匯流新聞網記者黃有容 / 台北報導
台灣地震頻繁，為增加高架山區快速公路耐震性能、加快災後復原速度，國家實驗研究院地震工程研究中心（國震中心）21日發表「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」新技術，以「人體脊椎」與「積木堆疊」概念開發可快速施工，對環境低衝擊性的新型工法。這個技術目前已獲得日本、美國與中華民國的發明專利，未來可望投入國內橋樑設計。
國震中心考量到台灣山區快速公路因地形條件，必須興建高橋墩高架橋，而這些高架橋應同時考量生態保育及施工條件，更因台灣地震多、山區發生災情可能性高，需要增加抗震性能，因此研發出「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」。
傳統高橋墩現場澆注混凝土的方式，不但施工危險性高，混凝土灌漿作業也或對環境造成問題；而環境敏感底地區目前採用的「預鑄節塊橋墩系統」，將事先在預鑄廠中鑄造好一塊一塊的橋墩節塊運至工地堆疊，再施加壓力夾緊，雖有抗震能力，但也容易使橋墩長期承受過大的壓力。
現在開發出的「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」，以「人體脊椎」與「積木堆疊」概念為基礎，有模組化、輕便、可快速施工，對環境衝擊性低等優點。不但減輕環境負擔、便於運送和施工，更增加了耐震性能。
國震中心參考人體脊椎結構，在預鑄節塊下方加裝鋼製剪力榫，可插入下面一塊節塊上方的凹洞中，互相卡住，藉此方法避免地震力的橫向剪力造成節塊橫向錯動。如此可以減輕在橋柱頂部與底部之間施加的預力，降低橋墩所承受之壓力；此外，由於鋼製剪力榫與下方節塊的凹洞並非完全卡死，萬一發生地震時，節塊可以稍微開合，因而削減地震力，減輕地震力對橋墩的破壞、提高安全性。地震停止後，預力鋼腱又會把各個節塊拉回原來的位置
為解決因橋墩塊體過大、造成對環境的間接破壞問題，國震中心進一步開發「積木堆疊」型的新式預鑄節塊。以單一規格、小尺寸的節塊，像積木一樣堆疊組合成大尺寸橋墩，不但降低製造成本，更提升生產效率，便於運輸，也剪施工範圍。
另外，平時可以預先生產、儲存一些小尺寸節塊備用，當有災情發生時，就能立即運到受災區、快速搭建便橋，加快救災腳步。
「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」的性能試驗結果中，和傳統橋墩相比，可抵抗的地表加速度提高1.2倍：以高度8.5公尺的橋墩為例，可承受的墩頂位移量增加17公分。
這套橋墩系統已經獲得了日本、美國與中華民國的發明專利，國震中心表示，將把研究成果推廣到政府及相關工程顧問公司，強化國內橋樑設計、施工技術。
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新聞照來源：國家實驗研究院地震工程研究中心