关关于高铁桥梁及隧道施工图解.doc

1高铁桥梁及隧道施工简介摘要台湾高速铁路主体工程的兴建自公元 2000 年三月起，几乎是全长 330 公里同时动工其中近80%为高架桥，10% 为隧道，为期于公元 2005 年十月份顺利通车，不论桥梁与隧道，均采用了快速安全的施工方式本文简单叙述台湾高铁桥梁与隧道施工方式壹、前言台湾高速铁路计划由台北至高雄，全长 345 公里，除由台北车站至新庄树林处之 15 公里由政府兴建外，其余 330 公里全由台湾高速铁路公司负责兴建全线共分为 12 个土建施工标经过邀标、议约、议价及决标的程序后，各标均于 2000 年中陆续开始施工土建标均采设计施工合一(D/B)之合约型式，由土建承商按合约所订之设计与工程规范，自行委请顾问公司办理设计，另再委请独立审查顾问办理设计审查工作表一即为各土建标承商及其顾问公司之综整表由台湾高铁公司负责兴建的 330 公里中，高架桥即有 250 公里，约占全线之 76%，隧道长度为44 公里，约占全线之 13%高架桥与隧道之施工于本案中，占有极重要且关键的角色本文即就本案各标高桥梁与隧道的施工方法摘要报告表一、台湾高速铁路土建工程总揽表土建合约 合约范围路线长度( 公里 )承揽承商 设计顾问设计审查(CICE)开始日期 预定日期C210 16K+800~28K+080 11.280 日商大林组互助营造Sinotech TY LinMuller+Hereth Leonardt, Andra & Partners2000/4/1 2004/11/26C215 28K+080~68K+540 40.460 日商大林组互助营造Sinotech TY LinMuller+HerethLeonardt, Andra & Partners2000/4/1 2004/6/29C220 68K+540~86K+320 17.780 日商大丰 九泰营造 国开营造Moh & Associates IOA LexiqSGTE 2000/4/1 2004/6/29C230 86K+320~109K+760 23.440 韩商现建营造 中麟营造 港商亚太工程Hyder GeoconsultParsons BrinckerhoffMerz McClellan2000/4/1 2004/8/28C240 109K+760~130K+600 20.840 韩商现建营造 Hyder Geoconsult Kampsax2000/5/1 2004/7/292中麟营造C250 130K+600~170K+400 39.800 德商豪赫蒂夫 荷商霸力顿 泛亚Hochtief Ballast Nedam Kampsax2000/5/1 2004/6/29C260 170K+400~207K+015 36.615 德商皕德 大陆工程Bilfinger+Berger SinotechMoh & Associate2000/4/1 2004/6/29C270 207K+015~249K+814 42.799 德商皕德 大陆工程Maunsell SinotechMoh &Associate2000/4/1 2004/6/29C280 249K+814~284K+221 34.410 韩商三星 韩商重工 理成Byucksan Parsons Brinckerhoff RESI CTCIHyder2000/3/1 2004/5/29C291 284K+221~312K+734 28.513 日商清水建设 长鸿营造Moh & Associates TY Lin2000/4/1 2004/1/31C295 312K+734~340K+058 27.324 日商清水建设 长鸿营造 太电Moh & Associates Jean Muller Int'lParsons Brinckerhoff Merz McClellan2000/4/1 2004/5/10C296 340K+058~343K+120 3.062 泰商意太建设 长鸿营造 太电Moh & Associates TY Lin2000/4/1 2004/1/31貳、高铁桥梁之设计与施工2.1 高铁桥梁的设计考虑高铁桥梁基于安全、舒适，易于维护的前提下，在设计上有些特别的考虑，兹举数则条列如下:1. 采用钢筋混凝土或预力混凝土桥梁，并尽可能避免采用钢构桥梁。

2. 桥梁之所有支承均应易于检修，并应在结构体使用寿命期间内，以不影响列车正常运行之情况下轻易调整及更换支承之更换作业应局限在午夜至凌晨 6 点之间并于 4 小时之内完工3. 桥梁之设计应将维修吊车于桥面版悬吊部位造成之垂向载重纳入考虑4. 上部结构应于顶版底面每一检修口上方预埋可承受 3 公吨吊装重量之吊环所有检修口均应配置可上锁之镀锌钢盖板35. 最大设计地震力：系考虑地震回归期为 950 年之地表加速度，在此地震作用下，主结构允许产生非弹性变形并允许损坏发生，并应可修复，惟不允许结构发生脆性破坏，以致倒塌6. 安全运转设计地震：相当于三分之一之最大设计地震力在此地震作用下，结构反应必须维持在弹性范围，不得有塑性变形产生7. 增加桥梁支承长度：高铁桥梁设计规范规定桥梁最小设计防落长度为政府颁布之铁路桥梁耐震设计规范之规定值 1.2 倍8. 通过断层之结构型式选择：以较柔性之结构物（如路堤）通过为主，以加速地震后修复速度，如因现地限制，需采桥梁通过，则需额外加大防落长度9. 施工中地震力之考虑：土木承包商需依据高铁桥梁设计规定，以 25%之设计地震力设计相关之施工设备，以确保施工设备于施工期间之结构安全。

2.2 高铁桥梁的结构型态一、基础(一)、扩展基脚（ Spread Footing）扩展基脚属浅基础，其断面尺寸为（L*W*D ）10m*10m*2.25m～17.5m*17.5m*2.7m若土壤之承载力适合而且无沈陷之疑虑，则扩展式基础在施工上比桩基础简便许多扩展基础仅限在接近地表处存在适当之承载层，且其下方无任何具高度可压缩性质之土层，经计算所得之沈陷量并未超过容许限值之状况下使用扩展基脚于台湾高铁计划的使用情形如表二图一为 C220 标新竹车站段之一例施工范围 基础总数量 (座) 扩展基脚 (座) 区域扩展基脚比例 混凝土立方(立方公尺/座 )北工段(C210~C240) 1,644 1,138 69% 280～830南工段(C250~C296) 6,431 1,094 17% 225～456总计 8,075 2,232 28%表二、 台湾高铁桥梁浅基础图一、 扩展基脚 (C220 标)4(二)、桩基础（ Pile Foundation）桩承基脚属深基础，桩径为 1.5m～2.5m；根据台湾高铁针对桩承基础之规定，凡于浅基础无法以安全、经济之方式承载设计载重，且又无法符合规定之沈陷标准者，均应使用深基础。

另即使于地层之承载力适合使用浅基础处，若表层土壤有遭受冲刷或冲蚀之虞者，仍应使用深基础设计高铁沿线基桩型式大多采全套管基桩及反循环基桩，基础之型式与深度应依工址地工调查之结果判定，并根据地工调查之结果计算基础土壤之容许承载压力、基桩承载力、预期沈陷量与地下水位等数据施工范围基础总数(座)桩基础 (座)桩数量 (支)总桩长(公尺)平均桩长(公尺)区域桩承基础比重北工段(C210~C240) 1,644 506 4,809 135,077 28.1 31%南工段(C250~C296) 6,431 5,337 25,111 1,338,583 53.3 83%总计 8,075 5,843 29,920 1,473,660 49.3 72%表三 台湾高铁桥梁深基础桥梁基础设计为因应工址地质与区域地震力变化而有差异，尤其高铁桥梁工程纵贯台湾西部走廊，桥梁总长约 250 公里，沿线之基础设计考虑与设计结果反应其工址地质与区域地震力变化；表三为桩基础于台湾高铁计划使用之情形由表二与表三之统计数据，北部标段之基础型式采扩展基脚比重较南部标段高，南部采用桩承基础之平均桩长远较于北部标段高出约一倍除扩展基脚与桩基础外，高铁全线并未采用其它型式之基础。

二、墩柱皆为场铸桥墩，形式有单柱、双柱、三柱、四柱及 Y 形柱，其断面尺寸为﹙L*W﹚2.5m*2.5m～5.0m*4.3m 或 3m～5m 直径之圆柱单柱结构广泛使用于主线高架桥结构中，双柱、三柱、四柱结构各为车站路线结构，而 Y 型柱 (如图二)仅见于 C295 标墩柱基础顶部之覆土厚度依台湾高铁规定不得小于 600 mm，且都会区内以及邻近公路地区之基础顶部高程应符合相关主管机关之规定，以容纳地表排水与管线设施施作所需之深度轨道及相关工程完工，经所有外加呆载重作用后，相邻墩柱间之差异沈陷量不得超过下列限制： 简支多跨桥梁 – 差异沈陷之斜率不得大于 1/1,000 连续跨桥梁 -- 差异沈陷之斜率不得大于 1/1,500混凝土之弹性模数 E（杨氏系数）应符合交通部「 公路桥梁设计规范」之规定混凝土、钢筋、预力钢绞线、预力钢棒等材料之应力与应变关系亦应符合交通部「公路桥梁设计规范」之规定桥梁结构混凝土于 28 日龄期之最小抗压强度应符合如表四之规定桥梁结构 桥梁结构混凝土于 28 日龄期之最小抗压强度基椿、方桩、沉箱 245 kg/cm2基脚、桩帽、桥墩 280 kg/cm25钢筋混凝土结构 280 kg/cm2预力混凝土结构 350 或 420 kg/cm2表四 高铁桥梁结构混凝土于 2。