避免南方澳斷橋憾事重演 專家:重點監測不可少

2019年10月4日/南方澳大橋坍塌傾斜 暫架鋼樑支撐 宜蘭縣南方澳跨港大橋1日坍塌,結構雖有傾斜,但主體暫時沒有危險,4日已在兩側架設鋼樑支撐,以確保後續拆除作業安全。(中央社資料照)

2019年10月1日南方澳大橋意外斷裂,造成6死、13傷重大意外;近日高雄因連日豪雨,7日中午高雄桃源區明霸克露橋被沖斷。不過,南方澳大橋斷裂時無風無雨,明霸克露橋卻是溪水暴漲、水流湍急而斷。橋樑專家表示,每座橋的所在地天然環境不一樣,監測重點也跟着不同,都要量身訂做,因橋而異。

2020年臺北科技大學特聘教授宋裕祺帶領研究團隊開發「橋樑自動監測系統」,目前已應用在西濱、蘇花改等公路重要橋樑上,及時掌握橋樑狀態,避免南方澳大橋斷裂憾事重演。

宋裕祺對本報表示,監測人體會用到脈搏、心律、血壓等感應器,但要裝哪些儀器是因人而異;橋樑也一樣,像南方澳大橋不是因爲颱風、洪水、土石流而斷,而是因爲鋼索腐蝕生鏽,要監測的重點自然不同。

以地震監測來說,臺灣位於環太平洋地震帶西側,菲律賓板塊每年都在衝撞歐亞大陸板塊,因此一般都會在橋墩或是橋樑上部裝加速度計,監測地震對橋樑的影響是不是在合理範圍中。

又例如砂石車常經過的橋,上橋前可能會裝地磅,也可埋沈陷計(位移計),監測系統會反映到大梁的變位,載重愈大,變位愈大。其中位移計是24小時監測,每兩三分鐘回傳給系統。

宋裕祺說,橋樑暴露在環境中,受到環境影響很大,例如南方澳大橋是用鋼索承吊,鋼索熱漲冷縮,中午天氣熱、鋼索伸長、橋面往下;半夜變冷,鋼索縮短,橋面會擡升。監測系統會訂警戒值、行動值,達到行動值就表示可能要通盤處理、封橋檢查等。

除此之外,監測系統還包括水位計、流速計、傾斜儀等;隨着橋樑所在流域不同,災害型態就不一樣。宋裕祺說,玉山高三千多公尺,從中央山脈到西部出海口,幾十公里到一百公里,臺灣流水坡度是全世界最陡,山區常有土石流,海邊就是沖刷效應,團隊以前也有開發沖刷監測儀器,打在河牀底下,若是河牀土壤被水沖掉,感應器就會有訊號,可測得沖刷深度,一旦超過警戒值就要採取適當防禦。

又如明霸克露橋被水沖斷,宋裕祺說,現在大部分是目視水面是否快到橋底或大梁底部等等,但是隻看水面不準,因爲可能水面還沒有很高時,底下基石已被沖刷掉。所以要整體考量。

宋裕祺說,臺灣有2萬8千多座橋,國家預算有限,不可能通通裝監測系統,只能優先監測兩類橋:第一是所在地的危險程度較高,或是橋身老舊者;另一種是橋型較特殊、較不被熟悉者,比方全世界最大跨距的單塔不對稱斜張橋淡江大橋,施工階段就會配合安裝監測儀器。