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國家實驗研究院地震工程研究中心(國震中心)研發出「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」,藉由「人體脊椎」與「積木堆疊」概念,開發出模組化、輕便、可快速施工、對環境低衝擊性的新型工法,未來可望成為國內橋梁設計、分析及施工的全新里程碑。
傳統高橋墩採現場澆注混凝土的施工方式,有施工困難、危險性高、混凝土灌漿作業會對環境造成衝擊等問題。因此在環境敏感區域,目前已多被建議採用「預鑄節塊橋墩系統」。
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關於預鑄節塊橋墩系統
事先在預鑄廠中鑄造好一塊一塊的橋墩節塊,運至工地後堆疊起來,成為橋墩,並透過穿越節塊的鋼腱,在橋墩的頂部與底部之間施加強大的「預力」,將節塊夾緊,以節塊之間的摩擦力抵抗地震引致之水平剪力。
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優點
如此預鑄廠僅需製作單一規格之節塊,不但可降低製造成本,也可使節塊的生產更有效率。由於設計之預鑄節塊塊體較小,便於運輸,可縮減施工便道範圍,減少對環境的衝擊。此方法還有另一大優點,就是平時即可事先生產一定數量之小尺寸節塊,儲存於適當場所,當發生災害時,可立即運至受災區,用於快速搭建便橋,加快救災腳步。
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人體脊椎可堪稱全人體最強韌的構造之一,搭配積木的推疊方式,預鑄系統的新型設計於焉誕生。具螺紋的剪力榫和節塊為分離的構件,所以預鑄之節塊可保有 6 個平整面,方便平時堆積收存。進行組裝前再將剪力榫旋進節塊的預留孔,使節塊成為下方具兩個剪力榫和上方具兩個凹洞的積木式節塊。
人體脊椎構造
缺點
然而,強大的預力會使每個預鑄結塊長期承受著巨大的壓力。此外,現有的預鑄節塊系統只能一層堆疊一塊節塊,為配合橋墩的大斷面需求,單一預鑄節塊體積雖縮小了運輸空間(還是很巨大),仍需仰賴大型機具運送垂吊,將節塊從預鑄場搬運到橋梁工地現場,運輸過程受到的交通限制反而變多。
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「仿生脊椎結構」搭配「積木堆疊法」,創造「預鑄節塊橋墩系統」。
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