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中國土木水利工程學會 混凝土工程委員會 既有混凝土結構物維修及補強 技術手冊 (土木 405-94) 既有混凝土結構物編審小組委員 王炤烈 王承順 王欽璋 沈進發 林傳鐙 林樹柱 胡裕輝 高健章 張大鵬 許鎧麟 陳村林 召集人 陳宗禮 陳振川 陳清泉 幹事 黃志民 廖書賢 蔡益超 蔡得時 (按姓氏筆劃序) 中國土木水利工程學會 出版 科技圖書股份有限公司 發行

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  • 中國土木水利工程學會

    混凝土工程委員會

    既有混凝土結構物維修及補強

    技術手冊 (土木 405-94)

    既有混凝土結構物編審小組委員

    王炤烈 王承順 王欽璋

    沈進發 林傳鐙 林樹柱

    胡裕輝 高健章 張大鵬

    許鎧麟 陳村林 召集人 陳宗禮

    陳振川 陳清泉 黃 然

    幹事 黃志民 廖書賢 蔡益超

    蔡得時 蘇 南 (按姓氏筆劃序)

    中國土木水利工程學會 出版 科技圖書股份有限公司 發行

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

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    既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    目 錄

    第一章 總則 1.1 適用範圍 ............................................................................01

    1.2 定義 ....................................................................................04

    1.3 新工法、新材料 ................................................................06 第二章 維修及補強之基本計畫

    2.1 一般事項 ............................................................................07

    2.2 調查、診斷、評估之基本計畫........................................08

    2.3 維修及補強之基本計畫....................................................09

    2.4 維修及補強作業流程 ........................................................10

    2.5 補強結構物性能之歷時變化............................................14

    2.6 緊急處置 ............................................................................17 第三章 維修及補強材料

    3.1 一般事項 ............................................................................19

    3.2 既有結構物中之材料 ........................................................19

    3.3 維修及補強材料品質 ........................................................20

    3.4 維修及補強材料之特性值及設計值................................30 第四章 維修及補強設計

    4.1 一般事項 ............................................................................37

    4.2 復原目標水準之設定 ........................................................38

    4.3 維修及補強範圍之設定....................................................39

  • 第一章 總則

    2

    4.4 維修及補強設計圖說 ........................................................39 第五章 既有結構物之點檢

    5.1 一般事項 ............................................................................41

    5.2 點檢方法 ............................................................................42 第六章 既有結構物性能之查核

    6.1 一般事項 ............................................................................47

    6.2 評估既有結構物現有性能之項目及依據........................47

    6.3 性能逐項查核應選擇之分析方法....................................47 第七章 維修及補強工法之選定

    7.1 一般事項 ............................................................................49

    7.2 混凝土構材之維修及補強工法........................................49

    7.3 結構體之維修及補強工法................................................50

    7.4 基礎之維修及補強工法....................................................50

    7.5 支承補強及防止斷(落)橋工法 .........................................51

    7.6 裂縫或斷面缺損維修工法................................................51

    7.7 橋面交通確保維修工法....................................................52

    7.8 工法選定之建議 ................................................................52 第八章 維修及補強之施工

    8.1 一般事項 ............................................................................53

    8.2 施工計畫書之擬訂 ............................................................53

    8.3 施工調查 ............................................................................55

    8.4 施工要領之擬訂 ................................................................55

    8.5 工程進度表之擬訂 ............................................................56

    8.6 需相關單位認可或核可之各項手續................................57

    8.7 施工及現場管理 ................................................................57

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    3

    8.8 完工檢查、移交 ................................................................59 第九章 補強後結構物之性能查核

    9.1 一般事項 ............................................................................61

    9.2 安全性之逐項查核 ............................................................61

    9.3 使用性查核 ........................................................................75

    9.4 復舊性之查核 ....................................................................80

    9.5 追蹤調查 ............................................................................83 第十章 特殊工法

    10.1 施工瑕疵之補強改修工法..............................................87

    10.2 災變受損之緊急維修補強工法......................................87

    10.3 結構劣化損傷之維修補強工法......................................88

    10.4 港灣及海洋結構物劣化損傷之維修補強工法..............89

    附錄一 補強工法 附錄二 補強工法案例 附錄三 國內結構物評估之現況檢討 附錄四 既有混凝土結構物維修及補強之思維

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

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    出 版 序

    本學會混凝土工程委員會成立四十年來一直致力於鋼筋混凝土工程

    之新建結構物之設計與施工之技術規範編修訂工作,並建立一完整之鋼

    筋混凝土工程技術規範體系,已獲政府及工程界所肯定與支持。然為因

    應國內大量重大工程建設之鋼筋混凝土結構物,已漸屆老衰之期,應妥

    為維修與補強,以延長其使用年限,若待其急速敗壞再拆除重建,不但

    會造成政府財政難以負擔,且對社會經濟與環保之不利影響亦難以估

    計。因此本人特委請混凝土工程委員會成立「既有鋼筋混凝土結構物處

    理小組」,及早針對既有鋼筋混凝土結構物之問題加以研究,發展維修與

    補強技術,研訂相關技術手冊,以供業界參考。

    混凝土工程委員會成立既有混凝土結構處理小組後,積極彙整國內

    外之相關技術資料,研訂本技術手冊。本技術手冊之編訂完成並經數度

    修訂得以順利出版,得力於沈進發主任委員及混凝土工程委員會既有混

    凝土結構處理小組全體委員之努力,他們長期犧牲假期不辭辛勞熱心參

    與,特此表示謝忱,尤其感謝學驗豐富之召集人陳宗禮先生,召集國內

    從事實務工作之結構技師與土木技師,參與工作小組,使本技術手冊具

    實用性,對本技術手冊之貢獻至鉅。

    既有鋼筋混凝土結構物之維修與補強技術是一個土木水利工程界即

    將面臨,對國家社會影響極其重大的問題,本學會混凝土工程委員會將

    繼續積極投入研究,及早建立所需之技術與人力培養,也期望政府主管

    單位能正視並予以大力協助,更企盼土木水利及營建工程界能熱烈參

    與,共同面對此一重大且嚴肅之問題。

    本版技術手冊為初版新訂,期盼各位讀者先進,能繼續支持本學會

    之規範及技術手冊,並不吝給予指正與建議,讓我們共同為提升國內既

    有鋼筋混凝土結構物維修與補強技術而努力。

    中國土木水利工程學會 理事長 陳 振 川 謹識

    中華民國九十四年十月一日

  • 第一章 總則

    2

    前 序

    本委員會於中國土木水利工程學會第十五屆理事會成立時,接受陳

    理事長振川之指示,鑑於國內四十年來推動重大建設,於今既有大量鋼

    筋混凝土結構物,已漸屆老衰之期,若能適時及早予以維修與補強,應

    尚可續用多年,較之拆除重建,除可避免使用中斷不便、集中經費之財

    政負擔與環境衝擊外,更可獲得經濟持續發展、資源能源經費之節省與

    避免環境破壞之利益,誠為利國利民之真知卓見。本委員會乃成立「既

    有混凝土結構物處理小組」,從事既有混凝土結構物之維修及補強技術之

    研究。本小組由陳宗禮先生擔任小組召集人,首先以研訂相關技術規範

    為工作目標,於今完成「既有混凝土結構物之維修及補強技術手冊」之

    研訂。

    本技術手冊作由本委員會既有混凝土結構處理小組召集人陳宗禮先

    生主持,除貢獻個人卓絕理念及多年特有維修補強實務之寶貴經驗外,

    並召集國內從事實務工作之結構技師與土木技師,彙整國內外之相關技

    術資料,研訂本技術手冊。本技術手冊初稿己於九十二年完成,並於台

    北市、台中市及高雄市分別舉辦研討會,除對本技術手冊做說明外,並

    徵詢搜集各方專家意見。再依據研討會之專家建議與心得,經一年之研

    討修訂,乃得定稿正式出版。

    依據美國、日本等世界先進國家之統計資料顯示,混凝土結構物補

    強工作之需求有急速增加之趨勢,預測在本世紀,將有一半之建設經費

    需用在結構物之維修管理上,因為大部份 20 世紀花費龐大社會成本所建

    造之結構物,在本世紀即將面臨其預期壽命期限,正在尋求更佳之維修

    及補強技術,值得國內借鏡。本委員會未來將以此為主要之研究努力方

    向。

    本技術手冊雖由編訂小組委員,竭盡所能,全力以赴,經長時之努

    力訂定而成,但對此一日新月異之技術而言,可能無法隨時立即更新,

    而工作中之疏漏亦恐在所難免,敬請工程界先進及各界賢達,不吝指教,

    共同為國內既有結構物之維修及補強技術而努力,至所企盼。

    中國土木水利工程學會

    混凝土工程委員會 主任委員 沈 進 發 謹識

    中華民國九十四年十月一日

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    1

    召集人的話

    既有混凝土結構物之維修及補強技術與新混凝土結構物之設計、施

    工技術並不盡相同,前者猶如混凝土結構物之工程醫術,後者則為混凝

    土結構物之生產技術。由於其對象結構物在設計、施工與長年使用不同

    齡期之養護、維修及環境所需考慮之條件及情況均不相同,正如醫生看

    病,對於病人之性別、體質、成長環境、年齡、身體保養、病歷、生活

    環境等情況之不同,而在進行診斷醫療時,應妥加考量其差異。混凝土

    結構物之維修補強完全如同人體醫病,首重對症下藥,才能藥到病除,

    恢復健康的目的。中醫醫術分診斷與處方兩階段,均極精深,中醫診斷

    以「四診」 (望診、聞診、問診、切診)察人病情,以「八綱」(陰、陽、表、裏、寒、熱、虛、實)作調理處方,精確診斷與處方為藥到病除醫病最高準則。中醫技術博大精深,其原理準則值得混凝土結構物之維修補

    強遵循。

    既有混凝土結構物之維修及補強涵蓋範圍甚廣,如土木結構物、水

    利結構物、港灣及海洋結構物、建築結構物等,各有不同的特性與需求,

    且各處於不同的自然條件與環境。本技術手冊無法全部涵蓋,且維修及

    補強又因目的與目標需求之不同,如新建物之施工瑕疵或設計變更改修

    補強,急救保命之震損緊急維修及補強、養生延壽之劣化維修及補強、

    復健強身之耐震強化維修及補強,所需採用之維修及補強方式、技術、

    工法、材料及施工手段也當然不一樣。尤其,混凝土構造物之維修及補

    強材料,除了採用一般工程結構材料之外,多屬高分子聚合物及化學樹

    脂系列之化學材料,對於建築及土木工程技術人員而言,有三大知識盲

    點: 化學知識 塗材知識 防水知識,而補修工程中此三大知識卻不可

    或缺,尤其鋼筋混凝土構造物之劣化又屬「電氣化學作用」,更令建築及

    土木工程技術人員有如瞎子摸象,人云亦云,甚至道聽塗說,只好任由

    材料製造廠商擺佈,採用之補修材料究竟效果如何?合適否?一大堆的

    問題如陷五里霧中,摸不著邊。另外,許多補修材料又係新研發之高分

    子材料,其品質目前尚無基準或標準(國外亦同),故本技術手冊僅能以

    土木結構物中之最常見的橋樑為主要敘述對象,並竭盡所能蒐集國內、

    外相關之較成熟技術、工法、材料及其查核評估基準,供國內工程技術

    人員作為參考,至於水利結構物、港灣及海洋結構物、建築結構物等,

    如認為可適用者,亦可參考應用。

    維修及補強材料如同醫學藥品一般,工程技術人員正似醫生開藥單,

  • 第一章 總則

    2

    如果抓錯藥則病不但不會好,反而會使病情加劇。補修材料之選用如果錯

    誤,將使整個補修作業變成毫無意義,甚至可能因「知識盲點」的無知,

    而隱藏著潛在危險於自己經手維修補強的結構物中,可用「包藏禍心」一

    詞形容之,故混凝土結構物之維修及補強工作務須謹慎為之。

    本技術手冊由本委員會既有混凝土結構處理小組委員共同編擬,除貢

    獻參與委員們個人多年寶貴維修及補強之思維、理念及實務經驗外,並召

    集國內從事實務工作之結構技師與土木技師公會指派技師委員共同參與,

    且經由業界大師 陳清泉教授 高健章教授 蔡益超教授等大力指導及審

    定,始得以完成,謹致謝忱。今後仍待加強蒐集各種維修及補強之新工法

    及新材料之品質標準,希相關之專業技術人員共同努力,並藉由施工實績

    成效之陸續發表及相互驗證,再接再勵,對本技術手冊作修正與補充,並

    及早訂出中國國家標準,為所至盼。

    混凝土結構處理小組 召集人 陳 宗 禮 謹識

    中華民國九十四年十月一日

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    1

    既有混凝土結構物之維修及補強

    技術手冊

    第一章 總則

    1.1 適用範圍

    1.本手冊為既有混凝土結構物實施維修及補強工作之技術準則。

    2.本手冊所述結構物補強方法,包含外加鋼索工法、貼附工法、捲覆工法、增厚工法及結構鋼筋植入工法等,均為目前通用之維修及補

    強技術。

    3.本手冊所述結構物維修方法僅作原則性之敘述。

    [解說]:

    1.混凝土結構物一般性設計與施工之基準應依據本學會之「混凝土工程設計規範與解說(土木 401)」、「混凝土工程施工規範與解說(土木 402)」;或參照日本土木學會混凝土標準示方書(以下簡稱示方書)中之「規準編」、「施工編」、「構造性能照查編」、「維持管理

    編」(2002 年制定),以上各規範本手冊均簡稱「規範」;耐震設計相關事項則依「耐震設計規範及解說」之規定;且有關混凝土結構

    物之維護管理標準則依日本土木學會混凝土結構物維護管理指針

    (案)(以下簡稱「指針」)之規定。

    本手冊鑑於上述各規範之不足,為因應近年來適用例增多,乃

    彙整既有混凝土結構物維修及補強相關標準訂定之。本手冊係針對

    補強之獨特且重要之事項如:為求既有結構物與補強部份一體化之

    設計、施工應注意事項及補強結構物之性能查核方法等,均以重點

    式敘述,至於與規範及維護管理指針(案)共通之事項則僅作概略敘述。本手冊以藉改變結構物力學特性而提昇結構物之性能,並以維

    護管理指針中所述之「補強」「回復機能」「提昇機能」為主要目

    標。

  • 第一章 總則

    2

    本手冊內容除技術手冊之主體外,並包含相關附錄資料。手冊

    本體主要敘述維修及補強之流程與一般事項,附錄資料則收錄補強

    工法、工法案例及其他資料。補強工法係以目前通用之技術為主,

    將補強設計、施工上須注意事項具體彙集而成,工法案例中則就所

    示之事項列舉適用之實際設計例。

    2.目前採用之維修及補強工法種類繁多,其分類依維護管理指針如圖R1.1.1 所示。有關結構物之補強技術目前尚處於研發階段,各工法之適用實績與技術之整合尚未臻成熟,可預見未來將有新的補強方

    法陸續地被開發出來,故既有工法將有新的知識不斷注入。本手冊

    除敘述維修及補強之基本構想外,並就眾多之實例中選定幾個工法

    依目前之技術將其設計、施工方法加以具體敘述。

    置換工法

    增厚工法

    包覆工法

    增設縱桁工法

    1

    2

    3

    4

    支承工法5

    鋼板貼附工法6

    FRP貼附工法

    鋼板捲覆工法

    施加預力工法

    7

    8

    9

    補強工法

    置換混凝土構材

    增加混凝土斷面

    增加支承點

    增加補強構材

    施加預力

    增加構材

    圖 R1.1.1 補強工法

    本手冊僅就各種補強工法中選定外加鋼索工法、貼附捲覆工

    法、包覆增厚工法、結構鋼筋植入工法等之設計、施工方法加以具

    體敘述。外加鋼索工法包括圖 R1.1.1 所示補強工法中之 施加預力工法。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    3

    貼附捲覆工法則隨著補強構材之增加,而包括圖 R1.1.1.中之鋼板貼附工法 FRP貼附工法 鋼板捲覆工法,以及圖中未示之FRP捲覆工法。惟 FRP 貼附工法及 FRP 捲覆工法中,僅 FRP 以採用連續纖維布為採用對象,並不涵蓋工廠成型之連續纖維板。增厚包覆

    工法為增加混凝土斷面之補強工法,包括 增厚工法及 包覆工法。

    再者圖 R1.1.1 所示補強工法中有關 置換工法 增設縱桁工法支承工法於本手冊並無具體涉及。本手冊內未列入之工法將待其

    技術成熟後再予補充列入。

    結構鋼筋植入工法之原理主要係利用一般結構鋼筋直接植入於

    既有混凝土構材中,以其錨定力來傳遞拉張力或剪力等,類似後續

    施工之搭接鋼筋之錨定工法(以往為預插預留筋,做為後續施工混凝土搭接之用),以達成混凝土結構物之補強目的,植入之鋼筋成為結構配筋的一部分。此鋼筋植入工法,實際應用於混凝土補強已有 20多年的實績,已成為補強工法中極重要的工法。

    3.本手冊所示之各項目可能無法滿足於各種結構物之設計、施工補強案使用,且隨著技術之進步,為顧及更好之補強結構物設計與施工

    方法之發展應用,若有比本手冊所示更適用之補強結構物設計與施

    工方法,則可採用之,不必參照本手冊。惟考量彼此具有補強之基

    本構想之共通點,因此期望能夠尊重本手冊之主旨,並因應實況適

    當地應用於實務上。

    有鑑於一般結構物之維修及補強技術仍處於研究發展階段,且

    未整合事項尚多,因此即使依本手冊實施維修及補強,其後所應進

    行適當地維護管理工作,亦為極重要之工作。

  • 第一章 總則

    4

    1.2 定義 於本技術手冊中之各用語定義如下:

    連續纖維拉張材-係指連續纖維補強材中適用於拉張材之總稱。所

    謂連續纖維補強材係將連續纖維含浸於纖維結合材並硬化而

    成。以補強混凝土為目的,包括單向強化材或僅將連續纖維

    成束或編織而成者之總稱。

    連續纖維布(板)-連續纖維以單向或雙向配置而呈布(板)狀之補強材,或於現場含浸接著劑硬化而成之 FRP 複合材。

    水泥系補強材-混凝土、水泥砂漿、樹脂混凝土或鋼纖混凝土等用

    以增厚補強材所使用之水泥系複合材。

    外加鋼索工法-將拉張材配置於混凝土外側,透過錨定部或偏向

    部,以施加力於拉張構材,以提昇所需性能之工法。

    外置鋼材-預力鋼材設置於混凝土外側之拉張材,適用於外加鋼索

    工法。

    內置鋼材-預力鋼材設置於混凝土內部之拉張材,依拉張材與混凝

    土黏裹與否分為黏裹式(bond type)及非黏裹式(unbond type)二種。

    錨定部-係由錨定器及其固定構材所構成,錨定器固定於混凝土構

    材上,以傳遞預力於混凝土構材。

    偏向部-係由偏向器及其固定構材所構成,偏向器固定於混凝土構

    材上,將施加於外加鋼索之預力(分力)傳送於混凝土構材。

    鋼板貼附工法-於混凝土外側貼附鋼板,以補足既有構材之主筋量

    或副筋量,並與既有構材複合呈一體化結構,以達到提昇所

    需性能之工法。本工法幾乎可適用於各種混凝土構材。

    FRP 貼附工法-於混凝土外貼附玻璃纖維、碳纖維、合成纖維等纖維材料(連續纖維布等),以期與既有構材複合呈一體化結構。且為防止二氧化碳、氯離子、水分等之侵入於其表面,重覆

    塗佈有機系等之材料,藉此達到提昇所需性能之工法。本工

    法幾乎可適用於各種混凝土構材。

    鋼板捲覆工法-於耐載重不足之既有橋柱四周連續配置鋼板,與既

    有構材複合呈一體化結構,以提昇所需性能之工法,可適用

    於橋墩等。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    5

    FRP 捲覆工法-對耐載重不足之橋柱四周連續配置連續纖維布等之纖維材,與既有構材複合呈一體化結構,以提昇所需性能之

    工法,可適用於橋墩等。

    增厚工法-於混凝土表面,以混凝土或水泥砂漿材料澆置或以鏝刀

    塗刷,以期增加構材斷面並與既有構材呈一體化之複合結構

    之施工法。

    無筋頂面增厚工法-不必配加鋼筋,僅鑿除構材表面予以清理,打

    毛後並以鋼纖維混凝土澆置將構材增厚,以提昇所需性能之

    工法。

    底面增厚工法-主要係構材底面配置鋼筋等之補強材,其增厚材料

    以高粘著性之水泥砂漿為主,係採用鏝刀塗刷方式或噴附方

    式施作,使其與既有構材呈一體化,以提昇所需性能之工法。

    補強鋼筋頂面增厚工法-一種補強構材之頂面增厚工法,於增厚部

    配置補強鋼筋後,再行澆置鋼纖維補強混凝土,以提昇所需

    性能之工法。

    噴附工法-於混凝土外側以高壓噴射混凝土或水泥砂漿使其粘著於

    表面,以期增加構材斷面,並與既有構材呈一體化之複合結

    構之施工法。

    底面噴附工法-於構材底面配置補強鋼筋,主要以噴附早強鋼纖維

    水泥砂漿藉以確保補強鋼筋之保護層,與既有構材呈一體

    化,以提昇既有鋼筋應力及減小撓度等必要性能之工法。

    水泥砂漿噴附工法-於既有構材配置箍筋或螺旋(spiral)筋、鋼索等拉張補強材後噴附水泥砂漿,與既有構材呈一體化,以提昇

    所需性能之工法。

    RC 包覆工法-於既有構材外周配置鋼筋,並澆置足夠之混凝土藉此增加斷面,以提昇所需性能之工法。

    預鑄版包覆工法-於結構構材外周間植筋及配置箍筋,再以預鑄版

    (pre-cast panel)包覆,並使其接縫密合,其間之空隙則以灌注灌漿材使呈一體化。以提昇所需性能之工法,可適用於水面

    下之補強施工。

  • 第一章 總則

    6

    1.3 新工法、新材料

    1.既有混凝土結構物之維修及補強工程,若採用新材料或新工法,應依各目的事業主管機關之規定,並經業主同意。

    2.採用專利之維修及補強技術或施工法時,除應按上項之規定外,應由設計人或承攬人取得專利權人或其代理人之同意。必要時,應請

    專利權人或其代理人指派專門技術人員指導,以免發生權利糾紛或

    施工之疏誤。

    [解說]:

    1.混凝土結構物之維修及補強工程有如工程醫學,必須採用許多非一般慣用之新材料或新工法(如新藥劑或新醫術)才能達成維修及補強的目標,當然必須徵求對象業主的同意下為之,各目的事業主管機

    關若有特別規定則從其規定辦理。

    2.混凝土結構物之維修及補強工程技術不同於新建工程技術,它不僅是一種工程科學,也是一種工程醫術、藝術,較先進的研究或主張

    必然很多且各具特色,並擁有專利權。採用專利之維修及補強技術

    或施工法時,除應按上項之規定外,應由設計人或承攬人取得專利

    權人或其代理人之同意。必要時,得由專利權人或其代理人指派專

    門技術人員指導,以免發生權利糾紛或施工之疏誤。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    7

    第二章 維修及補強之基本計畫

    2.1 一般事項

    維修及補強應適合結構物之使用目的,除具有安全性、耐久性外,

    尚應考慮維修及補強工程之施工性及補強後易於維護管理之方便性,且

    應具經濟性、環境適應性。

    [解說]:

    滿足本文所述事項所從事之設計均可適用於新建結構物及補強結

    構物。如本文所述結構物所要求之性能並不相同,目標亦不一致,由於

    結構物之補強目的乃為提昇其力學特性所相關之各種性能,因此於本手

    冊將對此有定量的查核方法。一般與結構物力學特性相關之性能如表

    R2.1.1 所示。

    表 R2.1.1 結構物力學特性相關之性能

    性能分類 性能說明

    安全性 不會威脅結構物之使用者或周遭人員生命之性能。

    使用性

    不讓結構物之使用者或周遭人員感覺有容許限度以

    上之不快感而可以舒適地使用該結構物之性能,及要

    求結構物有如水容性等各種機能。

    復舊性 於使用期間若受到損壞時可很容易地恢復原有性能

    之性能。

    結構物實施補強時,其種類、使用目的、重要性等對其補強後之設

    計耐用殘存期間之保有性能應予以規定。至於耐久性為結構物對其各性

    能降低之抵抗性能,與時間因素有關,因此表 R2.1.1 內並未包含耐久性此項。

    進行結構物保有性能與要求性能之評估時,應以具代表且可定量評

    估之方式表示。例如,對破壞之安全性而言,以構材之彎曲強度、剪力

    強度、扭曲強度等為指標進行查核,惟究竟應採用何種指標,則依採用

    之性能評估技術而有不同。本手冊以目前之技術有可能評估之指標之計

    算方法為之。但隨著技術之進步,亦可能採用較先進之方法,依各性能

    可直接呈現之指標來辦理查核。表 R2.1.2 為有關結構物安全性、使用性、

  • 第二章 維修及補強之基本計畫

    8

    復舊性,以採用目前之一般評估方法之指標例,未來可能採用之較精緻

    之性能評估方法時則依其指標為之。

    表R2.1.2 性能查核採用指標例

    性能及其項目 目前技術一般能評估法之指標 精緻性能評估法之指標

    針對破壞、崩

    壞之安全性 彎曲強度、剪力強度、扭曲強度、

    各種疲勞強度、韌性率等 安全性

    針對剛體安定

    之安全性 針對傾覆之阻抗彎曲力矩

    假設載重作用下結構物之變

    形,破壞型態(以數值模擬評估結構物在載重作用下之反

    應,並進行查核) 行駛性、步行

    性、耐振動性、

    耐噪音性

    撓度、剛性路面平坦性段差、結

    構物或地盤之振動性、乘客步行

    者之傳送速度、加速度振動標準

    值、音壓標準值等。 美觀 龜裂寬、龜裂密度、表面污染等

    使用性

    視覺安全性 撓度、龜裂寬、龜裂密度等

    結構物在假設載重及環境作

    用下之反應對使用者及近鄰

    人員之感覺(評估結構物之反應與人的感覺之相互作用,並

    進行查核)

    復舊性 殘留變位、殘留龜裂寬、混凝土

    損傷程度等 假設載重作用下結構物之變

    形,破壞型態

    2.2 調查、診斷、評估之基本計畫

    1.調查實施之前,應先擬訂調查計畫書,其內容包括調查之目的、項目、方法、使用機具儀器、調查位置及數量、時機、時程、記錄方

    法等。

    2.調查計畫書應提供足夠之資料以供診斷、評估之用,故對於損傷或損壞程度之判定、原因之研判、進行趨勢之預測、維修及補強必要

    性之判定、工法之選定,均應有具體之調查結果。

    3.當依據調查計畫書進行調查,並依據調查結果進行診斷、評估時,若因調查結果尚不足以供評估之用時,仍應擬訂再調查計畫進行再

    調查,直到評估工作得以進行為止。

    4.調查及評估人員,應為具專業資格之人員或具有相關專業知識及經驗之人員,其資格之認定依專業技師法或相關法令為之。

    [解說]:

    1.進行調查之前先擬訂調查計畫,才能獲得正確且有用的調查結果。調查應分為:結構物概要及經歷調查、外觀狀況調查、損傷或損壞

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    9

    原因判定之詳細調查等三種不同性質之調查,並應個別作成不同的

    調查計畫書。調查計畫書中應列明調查之目的、項目、方法、使用

    機具儀器、調查位置及數量、時機、時程、記錄方法等事項。

    2.擬定調查計畫時,應事前蒐集有關調查對象結構物之用途、規模、構造、周邊條件、經歷及損傷現況等資訊,並檢討適用可行的調查

    方法、適當的調查位置、必要的調查人員及調查機具儀器等,以求

    有效獲取足供正確診斷、評估之必要資訊,且不致於因之對於損傷

    或損壞程度之判定、原因之研判、進行趨勢之預測、維修及補強必

    要性之判定、工法之選定時造成錯誤。作成適切的調查計畫應能獲

    得所需具體之調查結果。

    3.調查與診斷、評估並非分開進行,實際上更應密切配合,有效的作業,同步交互進行。若因調查結果尚不足以供評估之用時,仍應進

    行再調查,直到調查結果足供評估工作進行為止。

    4.執行調查與評估之人員,必須選擇適切的調查手法,並先思考維修及補強工法與材料之適用性,作確實的評估。因此,調查與評估之

    人員必須具備對混凝土結構物之損傷現象、原因、機制及各種補強

    對策技術相關之充足的知識與經驗的專業人員才能適任,並非僅具

    備專業技師資格者皆可適任,最好是除了具備專業技師資格之外,

    尚須受過混凝土結構物之維修及補強相關技能訓練合格者才適任。

    2.3 維修及補強之基本計畫

    1.維修及補強計畫,應考慮並明示期待之性能、機能及耐用年數。

    2.維修及補強計畫,除應將顯現之損傷或損壞現象復原外,應詳予研判分析其形成之原因,並予以消除或抑制,據以擬訂維修及補強方

    法。

    3.若發現潛在之損傷或損壞原因無法全部消除時,應擬訂損傷或損壞現象再度顯現時之二度維修及補強計畫,或謀求有效抑制之其他對

    策,明示於計畫中。

    4.擬訂維修及補強計畫時,應與業主充分協調,據以設定復原目標水準。一般之復原目標可區分為長久性、延壽性、短期性等三個水準,

    並列出其相對應之施工技術與工法。

  • 第二章 維修及補強之基本計畫

    10

    [解說]:

    1.維修及補強計畫擬訂時,除了應考慮對象結構物所期待之性能、機能及耐用年數外,同時亦應考慮其施工之安全性及經濟性、材料取

    得之方便性與長期維護保養方針,而且更應明示損傷現況、原因、

    趨勢預測、維修及補強技術與施工後之效果、維修及補強施工後再

    損傷之可能性與維護保養方法等相關之專業見解於計畫中,使維修

    及補強之方針易於充分理解。

    2.本技術手冊之維修及補強主要對象為既有混凝土結構物,除應將顯現之損傷或損壞現象復原外,更應能將造成損傷或損壞之要因予以

    消除。

    3.在這個問題上,究竟是否可能消除掉或可消除多大的範圍仍是一個問題。若潛在要因無法完全消除,則再發生的可能性仍然存在。基

    於維修及補強的規模與施工成本的現實問題,欲將潛在的要因全部

    澈底消除,做永久性的維修及補強,事實上不太可能,因此,不得

    不採取先作局部之暫定維修及補強與消除或抑制要因之延命維修及

    補強併用之對策,據以擬訂維修及補強方法計畫。

    4.一般之復原目標可區分為長久性、延壽性、短期性等三個水準,不論那一種水準,均應設法排除損傷要因,抑制損傷之進行,努力發

    揮補強效果之最大極限。且在延命補強時,對損傷現象再發之可能

    性高的部位及機能上或結構上之重要部位,仍應採取長久性之補

    強。擬訂維修及補強計畫時,應與業主充分協調據以設定復原目標。

    2.4 維修及補強作業流程

    結構物之補強作業依下列之流程為之:

    1.補強對象之既有結構物應明確設定其要求性能並由點檢、補強工法選定、補強結構物之設計、補強作業之施工擬定整體計畫。

    2.實施補強對象之既有結構物之點檢。

    3.依點檢結果評估結構物保有性能,並查核是否可滿足要求性能。

    4.確知結構物無法滿足要求之性能,且若施予補強其結構物可繼續使用時,進行結構物補強設計。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    11

    5.選用適當之補強工法,並擬定將採用之材料、結構需求項目及施工方法。

    6.評估補強後結構物可達成之性能,並查核是否可達到要求性能。

    7.研判所選定之補強工法、施工方法補強結構物可達成要求之性能時實施補強作業。

    [解說]:

    1.補強的流程圖如圖 R2.4.1 所示,本流程係以維護管理指針所示「一般性維護管理之考量」之流程為基本,將補強相關部份摘出並加述

    補強獨特之事項。

    2.對補強對象之結構物之點檢係以符合維護管理指針所示之「詳細點檢」內容進行。尤其以是否需要補強之判定及蒐集有關補強必要之

    情報為目的,依本手冊之第 5 章及維護管理指針為之。

    3.補強對象之結構物係以補強檢討時其是否能滿足所要求之性能為判定補強與否之主要基準。既有結構物之各項性能依規範「設計編」

    及「耐震設計編」所示方法查核即可,惟與新建結構物不同其結構

    物中之材料特性斷面諸項等依點檢結果可採用實測值。故,原始設

    計時為考量不確定性而所採用之安全係數在補強結構物時可予以變

    更。且若結構物有損傷之情況,或因腐蝕造成鋼材斷面積減損之情

    況等所造成之影響均須加以考慮。既有結構物中之材料設計值之決

    定式如本手冊之第 3 章所示。

    為防範於其後之使用期間無法滿足所要求性能於未然,不僅於

    補強檢討時須檢討,於維護管理對策之補強時,則必須作補強檢討

    時機以後之劣化預測及各性能之查核。

    4.依查核結果評估既有結構物之性能研判其已無法滿足所要求性能且欲藉由補強以期結構物繼續使用時進行補強設計,而補強後之結構

    物所要求之性能可能也會與既有結構物不同之情形。進行結構物之

    補強設計時有以下之情況: (1)所要求之性能雖與當初新建時並無改變。但由於受到載重,環境

    之作用造成結構物性能降低,於檢討時機結構物之要求性能已無

    法滿足,須採用補強手段以達成所要求之性能。 (2)由於如設計載重之變更等而使得結構物所要求性能較當初為高,

    須採用補強手段以達成所要之性能。

  • 第二章 維修及補強之基本計畫

    12

    (3)於補強檢討時結構物之要求性能可滿足,但可預知未來將因載重、環境之作用可能造成其性能降低,為防範於未然須施予補強

    以期提昇性能。

    上述各種情況如圖 R2.4.2 所示,在(1)及(3)之情況包含有較當初新建所要求之性能為高,恢復至與原來相同之性能較當初新建所要

    求之性能為低等三種情形。((係以)圖 R2.4.2(1)之情況為例)。

    5.依實施補強之結構物種類、使用條件、提昇性能種類及其檢查程度等因素,就可行之補強工法中選擇適當之工法。本手冊之第 7 章係以外加鋼索工法、貼附、捲覆工法及增厚、包覆工法為主,敘述選

    定各工法時之一般事項。採用此等工法進行補強時,設計上注意事

    項則於補強工法案例中敘述之。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    13

    擬訂補強計畫

    結構物繼續使用,其他維護管理對策

    既有結構物之點檢

    既有結構物之要求性能

    既有結構物之性能之核查

    限制使用、拆除、新建、放置

    選擇補強作業

    構造諸項,施工方法之擬定

    性能符合要求

    實施補強工程

    補強結構物之使用,維護管理

    OK

    NO

    NG

    Yes

    OK

    補強後所需性能

    經補強後可否繼續使用

    NO

    圖 R2.4.1 補強流程

  • 第二章 維修及補強之基本計畫

    14

    6.採用選定之工法補強之結構物,須確認自補強後至使用期滿為止,其殘存之設計耐用期間內可滿足其結構性能之要求。補強結構物性

    能之歷時變化,依本章 2.5 所示之原則考量設計之。

    7.外加鋼索工法、貼附工法、捲覆工法、增厚工法及包覆工法等之施工上注意事項則於補強工法手冊中敘述之。

    圖 R2.4.2 補強提昇性能之概念

    2.5 補強結構物性能之歷時變化

    1.補強結構物補強設計時,應確認補強後至殘存之設計耐用期限內,可滿足所要求之性能。惟基於一般狀況,結構物保有之性能將隨時

    間之增加而降低之事實。若要求性能一定(無使用變動或因時間而變)時,則可採用查核,核算預估設計耐用期間終了時之保有性能,此查核可取代設計耐用期間內所有不同時間點所需之查核。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    15

    2.若無法預測補強結構物於使用期間之性能可能因載重或環境變化造成之歷時變化時,應採用以下列方法之一為之: (1)經由選擇適當之補強部位材料、構件及施工方法,以確保結構物

    不致因歷時變化導致實質性能低於需求性能。 (2)經由選擇適當之補強部位材料、構件及施工方法,使不致發生超

    出目前預測技術所預測性能降低範圍之情況。 (3)採用適當之維護管理對策,達成結構物於補強後使用期間,性能

    不低於需求性能。

    [解說]:

    1.圖 R2.5.1 所示為理想的查核補強結構物性能之概念,一般使用中之結構物會因載重、環境作用致結構物之情況(結構物中之材料特性,損傷之累積,結構型態)產生歷時變化。亦即結構物之性能於不同的時段所能發揮之性能亦會產生歷時變化。因此,以補強後之未來時

    段為對象來查核結構物性能時,應予預測在假設之載重、環境作用

    下結構物所生之歷時變化,並依結果評估各查核時段對象結構物之

    保有性能,並與要求性能相比照才較合理。

    補強後對結構物之要求性能標準不因時間改變,若藉由評估設

    計耐用期間終了時結構物之保有性能,並確認其可滿足要求性能,

    則可取代期間內所有之查核。此構想可用於結構物在使用期間受載

    重、環境作用時,其性能有漸漸減少之情況,但對於要求性能會隨

    時間變化之情況並不適用(參照圖 R2.5.2)。總而言之,採用本方法並不需要逐一評估結構物性能之歷時變化,而僅就設計耐用期間終了

    時,對結構物之保有性能進行評估即可。

  • 第二章 維修及補強之基本計畫

    16

    圖 R2.5.1 沿時間座標核查結構物性能之概念

    圖 R2.5.2擬定查核補強結構物時點之構想

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    17

    2.採用外加鋼索工法、貼附捲覆工法、包覆增厚工法等方法時,有關材料及設計施工上之注意事項,參閱本手冊第 3 章所示。

    2.6 緊急處置

    1.於調查、診斷、評估時或維修及補強設計施工前,如發現局部有混凝土塊掉落之虞的危險區域,應先將混凝土塊設法除去或架設安全

    防護網,以防止掉落混凝土塊傷及調查人員或第三者,並以欄柵圍

    護,防止第三者進入危險區域內。

    2.若調查作業中有崩垮或評估作業時程內,有持續之安全性惡化之虞者,應先架設臨時支撐或其他安全措施等必要緊急處置。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    19

    第三章 維修及補強材料

    3.1 一般事項

    用於決定補強既有結構物之材料設計值的方法應予規範。採用外加

    鋼索工法、貼附捲覆工法、包覆增厚工法時,補強材料的必要設計值及

    品質標準應予規範。

    [解說]

    由於受施工期間各種因素及使用期間之載重及環境等因素影響,用

    於補強既有結構物之材料之實際特性與當初新建設計時之預估值會有

    所差異。於補強設計時,必須考慮上述因素之影響,以決定既有各部位

    材料之設計值。又本章未述及之材料,則只要該材料之品質有所規範符

    合需求者亦可採用。

    3.2 既有結構物中之材料

    補強設計時,既有結構物的材料設計值之決定應以抽樣檢測結果為

    依據。

    1.材料特性值

    由於考量經由抽樣檢測所得之測定值可能有較大變異現象,因

    此既有結構物中材料採用設計之特性值,應小於大部份之檢測值。

    如鋼材之斷面積有因腐蝕造成減損時,則應採用實際測定值或依適

    當方法決定之。

    2.材料參數(強度折減係數)

    既有結構物中材料之材料參數,依照規範決定之即可。若既有

    結構物中材料之特性值與當初新建時所假設有不同時,或補強後之

    使用情況與原設計有所不同時,則材料參數之決定可不同於規範之

    規定值。

    [解說]

    1.材料特性值係依試驗值之平均值及其標準偏差兩項而定。基本上既有結構物中材料均取同一特性值,但一般由於抽樣檢驗之樣本數不

  • 第三章 維修及補強材料

    20

    多,試驗值之分佈趨於一致亦有其困難,因此宜綜合研判抽樣檢測

    之試驗值再予以推測特性值。

    雖然鋼材之抗拉強度之特性值與時間較無關聯,但由於其斷面

    積之減少將造成抗拉承載力降低變化,此情形在設計既有結構物補

    強使用鋼材時應有所考量。再者,決定鋼材之其他特性值也須考慮

    其腐蝕情況,過去所受之應力歷程等因素。若鋼材有顯著的腐蝕現

    象或曾受過超過降伏強度之應力歷程時,其粘裹特性、疲勞特性,

    伸展特性等會有質變,需特別注意。

    2.由於材料係數於工程新建時與補強時並不相同。新建結構物之材料係數係依據結構物之使用目的、設計耐用期間、載重條件、環境條

    件、施工及維護管理等諸多因素而決定;至於補強時,結構物設計

    之材料係數則係依抽驗結果,再加考慮已知之載重、環境條件、材

    料特性及補強後設計耐用年限等因素來決定。若抽驗結果顯示既有

    結構物之使用狀態與原設計時之假設相同時,則其材料係數依照規

    範之規定即可。

    一般用於新建結構物之混凝土抗壓強度,原則上採用結構設計

    強度乘材料係數作為設計值。至於既有結構物混凝土之特性值,若

    以抽驗所得結果為基準,則該值較為確定,故其所採用之材料係數

    則可酌予調高。若依混凝土抗壓強度、彎曲強度、抗拉強度、粘裹

    強度及承壓強度等來決定之特性值,鑑於混凝土在使用時會發生劣

    化,故採用之材料係數應慎重決定。

    3.3 維修及補強材料品質

    3.3.1 外加預力鋼材

    1.外加預力鋼材之品質除抗拉強度外,尚有其他強度特性,例如彈性模數、熱學特性及其他變形特性等。

    2.外加預力鋼材應加適當保護套管或防銹材,原則上應使其品質不致隨時間而變化。

    3.用在外加預力鋼材之錨定器及續接器,其抗拉性能須在規定載重作用下不發生破壞或顯著變形。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    21

    [解說]:

    1.外加預力鋼材須具維持補強時所施加預力之品質。一般有關外加預力鋼材之品質,係以抗拉強度等強度特性、彈性模數與潛變等變形

    特性,及線膨脹係數與鬆弛特性等性能表示之,皆須具可靠性。

    外加預力鋼材若採用PC鋼線時應依CNS 8695[預力混凝土用硬鋼線]之規定;採用PC鋼棒時,則依CNS 9272[預力混凝土用鋼筋(棒)]之規定,亦可採用同等品,當採用預先防銹處理之 PC 鋼材時,其品質應予確認。若採用連續纖維緊拉材時,以符合 JSCE-E131[連續纖維補強材品質規格(案)](日本土木學會)之規定為原則。若需採用JSCE-E 131 規定外之連續纖維拉張材時,須以試驗確認其品質符合要求。

    外加預力鋼材之強度特性有必要包括擦損(fretting)疲勞強度,一般所謂擦損疲勞係指彎曲配置之緊拉張材才具有的疲勞現象,必須

    與直線配置者區別之。

    2.外加預力鋼材於使用期間,應考慮因鋼材會受到腐蝕因子、化學物質、紫外線等作用及鋼腱偏折處摩擦作用所造成之品質變化。此外,

    連續纖維拉張材若於施工中受到損傷時,其強度等品質亦有可能降

    低,導致連續纖維拉張材斷裂。故在補強設計時應考慮上述因素,

    使其即使發生也不致影響結構物安全,致可能危及人身安全。

    外加預力鋼材因受各項作用或環境因素易造成品質之歷時變

    化,因此宜以適當的方法加以保護。近來採用外加預力鋼材時,為

    防止鋼材腐蝕,可採用防銹材、保護套管或兩者併用,以使預力鋼

    材常處於不受化學物質或紫外線作用之保護環境。惟若經由適當的

    數值試驗或促進曝露試驗等結果,能確認預力鋼材,即使無保護下,

    其品質也不會因時間而變化,或能精準地預測其品質低落程度影響

    很小,則不在此限。外加預力鋼材之保護套管或防銹材,應具有下

    述特性: (1)保護套管

    保護套管係用於保護預力鋼材及當作防銹材之充填套管。須

    採用具有以下之特性:

  • 第三章 維修及補強材料

    22

    所採用之保護套管需具有充分的硬度與強度,於輸送過程、構

    材按裝、拉張作業及注入防銹材作業時不受損傷。同時亦需使

    其於偏向部具有抵抗長期觸壓之強度。

    保護套管除本身不會與充填材發生化學反應外,同時需具有抵

    抗注入充填材壓力之足夠強度。

    在施工中及使用中所設定溫度範圍內,保護套管需採用具化學

    穩定性;譬如若保護套管對溫度之反應過於敏感,則可能導致

    意想不到之充填材洩漏等意外事故,因此有必要檢討各材料之

    熱膨脹率。

    考慮有更換預力鋼材之情況時,則需選擇易於更換作業之材

    料。一般保護管雖有鋼管、聚乙烯(polyethylene)管、聚丙烯

    (polypropylene)管、金屬補強聚乙烯管及纖維強化高分子複

    合材料(FRP)管等,但以聚乙烯管使用實績較多。聚乙烯管採

    用符合 JISK6761(一般用)及 JISK6762(自來水管用)之規定,

    最近採用高密度聚乙烯管有增加之趨勢。

    (2)防銹材

    於外加預力鋼材採用 PC 鋼材時,若防銹為其主要之保護目的,則必須使用防銹材來保護外加預力鋼材,其較具體之防銹方

    法如下所示,惟不論採用何種方法,均必須至使用終了為止,仍

    具有防銹效果。 素線防銹型(鍍鋅、環氧樹脂塗佈、聚乙烯系被覆等)。

    充填型(灌注水泥系、潤滑油脂系(grease)、蠟系(wax)、瀝青

    材系)。

    上述 及 之複合型。

    再者,若 PC 鋼材無保護管而單獨使用電鍍,塗佈或被覆等方式保護,則須保持良好狀態而不受環境及化學作用之影響。同

    時基於防銹材可能因化學作用及時間之經過,造成品質降低導致

    外覆預力鋼材之品質大受影響,故需隨時掌握其材料特性且需確

    認與接觸材料並無其他不良反應。

    3.錨定器及續接器之品質原則上應依中央建築主管機關訂定之「鋼筋續接器續接施工規範與解說」或 JSCE-E503「PC 工法之固錨定器及續接具之性能試驗方法(案)」(日本土木學會)及 JSCE-E537「使用連續纖維補強材 PC 工法之錨定器及續接具之性能試驗方法(案)」(日本土木學會)之規定加以確認。若採用新的型式或依上述學會規定之

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    23

    試驗無法充分獲得試驗數據時,如有其他充分的試驗數據能保證其

    品質,則可免依學會規定作試驗。

    3.3.2 鋼板

    1.鋼板之品質除抗拉強度外,尚應以其他強度特性、彈性模數及其他變形特性、熱特性等之材料特性來表示,同時須能確保其具焊接性

    及與接著劑之接著性。

    2.鋼板品質不可因經時而發生變化,應施予適當表面保護。

    [解說]:

    1.鋼板之材質以符合 SS400 規定為原則,使用時須附材質證明書,鋼板之接頭採用焊接時,則焊接處須確保達到所要求強度。採用接著

    劑將鋼板接著(貼附)於混凝土表面時,則因應接著劑之性狀應確保接著劑具所要求之接著強度。若採用 SS400 以外材質之鋼板時,則應另行檢討其必要之接著性及焊接性。

    2.一般鋼板之品質會受載重或環境作用隨時間而變化,貼附工法由於鋼板係配置貼著在鋼筋混凝土表面上,因此,較易受環境作用而產

    生因腐蝕之歷時變化影響。一般防止腐蝕之處理方式雖可採用樹脂

    底漆或熱浸鍍鋅底漆等塗佈材,惟其塗佈材應採用經確認具防蝕性

    或水密性等要求品質,並達足夠之塗膜厚度。

    3.3.3 連續纖維布

    1.連續纖維布之品質以抗拉及其他強度、彈性模數、熱特性及其他變形等之材料特性表示之。

    2.連續纖維布應施予適當之表面保護,不得因時間而發生品質變化。

    [解說]:

    1.連續纖維布應確認具符合工程需求的強度、伸展能力、彈性模數、線膨脹係數等材料特性。因連續纖維布之品質會受接著樹脂之影

    響,故應確認連續維布與接著樹脂形成之複合材(FRP)之材料特性。

  • 第三章 維修及補強材料

    24

    2.一般連續纖維布之品質會隨時間、所受載重與環境作用而起變化。於貼附工法中,由於連續纖維布係貼附於結構物表面上,為防止補

    強材之歷時質變,故其外層須施予塗裝或以混凝土或水泥砂漿當作

    保護層。惟若經適當的統計分析或加速暴露試驗證明不需保護者,

    則可不受此限。

    3.3.4 接著劑

    1.用於黏結混凝土與補強材之接著劑應確保對兩者均具有所要求之接著強度。

    2.用於補強材料搭接處之接著劑應確保搭接強度。

    3.貼附工法用於連續纖維布之接著劑亦為纖維複合材之基材,應確保纖維複合材之強度與彈性模數等特性。

    4.用於塗佈或注入等不同施工法之接著劑應具備適當之粘度與收縮等特性。

    [解說]:

    1.接著劑應使補強材與混凝土接著呈整體化。若混凝土與補強材之粘著強度會因接著劑或補強材種類與混凝土表面狀態等不同而有差異

    時,則可經由適當的試驗加以確認。

    2.接著劑使用於鋼板之接頭續接板或使用於連續纖維布之重疊接頭(搭接)者,應具有足夠之粘著強度以獲得所要的搭接強度。

    3.塗佈於結構體之接著劑應使樹脂充分地浸潤於纖維布,而使纖維相互結合,其複合材(FRP)應具傳達應力所需強度及彈性模數等機能。因此,接著劑除應具補強材與混凝土之接著機能外,亦為強化纖維

    複合材之基材(matrix)。

    4.貼附工法係在現場以接著劑將補強材與混凝土結合成整體化之補強工法,接著劑應具備適合現場施工之粘度、流動性等品質。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    25

    3.3.5 填充材

    1.用於貼附工法之填充材應具有適當填充性與流動性,且能使補強材與混凝土密接。

    2.填充材硬化後須具充分之密實性,使能有效傳遞補強材與混凝土間之應力。

    [解說]:

    採用四面圍束貼附工法以提昇柱狀構材之剪力強度或韌性時,補強

    材與既有混凝土並不須結合成一體,但補強材與既有混凝土間須充分密

    接。填充材應具適當良好之流動性與填充性。

    3.3.6 水泥系補強材

    1.水泥系補強材之品質評估方式,應以補強後結構物達既有性能為主。補強材須具備所需之抗壓強度、抗拉強度、彈性模數、變形特

    性、熱學特性、水密性等特性。

    2.水泥系補強材應以適當配比設計來選定,使硬固後品質不隨時間劣化為目標。

    [解說]:

    1.本節中雖然僅敘述目前通常使用之補強材,但並不妨害其他補強材之使用。水泥系補強材乃以水泥砂漿或混凝土等材料為對象,其品

    質要求依補強結構物所需性能、種類、標準或工法而異。水泥系補

    強材需具乾縮小、早期強度高、龜裂扺抗性優異、抗彎曲、抗剪力

    及耐疲勞等特性。水泥系補強材常用於橋面版之頂面增厚、頂面配

    筋增厚、底面增厚及底面噴附等補強工法。

    底面增厚補強工法係以人工由下施作,為求與既有結構物呈整

    體化,水泥系補強材須具良好粘著性。

    一般頂面配筋增厚補強工法中,採用之鋼纖維補強混凝土係由

    速凝水泥或早強卜特蘭水泥以少量拌合水製成,其鋼纖維品質須符

    合 JSCE-E101-1983「混凝土用鋼纖維品質規格」(SFRC 指針)之規定。

  • 第三章 維修及補強材料

    26

    底面增厚補強工法常使用粘著力大的樹脂(SBR 或 LATAX)水泥砂漿;而底面噴附補強工法則使用速凝水泥拌製之鋼纖維噴凝土

    (水泥砂漿)等。

    因增厚部分不可產生孔隙,故 RC 捲覆補強工法須使用坍度約18cm 之高流動性混凝土,且為減低乾縮亦有摻用膨脹劑之作法。水泥砂漿噴附補強工法中,為減少增厚之厚度,水泥系砂漿常摻加膨

    脹劑或塑膠短纖維,使具高充填性及抗龜裂性。預鑄版捲覆補強工

    法以配有箍筋、預留筋及接頭之混凝土或水泥砂漿預鑄版為主,於

    既有混凝土與預鑄版之間隙注入高流動性無收縮水泥砂漿予以充

    填,以使結構整體化。

    補強材之品質係以抗壓、抗拉強度、彈性模數及柏松比、應力

    -應變關係等特性表示,亦可以彎曲強度、粘著強度及疲勞強度等

    表示之。對於工程要求之強度、變形特性、彈性模數、線膨脹係數

    等應予確認。

    於包覆增厚補強工法中,粘著強度及疲勞強度為重要的材料特

    性;彈性模數、柏松比等為表示結構材料韌性及抗龜裂性之指標,

    但如何以定量方式表示目前尚未建立,仍待研究。

    2.混凝土配比會影響其新拌混凝土之工作性及硬固混凝土之品質,因此須妥善擬定配比條件,再由試拌確認可提供合宜之坍度、空氣含

    量及抗壓強度等,並應避免產生鹼-骨材等不良反應。

    增厚、捲覆工法中,因補強材係設置於結構物之外表面,當所

    選用之優良材料、適當配比並經試驗及分析,確認其抗壓強度等材

    料特性幾乎不隨時間而變,則其材料特性可作為補強施工時逐項查

    核項目;否則均需施予保護,以防止其材料特性隨時間變化。

    3.材料選用及配比設計可參照之規範

    有關材料選用及配比設計可參照下列規範: (1)混凝土標準示方書(規範)之「規準(設計)編」與「施工編」,(日本

    土木學會) 2002 年。 (2)混凝土技術叢書 28「混凝土結構物之補強設計、施工之未來像(未

    來輪廓)-性能逐項查核型補強設計指針各工法別手冊中之混凝土增厚工法編」,(日本土木學會),1998 年。

    (3)鋼纖維補強混凝土設計施工指針,(日本土木學會),1983 年。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    27

    (4)頂面增厚工法設計施工手冊(日本高速公路調查會),1995 年。 (5)設計要領第二集橋梁保全編(日本道路公團),1997 年。 (6)既有鐵路混凝土高架橋墩等之耐震補強設計、施工指針-螺旋鋼

    筋捲覆工法-(日本鐵道綜合技術研究所) ,1996 年。 (7)噴附水泥砂漿之高架橋墩等之耐震補強工法設計、施工指針(日本

    鐵道綜合技術研究所),1996 年。 (8)既有鐵道混凝土高架橋墩等之耐震補強設計、施工指針-RC 預鑄

    版模板工法編-(日本鐵道綜合技術研究所),1996 年。

    3.3.7 鋼材

    配合水泥系補強材使用鋼材之選擇,須能保有補強結構之原有性

    能,包括力學性質(如抗壓強度、抗拉強度、彈性模數)及其他相關變形特性、熱學特性與水密性等。

    補強結構物之保有性能,以抗壓強度,抗拉強度及其他之強度與

    水泥系補強材併用之鋼材品質為評估特性、楊氏係數及其他之變形特

    性、熱特性、水密性等之材料特性表示之。

    [解說]:

    本項所述之鋼材,除配合水泥系補強材使用之鋼材外,尚包括預

    力、錨定、續接等之鋼材,其品質須符合 CNS 之相關規定。

    3.3.8 其他維修材

    配合水泥系補強材使用之其他維修材種類繁多,使用時其品質須

    明示之。

    [解說]:

    本項所述之維修材,依目前常用之材料整理如表 R3.3.1 所示。

  • 第三章 維修及補強材料

    28

    表 R3.3.1 常用維修材

    種 類 種 別 主 要 成 份 浸透性吸水防止材 1.硅酮(Silicon)系。

    2.硅烷(Silane)系。 3.壓克力(丙烯)(Acryl)系。 4.變性聚酯(Polyester)樹脂系等。

    浸透性固化材 1.無機系:硅酸鹽、膠態硅(Colloidal Silica)系,硅氟化物系等。

    2.有機系:環氧(Epoxy)樹脂系、丙烯樹脂(Acryl)系,尿烷(Urethane)樹脂系,聚酯(Polyester)樹脂系等。

    無機質浸透性防水材 1. [水泥、矽酸鈉、水溶性矽、氧化鋁、氧化鈣等之混合物]+ [水] 。

    2. 聚合擴散劑(Polymer Dispersion)。 浸透性鹼性粘著材 矽酸鋰(Lithium)系等。

    含浸材

    塗佈形防鏽材 亞硝酸鈣系亞硝酸鋰系等。

    聚合水泥系塗料 1.SBR [Styrene (苯乙烯) Butadiene(丁二烯) Rubber (橡膠)]系。

    2.丙烯(Acryl)樹脂系。 3.防鏽劑添加系。

    合成樹脂系塗料 1.環氧(Epoxy)系。 2.丙烯(Acryl)系。 3.尿烷(Urethane)系等之樹脂底塗料

    (Primer)。

    防 鏽 處

    理材

    鏽轉換塗料 磷酸,有機酸,螯形化合物(Chelate)劑等。

    聚合水泥砂漿 1. SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)系。 2.丙烯樹脂系。 3.防鏽劑添加系等聚合水泥砂漿。

    聚合樹脂砂漿 環氧樹脂砂漿等(用 Cirrus Balloon 等之 輕骨材較多)。

    斷 面 修

    復材

    水泥砂漿,混凝土 水泥、骨材、混凝土用化學混合劑等拌合而成之普通水泥砂漿或混凝土。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    29

    表 R3.3.1 常用維修材(續)

    種 類 種 別 主 要 成 份 環氧樹脂注入材 注入用環氧樹脂,注入用可撓性環氧樹脂

    水泥膠漿注入材 聚合水泥漿(Polymer Cement Slurry),超微粒爐渣水泥(Slag Cement)等

    裂縫注

    入材

    填縫材 1.硅酮(Silicon)系 2.尿烷(Urethane)系 3.聚硫化(Polysulfide)系等

    聚合水泥砂漿 1.SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)系 2.丙烯樹脂系 3.防鏽劑添加系等聚合水泥砂漿

    底床調

    整材

    聚合樹脂砂漿 環氧樹脂砂漿等之披縫材(密封材)

    浸透性吸水防止材 1.硅酮(Silicon)系 2.硅烷(Silane)系 3.壓克力(丙烯)(Acryl)系 4.變性聚酯(Polyester)樹脂系等

    塗 料 1.丙烯樹脂(Acryl)系 2.丙烯尿烷(Acryl Urethane)樹脂系 3.丙烯硅酮(Acryl Silicon)樹脂系 4.氟素樹脂系等之塗料

    粉刷塗飾材 1.水泥系 2.聚合水泥系 3.硅酸質系 4.合成樹脂乳膠(Emulsion)系 5.合成樹脂溶劑系等之薄層塗飾材,厚層塗飾材,複層塗飾材等

    表面被

    覆材

    塗膜防水材 1.丙烯橡皮(Acryl Gum)系 2.尿烷(Urethane)系等之屋面或外牆之塗

    膜防水材

  • 第三章 維修及補強材料

    30

    3.4 維修及補強材料之特性值及設計值

    3.4.1 外加補強材

    1.外加鋼索之特性值及設計值應以適當的方法決定之。

    2.預力鋼材之特性值及設計值可依規範決定之。

    3.連續纖維補強材之特性值及設計值可依採用連續纖維補強材之混

    凝土結構物設計、施工規範決定之。

    4.外加鋼索之材料係數依規範以及採用連續纖維補強材之混凝土結

    構物設計、施工規範決定之。

    [解說]:

    1.採用符合 JIS 標準之預力鋼材時,其特性值及設計值可依規範[設計編]3.3 所示決定之。一般用為外露工法之鋼索,應依不同之錨定工法,參考預力混凝土工法設計施工指針(土木學會)之規定。

    2.採用符合 JSCE-E131[連續纖維補強材之品質規格(案)](土木學會)之連續纖維拉材時,其特性值及設計值之決定,可參照採用連續纖維

    補強材之混凝土結構物之設計、施工規範[設計編](土木學會)。

    作為外加鋼索之連續纖維拉張材,若品質不符合 JSCE-E131 規定,應以試驗決定設計強度、彈性模數之設計值及極限應變等。其

    有關抗拉強度、彎曲拉力、撕裂載重、潛變破壞強度、鬆弛(relaxation)值、疲勞強度、熱膨脹係數、剪力強度等,可依據相當於 JSCE-E531[連續纖維補強材之拉力試驗方法(案)]等之土木學會標準試驗決定之。但若採用其他之試驗方法所決定之值,經研判具有相當之實績,且

    受錨定器影響之特性值亦具有可信度時,則亦可採用該等試驗所決

    定之值。此外,在外加鋼索工法中,多纜索系統(multi-cable system)之應用頻率有漸多之趨勢,由於多纜索系統之鋼索具有之總拉力並

    未隨其根數增加而呈比例增大之現象,故應用時應充分瞭解該系統

    之特性。

    3.受保護之外加鋼索之標準材料係數可參考表 R3.4.1 所示決定之。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    31

    表 R3.4.1 外加鋼索之材料係數

    鋼材 連續纖維拉張材

    服務性之檢核 1.0 1.0

    安全性之檢核 1.0~1.05 1.15~1.30

    3.4.2 鋼板

    鋼板之特性值及設計值原則上應符合鋼結構設計規範之相關規

    定。

    [解說]

    鋼板之抗拉強度特性值及設計值、應力--應變關係、彈性模數等特性,應符合鋼結構物設計指針(日本土木學會)之規定,若採用鋼結構物設計指針中未載明之材料時,其強度、彈性模數、應力--應變關係、熱膨脹係數等材料特性值及設計值可依試驗決定之。

    3.4.3 連續纖維布

    1.連續纖維布之抗拉強度特性值原則上以拉伸試驗決定之。

    2.連續纖維布與混凝土之粘著強度特性值應以適當方法試驗決定之。

    3.連續纖維布之抗壓強度及剪力強度,於設計上不予考慮。

    4.連續纖維布之彈性模數原則上以拉伸試驗決定之。

    5.用於安全性檢核之連續纖維布抗拉應力-應變關係,可由試驗求得之抗拉強度和取其對應之最終應變與原點連成之直線關係決定

    之,至於服務性檢核之連續纖維布抗拉應力-應變關係,則可假定利用由抗拉試驗求得之彈性模數與原點連成之直線關係決定之。

    6.連線纖維布之熱膨脹係數原則上以試驗決定之。

    7.連續纖維布之疲勞強度之特性值依適當的試驗決定之。

    8.連續纖維布與混凝土之粘著疲勞強度特性值依適當的試驗決定之。

    9.連續纖維布之材料係數依規範[設計編]2.6(2) 所示之規定決定之。

  • 第三章 維修及補強材料

    32

    [解說]:

    1.抗拉試驗可依 JIS K7073「碳纖維強化塑膠之抗拉試驗方法」規定。連續纖維布係連續纖維浸潤於接著劑結合而成之纖維強化複合材

    料。即使纖維種類相同,但其強度依纖維編織方式、接著劑特性之

    不同而異,故須以纖維強化複合材料之成品切片來測定,其抗拉試

    驗片如圖 R3.4.1 所示。連續纖維布之抗拉強度分佈一般較鋼材分散,但仍可依常態分佈來考量,其抗拉強度之特性值一般取其平均

    強度減去 3 倍標準偏差,此值相當於 99.9%之可靠度。至於推算抗拉強度時所引用之斷面積,可由連續纖維數含量推算,纖維數之含

    量即為每單位面積連續纖維布中所含連續纖維之質量,亦即連續纖

    維之單位長度重量除以比重計算其斷面積。

    圖 R3.4.1 抗拉試驗片之例(單位:mm)

    2.由於連續纖維布與混凝土之粘著強度依連續纖維布、接著劑之種類、混凝土強度及其表面處理情況等之不同而異,故原則上依試驗

    來決定。如圖 R3.4.2 所示為連續纖維布貼附於混凝土方形柱上,將連續纖維布施加拉力進行抗拉試驗來推求粘著強度。

    亦可在混凝土梁試體之拉力面上貼附連續纖維布,進行抗彎試

    驗,以連續纖維布之剝離載重來求得粘著強度。由於連續纖維布貼

    附於構材之拉力與剪力作用面上,其粘著力之傳遞方式不同,因此,

    粘著強度應依適當的方法求得。

    3.由於連續纖維布遠較構材為薄,難以承受壓力,且其剪力剛性、剪力強度亦遠較鋼材或混凝土為小,因此連續纖維布之抗壓強度及剪

    力強度在設計時均忽略不計。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    33

    圖 R3.4.2 著試體之圖例

    4.抗拉試驗原則上依 JIS K7073「碳纖維強化複合材料之抗拉試驗方法」之規定進行。連續纖維布之彈性模數之測定,則以碳纖維強化

    複合材料成品進行。其計算時所採用之斷面積,一般可經由纖維數

    含量求得純連續纖維之斷面積。

    5. 連續纖維布之應力--應變關係曲線依連續纖維之種類、形式等不同而異,又由於切線彈性模數隨應力大小而異,因此須設定一檢核應

    力範圍之性能模式。

    6.由於連續纖維布其軸向熱膨脹係數會依連續纖維之種類、製造方法、接著劑用量等之不同而異,原則上由試驗決定之。連續纖維布

    之熱膨脹係數應以纖維複合材料成品來測定。雖然目前無連續纖維

    布熱膨脹係數之測定例,但單向強化纖維強化複合材料之熱膨脹係

    數,可由連續纖維與接著劑個別之膨脹係數、彈性模數及連續纖維

    之體積比依式(3.4.1)來推算得知。

    )1()1(

    VEVEVEVE

    mff

    mmfffL −+

    −+=

    ααα (3.4.1)

    式中

    αL:FRP 纖維方向之熱膨脹係數

    αf:連續纖維之熱膨脹係數

    αm:接著劑之熱膨脹係數

    Εf:連續纖維之彈性模數

  • 第三章 維修及補強材料

    34

    Εm:接著劑之彈性模數

    Vf:FRP 中連續纖維之體積比

    7.,8. 依據試驗決定疲勞強度之特性值時,可考慮連續纖維布之種類、作用應力大小、作用頻率及環境條件等因素。

    9.於採用連續纖維補強材之混凝土結構物之設計、施工指針(案)[設計編]中明示一般連續纖維補強材之材料係數為 1.15~1.3,由於連續纖維布及其成品可與連續纖維補強材作同樣的考慮,因此,在適當施

    工及保護下,連續纖維布之材料係數亦可訂為 1.15~1.3。

    3.4.4 水泥系補強材

    1.混凝土

    混凝土之特性值及設計值可參照日本土木學會規範 [設計編]3.2 節之規定,若使用之混凝土特性值及設計值異於一般混凝土者,無適當規範可參照時,則依適當試驗決定之。

    2.水泥系砂漿 (1)水泥系砂漿之抗壓強度、抗拉強度及抗彎強度等之特性值原則上

    應依適當試驗決定之。 (2)水泥砂漿之彈性模數應依適當試驗結決定,其應力-應變曲線原

    則上依據試驗結果,選定符合使用目的之彈性模數。 (3)水泥砂漿之材料係數依日本土木學會規範[設計編]2.6(2)節之規

    定。

    [解說]

    1.由於增厚、捲覆工法中大多採用特殊混凝土,為使其能與既有混凝土有良好粘著力及龜裂抑制等。因此需經由適當試驗決定其特性

    值。例如,鋼纖維混凝土中當鋼纖維使用量在 2%以下時,雖然其抗壓強度、彈性模數之特性值幾乎與普通混凝土相同,但其壓縮韌性、

    抗彎韌性、抗拉強度及剪力強度則較同一抗壓強度之普通混凝土為

    高,可依據下列適當試驗法選定之: (1)JIS-G551 1983(SFRC 方針)「鋼纖維補強混凝土之壓縮強度及壓縮

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    35

    韌性試驗方法」 (2)JSCE-G552 1983(SFRC 指針)「鋼纖維補強混凝土之彎曲強度及彎

    曲韌性試驗方法」 (3)JSCE-G552 1983(SFRC 指針)「鋼纖維補強混凝土剪力強度試驗方

    法」

    雖有研究報告指出鋼纖維混凝土之彎曲疲勞強度較普通混凝土

    為高,但因鋼纖維種類、使用量與 S-N 曲線關係尚未確立,有待日後累積足夠疲勞試驗數據,以決定疲勞強度之特性值。

    2.目前所使用之水泥砂漿,其強度特性應依: (1)試驗方法

    ○1 JSCE-G505-1995「水泥砂漿或水泥漿圓柱試體之抗壓強度試驗

    法」

    ○2 JIS R5201「水泥之物理試驗方法」或與規範所示相同之混凝

    土試驗方法。

    (2)水泥砂漿之應力-應變曲線隨水泥砂漿之種類與配比不同而異,由於其彈性模數隨應力而變,故可依據 JSCE-G502-1988「混凝土之靜彈性係數試驗方法(案)」等適當試驗所獲得之結果擬定查核所需性能之模式。

    (3)由於增厚用之水泥砂漿與混凝土具相同之材料特性,因此,其材料係數與混凝土可依同一規範之規定。

    3.4.5 鋼材

    鋼材之特性值及設計值依規範之規定。若使用之鋼材其特性值及

    設計值無規範可參照時,則依適當試驗決定之。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    37

    第四章 維修及補強設計

    4.1 一般事項

    載重作用及環境作用之考慮應以規範為準。

    [解說]:

    既有結構物及補強後結構物之性能查核,應以結構物所受載重作用

    與環境作用之適當組合為考量之基礎。當評估結構物性能在使用期間之

    歷時變化時,須考慮結構物所受之載重作用及環境作用之歷程,一般需

    包括永久載重、偶發載重、變動載重之作用及環境作用等之各種組合。

    於執行查核結構物性能之評估時,應依查核所需之性能,適當選擇

    所應考慮之載重作用及環境作用,表 R4.1.1 為依本手冊執行結構物性能查核時之組合型式。

    表R4.1.1載重作用及環境作用之組合型式

    性能 查核前所須考慮之載重作用及環境作用履歷 查核時所須考慮之載重作用組合

    永久載重+主要變動載重+附屬變動載重

    永久載重+偶發載重+附屬變動載重 安全性

    永久載重+偶發載重

    使用性 永久載重+變動載重

    復舊性

    永久載重+偶發載重+變動載重+環境作用之履歷

    永久載重+偶發載重+附屬變動載重

    永久載重、變動載重及偶發載重應依[建築物耐震設計規範及解說]或[規範設計編]之規定;偶發載重中之地震作用則應依[建築物耐震設計規範及解說]或[規範耐震設計編]之規定;標稱載重及載重係數則應依對照表 R4.1.2 所示,並依[混凝土工程設計規與解說(土木 402-94)]或[規範設計編]及[建築物耐震設計規範及解說]之規定。

  • 第四章 維修及補強設計

    38

    表R 4.1.2標稱載重及載重係數

    檢討極限界限之標稱載重及載重係數

    檢討疲勞界限之標稱載重及載重係數 安全性查核

    查核耐震性能 2、3 之標稱載重及載重係數

    使用性查核 檢討使用界限之標稱載重及載重係數

    復舊性查核 查核耐震性能 1、2 之標稱載重及載重係數

    影響結構物之環境作用包括四周之溫度、濕度、鹽分濃度、乾濕作

    用、日照及紫外線照射等。環境作用因持續作用於使用中之結構物,為

    導致結構物中之材料發生歷時變化之主要原因。因結構物型式與所處環

    境等不同,導致影響性能歷時變化之環境作用亦不相同。大多數種類之

    環境作用與載重作用互相比較時,其作用之大小及其時間性變動之表示

    方法目前尚未確立通用之模式。因此,有必要考量未來之歷時變化,環

    境作用之歷程予以適當模式化。

    有關造成結構物中鋼材腐蝕、混凝土凍害之環境作用可分別參考[規範設計編]與[混凝土結構物之耐久設計指針],造成結構物各種劣化現象之環境作用的考量方法則於[維持管理指針(案)]規定之。

    4.2 復原目標水準之設定

    1.復原目標水準分為長久性、延壽性及短期性等三種。

    2.復原目標之水準應考慮性能強度與性能趨勢預測,及性能之急迫性,再依構造物業主之需求設定之。

    [解說]:

    1.維修及補強設計之復原目標分為長久性、延壽性及短期性等三個水準。 (1)長久性之維修及補強非僅僅將顯現之損傷部分進行補強而已,應

    將造成損傷之內在要因完全消除,並將原有之不足予以增強,以

    達到預期長久性補強效果。 (2)延壽性之維修及補強除將顯現之損傷部分進行補強之外,同時將

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    39

    造成損傷之內在要因,施以損傷抑制工法,以達到預期之延長使

    用壽命效果。 (3)短期性之維修及補強係僅將顯現之損傷部分進行補強,其他部分

    則在損傷再顯現時,才再作處理。

    2.復原目標之水準應依據本技術手冊第二章 2.2 節維修及補強之基本計畫,考慮性能強度與性能趨勢預測及性能之急迫性,提出專業見

    解向業主詳細說明分析(含工法及預算),依構造物業主之需求設定,並經業主同意。

    4.3 維修及補強範圍之設定

    不論局部或全面性之維修及補強範圍均應明確設定,並於設計圖說

    中明示之。

    [解說]:

    維修及補強範圍需因應復原目標水準及補修工法、材料等,在符合

    結構物之強度需求下設定之。

    4.4 維修及補強設計圖說

    維修及補強設計完成後,應製作完整之施工所需設計圖及施工說明

    書。

    [解說]:

    為依維修及補強設計進行施工,設計完成後應繪製所需之工程設計

    圖,依調查結果詳示其計畫維修及補強部位、構材及位置,詳述其現況

    及因應復原目標水準所定之補強工法、範圍及材料。並將材料之選定與

    評估相關事項記述之,務求使維修及補強施工者能夠確實瞭解設計者之

    設計意圖與考慮事項。

    維修及補強設計圖,若無法全部載入上列相關之事項,應另以「維

    修及補強施工說明書」補充之。

  • 第四章 維修及補強設計

    40

    由於大多數之情況下,欲依設計之補修方式仍不易推定補強後之殘

    存目標耐用年數,故仍應依據施工實況之評估及採用材料之試驗數據基

    本資料,作為殘存目標耐用年數之選定依據。

    維修及補強之工法、施工程序與採用之材料,因施工之部位、構材

    斷面、形狀之不同而異,例如橋墩(柱)之斷面大小、形狀(長方形、圓形、橢圓形、扇形……),橋主梁之斷面大小、形狀(長方形、T 字形、工字形、箱形……等),橋基在水面上或水面下,地上結構物或地下結構物,版面或版底,梁側或梁底,內柱、外柱、角柱、邊柱、有無翼牆之柱等

    因素,所選用之補強工法、材料、施工程序、要領、步驟等均不相同。

    構材之全部或局部補強亦同,應選用合適及具施工性與經濟性的工法、

    材料來設計。

    維修及補強之工法各依補強之需求、目的之不同而異,應於設計圖

    說中明示,例如同一種工法應採用同樣的材料、何處需錨固、何處需錨

    定、何處須留餘裕空間不可密接、何處需圓角、何處需表面前處理、何

    處需外護後處理等等施工細節,在設計圖說中均不能遺漏,否則無法達

    成所需補強之效果。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    41

    第五章 既有結構物之點檢

    5.1 一般事項

    1.對既有結構物之現有各項性能進行補強評估時,應實施點檢作業,以搜集各種必要資料。

    2.點檢作業應以室內書面作業及現場調查作業等兩方面同時進行。

    3.進行結構物之點檢時,亦應同時檢討適用之補強工法。

    [解說]:

    1.既有結構物是否需要補強之判斷須根據該結構物是否能滿足其所要求之性能。為評估其現有性能,需經由點檢作業來搜集必要之資料。

    在評估現有性能時,由於計算結構物力學特性需要定量化數據,因

    此於點檢作業時,必須將定量化觀念牢記在心,尤其對於因鹽害、

    中性化、凍害、鹼性骨材反應、混凝土化學性腐蝕、疲勞所導致既

    有結構物之劣化、損傷等現象,以目視為主之點檢確認時,可藉由

    仔細點檢得知其劣化程度之相關詳細資料(參照[維護管理指針(案)第 4 章])。由於鹽害或中性化所導致之鋼筋腐蝕,無法由結構物外表辨認,且劣化現象仍持續進行著,因此,若考量周遭環境有可能

    引起鋼筋腐蝕時,則必須實施更詳細的點檢作業。

    對於因環境作用及載重作用所導致之結構物劣化與損壞補強檢

    討之點檢作業,應以[維持管理指針(案)第 4 章]之點檢為準,以截至補強檢討時為止之日常定期點檢為依據,再依此點檢結果進行詳細

    點檢即可。對於因地震、風災、水災等天然災害或火災,及車輛、

    船舶之衝撞等災害之損傷,結構物需緊急性補強時,可實施臨時點

    檢,儘可能迅速地搜集定量化之數據。此外,在檢討結構物因變更

    設計載重或耐震設計目標之補強時,則應事先點檢以掌握該結構物

    現況,日後依需要再至現場作進一步之詳細點檢作業。

    2.檢討結構物補強時,首先以原設計圖說為依據進行室內書面點檢作業,以建立結構物概要之資料。必要時以目視點檢結果等資料作為

    參考,對於室內書面資料不明白或疑問之點,需再到現場實施詳細

    點檢以求明確,這種方式能更正確地評估結構物之現有性能。

    3.適用的補強工法選定後,應進行必要的調查,但為檢討其他替代補

  • 第五章 既有結構物之點檢

    42

    強工法之可行性,一般常於設計圖說調查及現場調查之階段即須搜

    集必要資料,根據此等調查資料不僅可研判各種補強工法之可行

    性,亦可供撰寫施工計畫之用。

    5.2 點檢方法

    1.書面點檢作業應以該工程新建當時之設計圖說、補強檢討前之維修及補強設計圖說及現況目視點檢結果為依據。

    2.現場點檢作業係以書面點檢結果為基準,針對結構物外觀、表面、內部及週邊環境等進行調查。

    [解說]:

    1.由書面點檢作業可清楚瞭解設計、施工期限、適用規範、結構形式、設計條件(材料條件、載重條件等)、地盤條件等資料;書面點檢係定位為實施現場詳細點檢之事前調查。若經由目視之日常點檢、定

    期點檢等主要結果,仍難以評估結構物之現有性能時,則有必要實

    施現場更詳細之點檢。由補強檢討實施之點檢結果判定無問題之結

    構物,可減少現場實施之詳細點檢項目。

    依據[維護管理指針(案)第 3章]劣化預測之規定來預測劣化及損傷,即可判斷該結構物受環境或載重作用發生劣化、損傷之可能性

    及其劣化程度。若無法取得日常點檢或定期點檢記錄資料時,則在

    實施現場詳細點檢作業前,應先行實施目視點檢,並綜合其結果以

    掌握結構物現狀;若結構物有實施各種監測,其資料亦可參考。

    對已實施補修、補強工程之結構物亦須調查相關資料,並檢討

    為何須再度補強之原因;前列事項將有助於補強材料之選擇及補強

    後結構物之維護管理。表 R 5.2.1 為以橋梁為例之書面點檢項目。

    當有詳細設計圖說及設計計算書時,則可確認詳細配筋等各項

    細節或設計時所假設載重作用等之構件特性。即使無詳細的設計圖

    說時,只要能依結構物之形式、尺寸及其所依據之規範,一般情況

    下,亦可估算出其鋼筋比或設計時載重作用等之構件特性。

  • 既有混凝土結構物維修及補強技術手冊

    43

    表R 5.2.1 書面點檢之項目(以橋梁為例)

    調查種類 調查項目

    設計-施工期間 設計