩,以及預埋件位置是否移動。澆注頂版混凝土應由工作車前方往後方進行。澆置混凝土前,應檢查套管是否因紮筋及模板拉桿,造成套管破孔或破裂現象,並檢查續接處是否有脫落、鬆動或包紮不實等現象。

施拉預力:進行預力施拉時,嚴禁人員位於千斤頂後方。施拉預力應依據相關規定執行,並注意端頭是否有破壞現象。

工作車推移:當一節塊完成後,即可進行工作車之移動。有關工作車移動之主要程序如下:(1)以千斤頂鬆動模板,以使其與混凝土分離;(2)移動續接軌道至定位並確實固定;(3)工作車調整定位水平與固定;(4)解除主構架錨碇軌道樑,並移動滾輪托架,推動工作車。工作車移動主要靠千斤頂、軌道與移動爪間加壓與放鬆之動作以推動工作車;(5)鎖緊頂模與底模後面固定鋼棒;(6)移動側內模至新節塊,並安裝內模板拉桿。

工作車系統之拆除:當所有節塊完成後,即可進行工作車拆除工作。工作車拆除方式有二:(1)在橋面上進行拆解的動作,再使用吊車將分解鋼材吊下;(2)先行將內外模、翼側模、主桁架吊下,再一次將工作車吊下。其主要程序包括拆除內模、降外模、吊出內外模、吊下工作車。

最後進行橋面附屬工作:包括胸牆鋼筋綁紮、胸牆模板組立、混凝土澆置,瀝青鋪面工程、橋面伸縮縫安裝、與標誌標線工程。

圖1 懸臂施工作業流程圖

圖1 懸臂施工作業流程圖

 

 

相關法令標準

1. 營造安全衛生設施標準:

(1) 第十條:開口、階梯、樓梯、坡道、及工作臺設置護欄或護蓋等相關安全規定。

(2) 第二十六~三十條:施工架組配之相關安全規定。

(3) 第一一五條:鋼筋混凝土作業之相關安全規定。

(4) 第一五三、一五四條:瀝青作業之相關安全規定。

2. 勞工安全衛生設施規則:

(1) 第三十六與三十七條:通道與固定梯設置相關規定。

(2) 第八十七~一百零三條:起重升降機具相關安全規定。

(3) 第二百二十四~二百三十四條:人體墜落防止之相關安全規定。

(4) 第二百三十五~二百三十八條:物體飛落防止之相關安全規定。

(5) 第二百三十九~二百五十三條:電器危害防止中電器設備及限路之相關安全規定。

(6) 第二百七十七~二百八十一條:個人防護具或防護器具之相關安全規定。

(7) 第三百十三~三百十四條:採光及照明之相關安全規定。

3. 起重升降機具安全規則:

(1) 第五十一、五十二條:使用起重機之相關安全規定。

4. 勞工安全衛生教育訓練規則:

(1) 第二、六條:模板支撐安全衛生作業主管之相關安全衛生教育訓練之規定。

 

災害案例

1. 災害發生經過:

甲工程公司之北二高工程係使用懸臂工作車施作橋樑上部結構,為拆卸該工作車底板,租用乙起重公司及丙起重公司各一部移動式起重機,於八十三年四月三日下午三時許,二部起重機欲將以鍊條吊鉤固定在高架橋上之懸臂工作車底板卸下,使用吊掛索具分別在工作車底板之四點綑綁及捲繞後,由甲公司勞工拆卸原來固定在底板上鍊條吊鉤,然後由二部起重機開始起吊,後來發現鍊條吊鉤之鍊條卡住工作車欄杆,罹難者上去排除卡住之鍊條時,45T起重機側之索具斷裂,致工作車飛落地面時因衝擊力使罹難者一齊墜落。

2. 災害發生原因:

(1) 所使用之鋼索抗張強度不足,致鋼索斷裂使工作車飛落並連同罹災者墜落,傷重死亡。

(2) 未訂定安全作業標準,供勞工遵循。

3. 災害防止對策:

(1) 起重機之吊掛用具,包括吊鉤與鋼索等,應具備負荷吊物體重量之強度,作業前應確實檢查。

(2) 訂定安全作業標準,內容包括工作車之起重吊掛作業安全事項,並嚴格遵行。

照片1 懸臂施工之工作車

照片1 懸臂施工之工作車

(資料來源:本計劃參與人員自行拍攝)

照片2 懸臂式施工工作車之安全抓鉤

照片2 懸臂式施工工作車之安全抓鉤

(資料來源:本計劃參與人員自行拍攝)

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