謝謝雲程大的專業說明!!! 比起對岸的模擬圖還更清楚!!
網路上有一票人借用對岸的分析來指責台灣 看瞭很厭煩!!明明台灣自己本身。
在橋梁工程上就有很厲害的人在，幹嘛要去看對岸的那些模擬出來的東西??? 希望這事情可以生死兩相安!! 後續不要有類似的遺憾!!!
中國土木人員，用FEM來解析，也不是不行。
問題是，FEM著重在「靜力」，要找出組件對於應力流轉時的弱點。
南方澳橋，要看動態應力，也就是「振動」的影響，但絕對不是「疲勞」。再說一次，絕對不是疲勞。很多教授，都亂講一通。
真的出乎我的意料之外！
FEM (Finite Element Method). • FEA (Finite Element Analysis). • 為工程上解邊界值問題(與起始值問題)近似. 解的一種運算技術. – 實驗法(Experimental
Method).
嚴格說 FEM在大學時沒有這樣的課
但畢業後因電腦關係
FEM成為主要工具
感謝你提供詳盡的資訊與理論...
目前唯一看到比較接近的報導：
至於負責橋樑設計的亞新工程顧問公司，是公建案的熟面孔。亞新副總謝震輝昨接受媒體採訪指出，從影片中研判，應該是鋼索鏽蝕鬆脫、橋面拉力頓失，橋樑才會從中斷裂......
倒是想請問要是檢測有做好，理論上夾片的鬆脫位移是可以看得到的吧？謝謝你。
到錨錠位置，一個一個打開蓋板檢查，有機會看得到是否鬆脫。
楔形（圓錐）夾片的內側，必然有經過硬化加工的齒狀物以增加摩擦係數。
相對的，楔形（圓錐）夾片的外側（與定著板空的內側），要實施研磨加工，以期待與相對應的定著板的完整接觸。
當然，材料也是要加強。
所以，最後檢視證物時，只要看是否在鋼絞索上有「齒的拉痕」，就知道是否鬆脫。
假使是鋼絞索斷裂，鋼絞索的長度必然是參差不齊，而且斷面不會是整齊的，而是粗糙的，而且鋼線直徑是變小的。
很簡單物理現象。
已經確定是鬆脫了嗎？
不管鬆脫或斷裂，其實當初有做索力監測系統，就沒這些事了。偏偏台灣這些橋，很少有做監測的
新北大橋有，二高高屏溪斜張橋也有。其他就不知道了。
新北大橋有，二高高屏溪斜張橋也有。其他就不知道了。
再說一次，楔形夾片型式錨錠型式，源自PC混凝土結構。
除非做反力對策的設計（以後有機會再說），否則絕對不適合用在自重較輕的鋼構橋上，因為會遇到顯著的上揚力。
大大所言的兩條橋，因為自重相當巨大，應該沒問題。
監視畫面上鋼索末端瞬間噴開的樣子，較像張力下的斷裂，而不是擠壓下的鬆脫。
對於「拍攝顯示6號索還有殘餘鋼絲掛著，應屬斷裂跡象」，雲程大的解釋反而是不同。
請看雲程大下一篇中的名詞解釋：
6號吊索脫落但還留有一條鋼絞索，證明：是吊索的鋼絞索從錨錠部的定著板處鬆脫。那就是夾片wedge的問題。
因為是採用wedge-type，所以，在吊索承受反力時，鋼絞索會個別鬆脫。
所以，留下一根鋼絞索，很合理。
PC鋼絞索的力量多大呢？
一根15.2mm直徑的PC鋼絞索，由7條5mm的PC鋼線組成，而每一條5mm直徑的PC「鋼線」可以吊起一台大型自用車（破壞應力3250公斤或3公噸以上）。
換言之，以小一點的吊索19條鋼絞索組成，可以承受3*19*17＝969公噸以上才會破壞。
而這條橋，有13根吊索，意思是根本可以支撐10000萬公噸以上的結構。
本橋大概只有2700-3000公噸（包括拱肋與橋桁），支撐本橋，安全率在3以上，綽綽有餘。
假使，是吊索的PC鋼絞索斷掉，斷裂處會出現在吊索中段（最弱處）。
從影片看，顯然不是這樣。
雲程大的推論是合理可能的。有點像右手捏住橡皮筋，左手拉橡皮筋，左手放開後橡皮筋會反彈打到右手一樣。
當橋面板超荷重時，橋面板會有一定的沉陷量，等到荷重移除，橋面板反彈回覆到原高程。
這個反力會從橋面板的錨頭，藉由鋼索傳遞到上拱樑的錨頭，由下而上的反力就有機會將夾片推擠出一些。在這反覆推擠的過程，就會造成夾片牙齒跟鋼絞線的磨損，從而導致脫落。
但我懷疑的是，當夾片被擠出，單根鋼絞線預力減少，力量還是會傳遞到其他根去。
亦或是全部鋼索力量都減少，那應當是鋼索預力損失撐不住鋼橋導致斷裂的機會，會大過脫落的機率。
雲大，我提供一些訊息給你：你一直敘述的楔形夾片系統不適用這樣的橋，除非做反力設計。
事實上，在全球前三大的預力系統公司：VSL以及法西奈，都有反力的設計。
我們會在預力施拉完，切斷鋼絞線後，再放一塊擋板，這塊擋板本身有多個小洞，剛好對應鋼絞線的位置，大小也只容許鋼絞線通過，最後擋板會鎖在錨頭上，把夾片壓制在擋板下。
法西奈的設計，在夾片與擋板中間還有彈簧，利用擋板鎖固的壓力把夾片頂住。
南方澳有沒有這樣做，我不清楚。
但這樣的系統設計，就我所知VSL跟法西奈，3,40年前就有了。就算沒有擋板，坦白說在預力作用部份抵消的情形下。我不認為那樣的反力有足夠的力量把夾片推擠出錨頭。
沒錯，Freyssinet,
Vorspann Technik, VSL, Dywidag等等，為因應上揚（反力），他們都有做過補充設計。
有些是鎖上蓋板（使鋼絞索端部與蓋板間沒有軸向間隙），有些是雙層Wedge，也可以灌注Mortar或其他增加摩擦力的填充材等，不一而足。這些設計是有效的。
我本來會接著說，大大先說了，可見得也是專家。哈哈哈。
另外，PC在施作時，會灌注mortar，吊索的話，有些會省略。意思是，吊索中段的摩擦力沒有。
這也很好，因為PC也會需要中段摩擦力，但吊索不需要，只需要前後端就夠了。
基本上，問題是來自於吊索產生軸向反力，原因是鋼構自重過輕。
我說是鋼絞索鬆脫，是因為看影片，沒看見錨錠（大大的一塊）飛出。
另外一種可能性，是頂壓板或調整板沒有固定（電焊等），所以在出現反力時，板子掉下來，這時候，吊索就射出去。
但是，這樣一來，吊索還是「一條」，不匯市「鋼絞索」的狀態（鬚鬚狀）。
是這樣判斷的。
總之，要看證據。但我不相信是鏽蝕。
在主桁內（箱桁的話）灌注混凝土，作為壓重或配重。
或者，加裝剛性H beam或box girder，抑制主桁上揚。
或者，主桁（箱桁的話），內部加裝PC，以增加剛性（但Box girder會變粗，內部也要進行軸向補強）。
或者，在恰當的地方加裝制振的cable。都可以。
我也考慮過rain vibration。只能說：感覺不像！
觸發原因、直接原因、間接原因等等要去分清楚。
我現在懷疑：「很多肉粽」要負很大責任。
我思考過，是不是其實每一束鋼索裡的鋼絞線的鋼絲或多或少都已經有斷裂了，因為生鏽造成斷面積減少，應力變大。
所以每束鋼索裡的鋼絞線的鋼絲都斷了幾根或者開裂，同時每束的荷重也增加了一些，等到海端第六根鋼索斷裂後，力量分攤到其他根就造成力量大過設計的安全係數。
會做這樣的推論有兩點：
1.我所得知的訊息，當年用的stay cable，不像今日外層有緊密包覆一層PE，同時在鍍鋅鋼絞線與PE間還有油脂填充，當年只是鍍鋅鋼絞線而已。
2.氯離子濃度高的地方，容易加速鋅離子自鍍鋅層剝落。
坦白說，整束鋼索在鋼絞線部分有HDPE管保護，在錨頭部分有帽蓋保護，想單憑肉眼去看鋼索的狀況，很難，基本上還是只能靠索力監測系統，去瞭解索力的增減來判斷鋼索目前的情況，有無鬆脫或斷裂。小弟從事斜張橋10多年，一點小小心得。
就事論事：
前面有回覆過，本橋鋼構重量在2700-3000公噸之譜（橋面1600公噸），而吊索的抗張力負荷，約10000公噸。
意思是，安全率在3或以上，不會造成鋼絞索的斷裂。（除非採用當時的中國產品之類）
意思是，鋼絞索要斷到2/3根以上，吊索才會「斷裂」。
顯然不可能。
有關PC鋼絞索，在南方澳橋應該是早就有PE包覆與油脂的規範了。
假使是「熱鍍鋅」鋼絞索，耐腐蝕能力應該更高，至少一樣吧。
這裡要注意，是「熱鍍鋅」，不是「電鍍鋅」。
熱鍍鋅，耐腐蝕百年，應該沒問題。（你看過交通號誌或路燈燈桿生鏽嗎？）
另外，鋼絞索有HDPE外管（紅色）包覆，功夫一點的話，裡面會灌發泡PU（但鋼絞索若有「熱鍍鋅」或PE披覆層，也不必）
尤其處在在鋼箱桁內部，完工後，應該都有塗上防鏽材料：防鏽底漆、GREASE、PU、瀝青等等都可以。
所以，不會生鏽的啦！！！！
吊索張力檢測，實用上至少有兩種方式：
1. 直接放壓力墊片load cell在頂壓板上。
2. 採用振動法，透過FFT得知。
就本橋的狀態而言，因為靜力方面無問題，問題應該出現在振動與其後果，很難透過靜力檢測得知。
我是認為：主要是錨錠的型式，不適合用在輕量的鋼構上。要不然就是要有防鬆脫設計。
恰巧，小弟在21世紀來臨前，從事吊索與鋼橋的技術協調10多年，出過4本相關書籍。
對橋的評論，特別是吊索錨錠的細部構造，多數設計者，特別是教授，不會通曉這些細節，只有現場實務者比較知道。也是一點小小心得交流。哈哈哈！
我罵的是電視記者找象牙塔的教授，亂講一通。實際上，顧問公司、派駐現場技術人員與廠商，他們沒有鎂光燈，卻可能才是掌握關鍵的人。
沒有留言:
張貼留言
請網友務必留下一致且可辨識的稱謂
顧及閱讀舒適性，段與段間請空一行