錨錠鬆脫與橋體振動：我看南方澳跨港大橋落橋事故 雲程

錨錠鬆脫與橋體振動：我看南方澳跨港大橋落橋事故　　雲程

10月1日，南方澳跨港大橋發生落橋事故。根據影片的事實是：在颱風剛過，風和日麗的上午，油罐車通過(海側)6~4號吊索附近，6號吊索先自上鬆脫(非斷掉)，瞬間引起(陸側)8~13號吊索集體鬆脫；橋面主樑從中折斷，扯下陸側橋台(帽樑)端部混凝土後落橋；Y叉與拱肋分離，拱肋(Arch)完整如初。

在上述事實前，我們要如何理解與判斷事故可能原因？所謂鏽蝕，很難深達鋼樑內部的錨錠內部的夾片；金屬疲勞，關鍵在長時期與安全範圍的負荷，重車不會是原因。至於伸縮縫，更只是外觀細節。

6號吊索鬆脫，絕對是事故觸發原因；8~13號吊索瞬間集體鬆脫，則為直接原因。因此，我們該問：6號吊索為何鬆脫？

吊索是透過其端部錨錠與主結構(拱肋與橋桁等)連結。因材料特性，吊索適於承受張(吊)力，遇到壓縮力等於無效組件。而吊索錨錠有兩種固定系統：楔形夾片(wedge)、壓縮夾片(grip/swaging)。前者源於預力(PC)，適合張力環境；後者脫胎自吊橋垂直材(hanger)，會遇到張力與壓縮力兩環境。

本橋為鋼構單拱橋，特性是自重(Dead load)較輕，動負荷(Live Load)佔總負荷的比例較大。若遇重車經過、強風、地震等外部因素，易造成橋桁(主樑)顯著上下振動。當橋桁上揚時，原本應承受張力的吊索，反而承受了壓縮力，兩相抵消後張力降低。極端狀況時，吊索甚至鬆弛到毫無懸吊功能。但單這樣，也不一定會導致吊索鬆脫：如施工中的集鹿大橋，在921地震中受損，但吊索與錨錠仍完整連結如新。

問題可能出在楔形夾片構造特性：越拉張力越大，夾片越夾越緊；但反向力量一來，就鬆脫了。影片中，纖細橋桁遇重車上揚時，便導致楔形夾片鬆脫的條件。

但，6號吊索的鬆脫，為何會造成8~13號吊索集體罷工？

這是因為重車在6~4號吊索位置時，正使橋桁處於典型簡諧運動的二次或六次振動模式—以7號吊索為中心，左右呈現正弦波分布。海側吊索因橋桁向下變形而承受張力，沒事；陸側8~13號吊索，則反過來因橋桁上揚而張力降低，導致夾片鬆脫。當然，必須是楔形夾片已先逐漸鬆脫，才讓油罐車成為最後一根稻草。

事故原因是楔形夾片設計與橋身振動。因為台灣還有東港橋、石鼓盤觀光大橋採相同設計，主管單位要趕緊補強錨錠防鬆脫裝置，或在6號與8號吊索位置包覆垂直鋼箱樑，以限制橋桁上揚。

參考文章：

20191001南方澳跨港橋：6號吊索鬆脫，引起8-13號吊索集體鬆脫？

南方澳跨港大橋：多吊索型式橋樑落橋的不可思議

我看 2091001，南方澳跨港大橋落橋原因