Page 202 - 捷運技術 第39期

196 顏啟仁 葉根成 張培義 全台首創浮動式道床軌道示範段施工紀實

垂向支承墊因承受很大的荷重，需有足夠強度，且安裝時其接觸面可能不平坦，因
此在接觸面加上一層3mm厚的合成混合橡膠，其Durometer硬度為90-95，中間再以凱夫勒
(Kevlar)纖維(芳香族聚醯胺纖維)加以強化，或者以硫化的薄橡膠包覆鋼片加以強化。這些

經凱夫勒纖維或鋼片強化，又無延展性的硬合成混合橡膠，具有以下若干優點：(1)可避免
橡膠直接與混凝土接解面引起的磨損，(2)支承墊不因接觸面不平坦或粗糙接觸面引起的損
壞而影響功能，(3)支承墊勁度不會因道版上沿線的混凝土表面情況不同而發生變化。

側向支承墊及縱向束制支承墊全部由橡膠彈性材製成，未使用鋼片強化，但避免橡膠
直接與粗糙面接觸，在側牆上襯以鋼板，再視需要於鋼板與支承墊間插入高密度聚合乙烯
(HDPE)墊片，以吸收施工誤差。安裝時側向支承墊應置入預鑄道版預留之10mm凹槽內，
以便將之托住。縱向束制支承墊的安裝與固定也採用同樣的方法。表3列出初步構想中之
支承墊的種類、勁度與幾何尺寸供參考，這些幾何尺寸到細部設計階段有再做調整。

表3 初步構想中之支承墊的種類、勁度、幾何尺寸與形式
支承墊/墊片 靜態勁度 動態對靜態勁度比 L長度/R半俓 寬度 厚度
kN/mm --- mm mm mm
垂 向 6.2 1.4 R：270 --- 75

側 向 3.9 1.4 L：320 125 65
縱 向 2 1.4 L：300 150 50
縱 向 2 1.4 L：300 150 75
縱 向 2 1.4 L：300 150 100
縱向束制 1.3 1.4 L：125 100 60

天然橡膠支承墊之使用年限與營運後更換的頻率息息相關，相信是建造及營運單位相當

關切的一個課題，欲了解支承墊之使用年限，可以從天然橡膠之抗疲勞性，處於呆載重下的
潛變性，對環境因素的抵抗力等因素，加以分析，再輔以其他系統目前使用狀況來推估。
a. 抗疲勞性
天然橡膠支承墊具有能承受高負載循環 (loading cycles) 的特性，同時能維持結構完整

性，特別是在低應變等級時。由馬來西亞橡膠製造研究協會 (The Malaysian Rubber Producers'
Research Association) 所出版之「天然橡膠的工程設計」(Engineering Design with Natural
Rubber)所提供之研究數據，可查得橡膠之應變與負載循環之關係，再根據可承受之負載循
環，推算使用年限。依照建議的天然橡膠垂向支承墊厚度7.5cm，最大壓縮量7mm，可得最

大支承墊的應變為9%，從圖1查得支承墊可承受108.5負載循環(3.1×108)，若假設每日行車
從早上六點到凌晨一點止，每方向每小時有15班列車，一部列車有六個車廂，以W5荷載來
計算，即支承墊承受最大應變，據此垂向支承墊的疲勞營運年限約為123年，大於一百年。
b. 抗潛變性
天然橡膠支承墊的設計要求每十年最大潛變速率1.5%，假設FST構件與軌道的安裝相隔

約一個月，垂向支承墊的厚度為75mm，則100年預期的下垂量估計約為3.4mm。此下垂量在
營運重新鋪軌保養時，可以更換稍厚的鋼軌墊片或將鐵墊片置於基鈑下（若需重新校正）的
方式獲得補償。此做法正常只應用於FST軌道的漸變段，因為沿線一致性的下垂不會影響到

行車。