Page 98 - 捷運工程叢書 精進版 － 7 捷運結構工程實務

臺北市政府捷運工程局

第四節 高架車站結構系統探討

3.4.1 懸吊系統

3.4.1.1 懸吊系統之設計說明
臺北都會區大眾捷運系統淡水線劍潭車站（R18A）由於其結構型式較為特殊，勘稱為

具代表性之建築物，此龍舟造型之建築物因而成為淡水線捷運系統之地標。劍潭站之建築設
計係由捷運總顧問美國捷運公司（ATC）負責，由林同棪國際工程顧問公司（T.Y. LIN）負
責結構細部設計。此一懸吊式之屋頂系統在造型上十分特別，其型式屬房屋結構之一部分，

惟因該屋頂屬懸吊系統，故在設計過程上與一般橋梁之分析設計較為相近，其最大之不同，
乃在於一般橋梁有活載重，而此屋頂懸吊系統無該項活載重。而該座車站之設計重點乃在於
風力設計及動力穩定設計。

懸吊屋頂為一獨立結構，在分析過程中，大廳層及月臺層並未包括在分析模型中，電腦
模型包括斜張、A 字鋼架、懸索吊索及屋頂主體，以 SAP90 程式進行一般線性彈性靜力結

構分析，所有規範中之載重均加以考量，得出最大之應力組合並加以設計。再利用分析所得
之反力來設計基樁及地錨；同時利用分析所得 A 鋼架之位移與月臺之位移加以組合，以設
計鋼架與月臺間之間距。其應力傳遞路徑係由吊索將屋頂之重量傳至主吊索，主吊索上之拉

力則由斜張索來平衡，剩下之垂直力，則由 A 型鋼架之柱腳傳至基礎中。
屋頂之主體，因考量在受風狀態下之剛度問題及經濟上之考量，決定採用混凝土結構，

整座屋頂懸吊系統之長寬比為 187.6:16，總重量約為 2,900 噸，兩座龍門架之垂直高度為
35.9m，另有四座地錨（詳圖 3-4-1、圖 3-4-2）。整個懸吊系統係以兩條平行之吊索為主軸，
此兩條吊索之最高設計內力為 19,800kN，由 220 支鍍鋅之 15.2mm Bridon Supa-7 LR 七根鋼

鉸線之鋼腱所構成；另有 26 對垂直吊索，由 22 支 7mm BBR 鍍鋅之預力鋼線所組成，每支
吊索均包覆在高密度樹脂（HDPE）管中，其設計載重為 980kN；在車站兩端各有四根斜張
鋼索固定於地錨內，每根斜張鋼索中均由 50 支 15.2mm Bridon Supa-7 LR 七根鋼鉸線之鋼鍵

所構成，其最高設計應力為 7,740kN（詳圖 3-4-3）。
由於懸吊系統屋頂設計最大之挑戰乃是風力的設計，由於此屋頂結構之剛度不大，在強
風狀況下相當柔軟，若有持續性的強風，可能會產生搖擺，故須進行風洞試驗。故在設計階

段委請美國科羅拉多州州立大學負責風洞試驗的工作。實驗之過程包含二個階段，第一個階
段為「斷面模型」試驗，該階段係以一個 1:75 比例之屋頂斷面模型來分析屋頂幾何形狀與

風的關係，經此一模型可測出二度空間之風壓係數及其方向、結構之阻尼、扭轉與垂直方向
頻率比等重要之空氣動力學參數，並藉由上述係數修正結構體斷面。待屋頂之幾何形狀確定
後，結構組件之尺寸亦定下之後，風洞試驗即進入第二階段，此階段係將整個車站以 1:120

之比例模型（包括車站附近之地形地物在內），放在轉盤上置入風洞進行全斷面模型試驗（詳
圖 3-4-4），此階段能預測出屋頂三度空間之空氣動力特性，加上模型中有車站附近之地形

地物，更能真確的反應風向、風力，並可預測亂流的產生及電聯車進站離站時，強風對車站
屋頂之影響。

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