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熊本地震高架橋錯位卻沒垮 是「防落橋」裝置奏效嗎?

日本熊本28日發生強震後,九州自動車道的八代交流道附近路段出現錯位。(圖/美聯社)
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日本熊本強震後,八代市有高架公路出現斷面整齊的錯位,引發日本網友讚嘆,正好符合「防落橋」設計。但官方表示,原設計並未預期如此大的位移。陽明交大土木學系教授林子剛依據現有影像初判,此橋梁設有「止震塊」及「防落拉桿」,最後可能剛好卡在維修通道鋼架上,使橋梁未整段崩塌。

NHK報導,日本熊本28日發生規模7.1地震,九州自動車道位於熊本縣八代交流道附近的「妙見第一橋」路段,橋梁震後出現錯位下沉,卻未整段直接崩塌。此現象也引發日本網友熱議,稱是原本橋梁設計就預期的結果,代表「落橋防止裝置」奏效。

日媒Travel Watch報導,西日本高速道路公司29日否認「橋梁是刻意設計成會發生錯位,以避免崩塌」的說法,並表示橋梁確實是因為具備一定程度的耐震能力,才未在地震中墜落,但並未預期有這麼大的錯位,估計橋梁垂直位移距離約1.5公尺,目前處於勉強維持住的狀態。

陽明交大土木學系教授林子剛根據震後影像推估,此路段橋梁在強震下,位移已經超過「防落長度」,但確實有設置防落橋裝置,才能將原本要掉落的箱梁(橋梁上部結構)拉住,避免落橋造成重大損失。

「防落長度」是什麼?

指橋梁兩端擺放在橋墩或橋台上的最小重疊長度。這段重疊長度越充足,地震發生位移時,橋梁就越不容易滑出橋墩而發生落橋。

這座高架公路為什麼沒倒塌?

林子剛說明,常見的防落橋設施有止震塊、剪力鋼棒,以及連接相鄰主梁、或連接橋梁上下部結構的防落拉桿等多種裝置,透過Google Map、現場照片等現有影像初判,這次發生錯位的九州自動車道路段,可能採用連接相鄰主梁的防落拉桿機制。

圖上紅框處可見,兩個箱梁間有桿狀裝置對拉。(圖/美聯社)
圖上紅框處可見,兩個箱梁間有桿狀裝置對拉。(圖/美聯社)

連接相鄰主梁的防落橋裝置遇較大地震時,可防止落橋。(圖/取自921集集地震橋梁震害線上史料館)
連接相鄰主梁的防落橋裝置遇較大地震時,可防止落橋。(圖/取自921集集地震橋梁震害線上史料館)

林子剛認為,該路段高架橋也以箱梁下方的鋼構止震塊,限制地震時的位移,最後這段橋梁的尾端可能又剛好卡在維修通道鋼架上,因此橋梁結構並未整段墜落,不過這些設施也只能暫時撐住橋梁,仍需盡快維修。

林子剛分析,九州自動車道橋梁下方有鋼構止震機制。(圖/取自Google Map)
林子剛分析,九州自動車道橋梁下方有鋼構止震機制。(圖/取自Google Map)

止震塊遇較大地震時,發揮防落橋功能示意圖。(圖/取自921集集地震橋梁震害線上史料館)
止震塊遇較大地震時,發揮防落橋功能示意圖。(圖/取自921集集地震橋梁震害線上史料館)

九州自動車道錯位路段下方有類似維修便道設施。(圖/取自Google Map)
九州自動車道錯位路段下方有類似維修便道設施。(圖/取自Google Map)

《日刊建設工業新聞》則引述京都大學工學研究科社會基礎工程學教授高橋良和觀點指出,此橋梁錯位可能不是因為地震本身引起的晃動,而是地表破裂導致橋墩間產生位移,進而影響橋梁整體結構,妙見第一橋附近的地表也確實可見裂縫。

熊本大學水循環與減災研究教育中心教授松村政秀也認為,妙見第一橋設有防落橋裝置,不過,這類裝置的目的是防止橋梁因地震搖晃而落橋,一般不會將斷層位移情況納入設計考量

防落橋為什麼重要?

根據921集集地震橋梁震害線上史料館資訊,「落橋」是非常嚴重的橋梁損害,與其他橋梁震害相比,一旦橋梁上部的橋面墜落、崩塌,往往會造成重大生命財產損害,且後續修復時程也會較長。

林子剛指出,「防落橋」是橋梁設計最重要的一環,房子最怕倒塌,橋梁則最怕落橋;防落裝置就是希望能避免最嚴重的落橋情況,實現「小震不壞、中震可修、大震不倒」的設計理念。

日本1995年阪神大地震時,發生阪神高速公路17座橋墩側翻倒塌等事故,日本政府隔年就修訂《道路橋示方書》,整合出「落橋防止系統」規定,明定不同種類的防落橋措施如何選擇,並強化耐震設計法規。

台灣也有防落橋裝置嗎?

台灣與日本同樣位於地震帶,在九二一大地震後也加強公路橋梁耐震規範。林子剛表示,一般橋梁規範會先要求設計「防落長度」,確保主梁遭遇地震時仍能留在橋墩上;對於重要橋梁、位在強震區、或有落橋風險等的橋梁,會強制要求配置其他防落橋裝置。

以近期開通的捷運三鶯線為例,就採用多重耐震機制,包含連接鋼橋的鋼索防落橋裝置、橋下的L型防落拉桿、止震塊及剪力鋼箱等。

左為鋼索防落橋裝置、右為L型防落拉桿。(圖/取自新北捷運工程局)
左為鋼索防落橋裝置、右為L型防落拉桿。(圖/取自新北捷運工程局)
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