用光纖守護橋樑

105/11/29 1370

IC之音廣播電台｜

繼最近的竹東群震，台北士林地震之後，2月22號，宜蘭又發生了規模5.4的有感地震，引發民眾關切。因此，除了關心地震時建築物的安全，科學三分鐘也帶您共同了解，地震或颱風、洪水對台灣橋樑安全的影響，以及最新的防災技術。請聽今天的主題：用光纖守護橋樑。

您很可能唱過「倫敦鐵橋垮下來」這首兒歌，甚至也玩過倫敦鐵橋的遊戲。遊戲的重點，是有兩個人伸手搭成鐵橋，通過的人不知道橋甚麼時候會垮下來，因此可能出乎意外地被抓住。

人類和橋的關係，跟這個遊戲很像。對於一座橋，我們可以估計一個大概的使用年限，卻沒辦法知道它哪一天會損壞。此外，這個使用年限也可能不盡準確，例如小規模的地震、或車輛的經過，或多或少都會對橋樑結構產生影響；河水對橋墩的沖刷，也可能危害橋樑的安全。如果發生大地震或豪雨成災，對橋樑的傷害就更嚴重了。1999年，921大地震造成中部地區數十座橋樑損壞、2008年辛樂克颱風造成后豐大橋倒榻、2009年莫拉克風災沖毀雙園大橋等上百座的橋梁，都是鮮明的例子。問題是為了救災、避難或其他因素，在橋樑受損但尚未倒榻的時候，還是有許多不知情的人員與車輛通過，如果橋剛好在這時候倒榻，就可能造成嚴重的傷亡。

目前國內的橋樑，仍然以人力巡守為主，很難即時回報橋樑的狀態。當嚴重天災發生的時候，監控更加困難。為此，國研院國家地震工程研究中心─簡稱國震中心，開發出一套經濟有效、適用於跨河長橋的「全方位全橋光纖監測系統」，可以24小時監測危害橋梁的重要關鍵，包括橋面板伸縮縫之間的距離、橋墩是否傾斜或下陷等，對於用鋼纜支撐橋面的斜張橋，還可以監測鋼纜的拉力是否有異常。本單元的科學顧問，國震中心主任張國鎮，就對此做了說明：

張國鎮主任:
這套系統我們是用光纖的特性，埋設在橋樑上，量測橋樑任何一點你需要知道的變位。如果用在一般的斜張橋，我們也可以用非常少數的光纖，把所有的振動全都量測，這些振動資料，就可以反映出橋樑相關的安全係數。

國震中心這套精密的量測系統，目前正在台北市的大直橋進行測試，僅僅使用6條光纖，就可以監測43個橋樑安全關鍵點，量測的精度非常高，連行經車輛造成橋梁0.01公分之內的細微沈陷，都可以測得到。而且量測的成本，也比人力巡守便宜。更重要的是，一旦發生異常，系統還能夠透過雲端通訊發出預警，即時通知管理單位搶修，並結合交通號誌，在第一時間內禁止人車通行。

展望未來，這套技術也有潛力繼續發展，應用在高鐵、鐵公路的橋樑、高架橋，甚至跟相關產業合作開發，用來進行鐵公路的邊坡監測、隧道或是重要建築物的安全監測等。不但保障民眾安全，也可望帶來商機。

今天的科學關鍵字，就是

全方位全橋光纖監測系統

您可以透過關鍵字，進一步查詢或做延伸閱讀。

資料來源

本單元由科技部補助製播

地震(132) 橋梁監測(8) 光纖(3)

用光纖守護橋樑

推薦文章