世界木材材料资源状况行业分析

1、壹、前言随着世界木材资源减少，全球环保意识日增，各国相继采取原木或木材出口限制措施。国内目前所需之林业原料近99%仰赖进口，因此，如何开发国产造林木加工技术以提高国内木材自给率，实为今后林产工业所面临之重要课题(吴万益等，1998)。根据林务局第三次台湾森林资源及土地利用调查报高，目前台湾森林地面积约占全岛陆地面积约58.53%，而人工造林地面积约占森林地面积20%。其中，柳杉在台湾人工林面积中仅次于松类造林木，蓄积量约777万立方公尺，且大部分柳杉造林木已达间伐及主伐期，因此必须有效利用以增加其附加价值(王松永2002)。由于国产造林木多属中小径木，无法应用于大断面实木的场合。因此，必须藉由

2、集成材之优点以增加中小径木利用范围，并提高国产材的附加价值。国内木材工业中已逐渐注重结构用集成材之应用与开发，然而受限于结构用集成材之制造技术与对于新订定CNS11031结构用集成材相关标准尚未应用于制程上之控管。因此，造成结构用集成材制品不符结构上设计需求与产品规定，使得在设计与应用上产生困难。另一方面，由于结构用集成材能作有效之弯曲加工作业，可灵活应用在建筑空间内，深受建筑设计者及民众所接受。然而，在开发过程中，国内相关结构用弯曲集成材强度性能之研究并不多见。本研究目的的依据CCNS1110331之标标准，使使用国产产柳杉中中小径木木开发66 m长长之结构构用弯曲曲集成材材，并以以三铰径径

3、向拱型型集成材材进行静静曲试验验，评估估实大尺尺寸弯曲曲集成材材之强度度性能。另另外，并并搭建弯弯曲集成成材拱桥桥，以长长期监测测木造桥桥梁之潜潜变及桥桥梁于自自然环境境下材料料含水率率之变化化与劈裂裂情形，用用以评估估中、小小径木材材应用在在木质结结构之可可行性，以以提供相相关业者者及建筑筑师设计计之参考考。贰、材料与与方法一、试验材材料(一)、柳柳杉(Cryyptoomerria japponiica D. Donn) 采用南南投县鱼鱼池乡私私有林班班地300-400年生之之中小径径木。(二)、胶胶合剂：间苯二酚酚甲醛醛共缩合合树脂 (Reesorrcinnol-pheenoll-foor

4、maaldeehydde aadheesivve，RPFF) 主主剂型号号为ADD- 5500，固固形份含含量522-588 。硬化化剂型号号为Haardeenerr-5001，固固形份含含量699-733 。胶合合剂外观观为红褐褐色，常常温硬化化时间约约3-44小时。使使用时主主剂与硬硬化剂之之比例为为1：1。(三)、HH型扣件件：镀锌锌碳钢材材。(四)、弯弯曲集成成材拱桥桥：型型扣件如如图1所示，其其余详细细材料项项目列于于表1图1、 型扣件件(单位：)表1、 木木质集成成弯曲拱拱桥材料料单名 称*尺 寸寸（）数 量(支支)备 注集成梁集成柱扶手1扶手2扶手3装饰拼花11装饰拼花22装饰拼

5、花33桥面板木钉补强材5931102251581101111001104410211044103110446110044710041910042410046010044710042310041810046310044710041710042210041161104451（）3.9118.55431288488888888444460804柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材柳杉防腐材材南方松防腐腐材螺栓螺帽垫片型扣件

6、锚栓13.51.5588（）23.51.5588（）1.55500.455102000.5301.5（）24242424636不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢镀锌钉镀锌牙钉L型角铁多功能角铁铁3.9(长长)5(长)7.7(长长)7.7(长长)2.5A34111 kg14048镀锌碳钢镀锌碳钢镀锌碳钢镀锌碳钢镀锌碳钢镀锌碳钢护木油Cobott306605加仑*尺寸为长长宽厚、()直直径尺寸寸二、仪器及及设备(一)、分分等工具具与仪器器设备1、目视分分等工具具：游标标卡尺、直直尺、卷卷尺。2、位移计计：型号号30226F，精精密度为为0.001 mmm，非非破坏性性静曲试试验。(二)、实实大尺

7、寸寸集成材材静曲破破坏试验验设备动态疲劳试试验机最大载重550公吨吨，型号号WT-60440A11，最大大试验跨跨距8000，试试材容许许高度1100，控制制系统由由万匠企企业股份份公司设设计。(三)、指指接设备备1、指接作作榫机型号KMFFJ-4400，川川劦企业业有限公公司制造造。手动动进料，刀刀轴马力力15HHP，切切断马力力5HPP。容许许切削宽宽35，加加工容许许高度115。2、指接机机型号KMFFJ-4400SS，川劦劦企业有有限公司司制造。手手动进料料，加压压时间可可设定延延迟至11小时以以上。指指接机容容许加工工长度6610，宽115，厚厚7.55。油油压缸容容许压力力10吨。

8、3、指刀规规格160 (直径) 550 (轴) 6 (指距距) 222 mmm (指指刀长) 9片，如如图2所示。图2、指接接刀规格格及形状状(四)、集集成材层层积胶合合设备1、扭力板板手：容容许出力力27007 kkgf-cm。2、集成机机台：工工作台作作业长度度8000 cmm、宽度度3000 cmm、高度度1000 cmm，配有有15座活活动加压压夹具组组，本次次试验使使用111组共222支水平平加压螺螺杆，螺螺杆平均均直径为为2.88，螺螺纹间距距0.333。由由光信公公司承制制。3、电子天天秤4、布胶滚滚轮(五)、拱拱桥监测测仪器1、电阻式式含水率率测定仪仪：型号号Hyddromme

9、ttte HH 355，德国国制。2、位移计计：型号号BXLL-3002，精精度为00.011量测测范围550，Miituttoyoo Coo.制造造。(六)、其其它加工工及施工工设备双面刨、圆圆锯机、水水平式钻钻孔机、手手提式钻钻孔机、手手提电刨刨、手提提圆锯机机、花刨刨机、自自动纵切切机：作作为定长长、定宽宽、定厚厚、打花花边、钻钻孔等木木材加工工及拱桥桥建造使使用。三、试验材材料制造造方法(一)、集集成元分分等方法法1、非破坏坏静曲试试验目视分等方方法依据据CNSS110031集集成元之之品质标标准规定定进行等等级区分分，依照照强度性性能项目目之检测测标准，对对于对称称异等级级结构用用集

10、成材材之最外外层用集集成元，长长度方向向未纵接接者需符符合CNNS1110311静曲B试验测测定合格格静曲弹弹性系数数标准，依依测定结结果将集集成元区区分为33等，试试验方法法如图33所示，跨跨距采用用3300。测定加上适适当初期期载重与与最终载载重时之之挠曲差差，依下下式计算算出静曲曲弹性系系数 (MOEE)。L900以上为为1等、L880-LL90为为2等与L770-LL80为为3等。试试样集成成元合格格标准须须符合表表2之平均均值以上上，且试试样集成成元之995%以以上静曲曲弹性系系数须符符合表22之下限限值所示示数值以以上，静静曲弹性性系数计计算如下下：MOE(kkgf/2) = P：

11、比例例限度内内上限载载重值与与下限载载重值之之差(kkgf)y：与P相对应应之挠曲曲差值()l：跨距()b：集成成元宽度度() h：集成成元厚度度()图3、 柳柳杉集成成元三点点载重静静曲试验验B之试验验方法表2、依目目视区分分等级之之强度性性能标准准树种群树种名称依目视区分分等级1等2等3等静曲弹性系系数(103kkgf/cm22)静曲弹性系系数(103kkgf/cm22)静曲弹性系系数(103kkgf/cm22)平均值下限值平均值下限值平均值下限值F柳杉、台湾湾杉、杉杉木、西西部侧柏柏及具同同等强度度之树种种9075806570602、目视区区分等级级方法经强度性能能初步区区分等级级后，再

12、再进行集集成元外外观缺点点之集中中节径比比、材缘缘部径比比、纤维维倾斜比比、端裂裂、腐朽朽、及平平均年轮轮宽之判判定，以以区分本本试验集集成元试试材之等等级，其其判定标标准如下下：依CNS1110331结构构用集成成材，有有关柳杉杉集成元元以目视视区分等等级方法法说明如如下：(1)、集集中节径径比A、节之直直径以节存在之之材面，与与材长方方向的棱棱线相平平行之节节的两切切线间之之长度表表示之，当当直径为为集成元元短边之之2.55倍长度度以上之之节径者者，视为为其实测测直径之之1/22。B、节径比比节之直径对对于其所所存在材材面宽度度的百分分率表示示，本试试验集成成元只以以宽面之之节为主主要判定

13、定对象，分分别求出出宽材面面之两材材面径比比，以其其最大值值为径比比。C、集中节节径比系指在155长度度之材面面所存在在的节与与穴之径径对于其其所存在在之材面面宽度的的百分率率之合计计。集中节径比比N ()= Di：存在在于材长长15范范围内，且且与材长长方向的的棱线相相平行之之两切线线间之长长度为其其节径( i = 11.nn)。W：材宽(2)、宽宽面之材材缘部径径比从棱线至材材面宽度度的1/4距离离作为材材缘，该该范围内内节及穴穴之径对对于其所所存在之之材面宽宽度的百百分率。(3)、平平均年轮轮宽在横断面上上年轮宽宽完全者者之平均均年轮宽宽表示之之。(4)、纤纤维走向向之倾斜斜比纤维走向之

14、之倾斜比比系指纤纤维走向向之倾斜斜高度对对于集成成元长度度方向之之比。依照CNSS110031与与CNSS146630中中目视区区分之集集成元测测定方法法进行分分等，依依节之集集中径比比、宽面面之材缘缘部径比比、纤维维走向倾倾斜比、腐腐朽、割割裂以及及平均年年轮宽，将将试材区区分成四四个等级级。如表表3所示。表3集成成元目视视区分之之标准项目等级1等2等3等4等节及穴集中径比20%以下下30%以下下40%以下下50%以下下宽面之材缘缘部之径径比17%以下下25%以下下35%以下下50%以下下纤维走向倾倾斜比1/16以以下1/14以以下1/12以以下1/8以下下腐朽无无无无割裂极轻微极轻微极轻微

15、轻微变色轻微轻微轻微轻微逆木理轻微轻微轻微轻微平均年轮宽宽6mm以下下6mm以下下(二)、结结构用弯弯曲集成成材制造造方法：1、试验设设计：本研究开发发之结构构用弯曲曲集成材材，依照照CNSS110031结结构用集集成材之之规定设设计制造造：(1)、拱拱桥主构构材之制制造：以二铰径向向拱型集集成材方方式制作作，该集集成材由由12支6000 cmm长 110 ccm 宽宽2 cm厚厚之集成成元，胶胶合层积积成3支弧度度为/6曲率率半径为为11446，断断面尺寸寸为100宽 2440厚厚之中断断面对称称异等级级结构用用集成材材，其集集成元之之排列方方式为11、2、3、3、4、4、4、4、3、3、2

16、、1，如图图4所示。(2)、结结构用三三铰拱之之弯曲集集成材制制造制作弧度为为/66之三铰铰径向拱拱型集成成材，每每支弯曲曲集成材材由2支3000长10宽宽25.2厚厚之中断断面对称称异等级级结构用用集成材材组合构构成，试试验弯曲曲集成材材共由112支3600 cmm(长) 10 cm(宽)22.1 cm(厚)之集成成元胶合合层积而而成，经经解压后后定长为为3000之集集成材，再再由H型扣件件接合而而成。其其集成元元排列方方式分为为两种类类型，每每种类型型各重复复3次。一一为1、2、3、3、4、4、4、4、3、3、2、1，另一一为1、1、2、2、3、3、3、3、2、2、1、1，如图图4所示。拱

17、橋集成材1233拱橋集成材1233444433211 12 13 23 24 34 34 34 33 23 22 11 1三鉸拱型集成材图4、对称称异等级级结构用用弯曲集集成材之之集成元元等级配配置断面面图2、曲率之之计算方方法弯曲集成材材品质之之优劣，除除取决于于材料强强度性质质外，成成品曲率率之精度度亦相当当重要，因因曲率会会直接影影响结构构体之组组装及外外观，曲曲率之偏偏误过大大甚至可可能导致致该批集集成材无无法组装装使用，因因此于加加工前与与加工过过程中需需将影响响曲率之之因子降降至最低低。本试试验曲率率半径之之计算方方法如图图5，并依依下列各各式计算算：h = RR dd =R -

18、hhS = RRd = RR coos= coot= EMBED Equation.3 C=2 RR siin=22 d tann=2=C：跨距或或弦长S：弧长R：曲率半半径：角度h：弦高d：曲率半半径与弦弦高之差差本研究采用用S = 6000；弧弧度为时时；则 =330可得圆周长长为6000 122 = 72000；则2R=772000/3.14116=222922；R =11146C = 22R siin = 22292 siin155= 5593d = RR coos = 11146 coos155=11107h = RR d =339RCSRCS图5、曲率率计算方方法3、集成元元之纵向

19、向接合方方法(1)、指指形指形规格：指长LL为18 mm，指指距P为6 mmm，指指端宽为1.5 mmm。(2)、指指榫制作作将窑干后集集成元试试材刨光光至厚度度为211后进进行指榫榫切削，切切削前需需将端部部切削范范围内之之缺点去去除，以以避免缺缺点于指指榫部位位影响指指接胶合合的效果果，然后后进行指指榫切削削作业。(3)、集集成元之之纵向接接合作业业指榫接合以以间苯二二酚酚酚甲醛树树脂胶合合剂进行行胶合，木木材之布布胶量约约为2550 gg/m22，主剂剂与硬化化剂之比比例为11：1，榫接接布胶后后进行指指接端部部纵向加加压接合合，加压压压力为为10 kgff/cmm2，仪表表压力控控制在

20、220 kkgf/cm22以下，加加压时间间为5分钟，置置于常温温硬化时时间为44小时。所所加压之之仪表压压力计算算方式如如下：R PA W式中，R：气压缸缸之断面面积 (cm22)P：仪表压压力 (kgff/cmm2)A：集成元元材料断断面积 (cmm2)W：纵接胶胶合压力力 (kkgf/cm22)2.5 22.5 3.114166 P10 2.11 10 kgff/2P11kkgf/24、结构用用集成材材层积加加压胶合合方法先以双面刨刨将指接接作业后后之柳杉杉集成元元刨光至至厚度22 cmm，以刨刨除指接接部位之之渗胶保保持接合合处之平平整，然然后进行行布胶，布布胶量为为2500 g/m2

21、，再以以水平加加压夹具具台进行行集成材材胶合作作业，每每支集成成材采用用12支集集成元胶胶合层积积而成，相相邻集成成元之指指接位置置间距需需错开115 ccm以上上，加压压至紧密密后以扭扭力板手手进行压压力之检检测。加加压胶合合时间为为4小时，其其用胶量量与压力力之计算算如下：(1)、每每支集成成材总布布胶量：(6000 110 )/1100000 2550 gg/m22 111=116500 g(2)、集集成压力力为6000 110 110 kkgf/2600000 kgff，利用用螺杆加加压，加加压螺杆杆总数222支计计算扭力力扳手载载重，扭扭力扳手手载重计计算公式式如下：FLW RR (

22、 33.14416 FF DK ) / ( 33.14416 DDF K )D(d11d2 ) / 2，R=DD / 2，FL：扭力力扳手施施力作功功 (kkgf-cm)；K：螺纹纹间距 (cmm)W：单一螺螺杆所需需负载之之力6000000/222=27727 (kgg)R：螺杆之之半径 (cmm)F：摩擦系系数 (0.22)；d1：螺螺杆外径径 (ccm)；d2：螺螺杆内径径 (ccm)D：螺杆平平均直径径 = (螺杆杆外径+螺杆内内径)/2 (cm)；FL =227277 1.448 (33.14416 00.2 22.8 +0.33)/(88.79965 -0.2 0.333)FL =

23、9966 (kggf-ccm)四、三铰径径向拱型型结构用用集成材材性质试试验(一)、集集成元之之基本性性质测定定1、柳杉集集成元基基本性质质试验方方法(1)、密密度试验验，根据据CNSS 4551，测测量柳杉杉气干体体积(VV)，称称取试材材质量(m)，依依下式计计算其气气干密度度(D；g/ccm3)：D = (2)、含含水率试试验，根根据CNNS 4452，测测量柳杉杉干燥前前之质量量(m1)，将试试材置于于1033 22 烘箱中中，直到到质量恒恒重，即即为试材材绝干质质量(mm2)，依下下式计算算其含水水率：MC(%)=(3)、柳柳杉之实实木剪断断试验，根根据CNNS 4455，柳柳杉以径

24、径切面及及弦切面面两种型型式进行行试验，重重复次数数各为112次，依依下式计计算其剪剪断强度度()： = (kggf/ccm2)式中，：剪断强强度 P：最大载载重 (kgff)A：剪断面面积 (cm22)2、指接性性质试验验方法柳杉集成元元之四点点载重静静力弯曲曲试验，依依据CNNS1110311中静曲曲C试验，如如图6所示，制制作宽度度及厚度度与试样样集成元元相同，长长度为集集成元厚厚度之225倍以以上之试试材。柳柳杉集成成元试材材区分为为有指接接与无指指接两种种，长度度方向有有纵接胶胶合集成成元，制制作试材材时，该该指接胶胶合部位位应置于于试材中中央。指指接胶合合集成元元试材规规格为772

25、(长) 10.1(宽) 2.11(厚)，其试试验重复复14次。其其静曲强强度依表表4区分为为3等，依依目视区区分集成成元，试试片静曲曲强度之之平均值值及下限限值需符符合表所所示数值值以上。圖6、柳杉集成元經縱向接合後進行四點載重靜力彎曲試驗(單位：) 表4、依依目视区区分集成成元之静静曲强度度等级区区分标圖6、柳杉集成元經縱向接合後進行四點載重靜力彎曲試驗(單位：)树种群1等2等3等静曲强度( kggf/ccm2)静曲强度( kggf/ccm2)静曲强度( kggf/ccm2)平均值下限值平均值下限值平均值下限值A630475540405485365B540405485365450340C48

26、5365450340420315D450340420315390295E420315390295360270F390295360270330250(二)、结结构用弯弯曲集成成材强度度试验：1、集成材材强度性性能之试试验方法法(1)、四四点载重重静力弯弯曲试验验根据CNSS 1110311静曲A试验，如如图7所示，测测定在破破坏时之之静曲强强度(MMOR)，依比比例限度度内之上上限载重重及下限限载重及及其相对对应之挠挠曲差，求求出静曲曲弹性系系数(MMOE)。试材尺寸为为5933(长) 10(宽) 25.2(厚)，跨距距5933(为集成成材实大大材厚度度之188倍以上上)。由下下式计算算出静曲曲

27、弹性系系数及静静曲强度度。MOE ( kggf/ccm2 ) = MOR ( kggf/ccm2 ) = 式中，PP：比例例限度内内上限载载重与下下限载重重值之差差 (kkgf)y：与P相对应应之挠曲曲差 (cm)l：跨距 (cmm) Pb：最大大载重 (kggf)s：两载重重点间距距 (ccm)b：实大集集成材试试材宽度度 (ccm)h：实大集集成材试试材厚度度 (ccm)图7、三铰铰径向拱拱形结构构用弯曲曲集成材材四点载载重静力力弯曲试试验(三)、煮煮沸剥离离试验1、试材制制作:从试验集成成材之两两端各截截取长度度为755 mmm之试材材，本试试验共制制取122片试材材。2、试验方方法:将

28、试片浸渍渍在煮沸沸水中44小时，更更在室温温(100255 )之水中中浸渍11小时后后，从水水中取出出将试片片放入770 3 之烘箱箱中，干干燥244小时以以上，干干燥后试试片之含含水率应应较试验验前之含含水率为为低。但但标示第第类使用用环境目目的时，需需进行上上述处理理反复两两次，之之后计算算试片剥剥离率，测测定剥离离长度时时，干裂裂、节所所引起木木材之破破坏不视视为剥离离。3、试片合合格标准准:将试材两横横断面之之剥离长长度达33 mmm以上者者进行测测定并合合计之。再再求出各各集成材材剥离率率之平均均值，当当两横断断面之剥剥离率在在5以下下，且同同一胶合合层剥离离长度为为各试材材长度之之

29、1/44以下者者为合格格。由下下式计算算出剥离离率：剥离率() = (两两横断面面剥离长长度之合合计/两横断断面胶合合层长度度之合计计) 1000 (四)、木木块剪断断试验:1、试片制制作:依CNS1110331胶合合剪断试试验之规规定，将将胶合试试材制取取35片规规格如图图6之试片片，进行行胶合剪剪断强度度之预备备试验。另外，于实实大尺寸寸集成材材静曲AA试验后后，再从从试验集集成材之之两端各各取一个个试片，对对于全部部胶合层层制作成成如图88所示规规格之试试片，本本试验共共需制取取1322片胶合合剪断试试材。2、试验方方法:试验时，试试片之剪剪断面与与载重轴轴成平行行，载重重速度为为约10

30、000 kgff/miin，直直至试片片破坏为为止。 图8、胶合合剪断试试片制作作规格(单位：)3、试片合合格标准准:试片之剪断断强度及及木破率率如表55所示，柳柳杉剪断断强度应应为544 kggf/ccm，木木破率为为70 %以上上。 表5、柳柳杉结构构用集成成材剪断断强度及及木破率率标准树种区分编编号树 种 区 分剪断强度(kgf/cm22)木破率(%)6柳杉、台湾湾杉、杉杉木、西西部侧柏柏及具同同等强度度之树种种5470 五、两铰径径向拱型型结构用用集成材材制作拱拱桥之作作业流程程拱形集成材材歩道桥桥之制造造，桥身身总长5593 cm，宽宽1166 cmm，扶手手型式设设计为中中国式拼拼

31、花，桥桥面板至至扶手高高度依公公路桥梁梁设计规规范，规规定需为为1055 cmm高，且且所有木木材均经经CCAA防腐处处理。 (图9)图9、弯曲曲集成桥桥梁之俯俯视图(单位：)(一)、基基础桥墩墩施工依设计以混混凝土铺铺设桥梁梁基础，混混凝土之之规格为为1600 长 45 宽 60 厚。首首先进行行模板作作业，基基础台面面离地表表约300，需需视施工工现场之之斜坡，经经水平仪仪量侧后后之高度度为基准准。混凝凝土之水水泥、细细沙及卵卵石，其其比例为为1：2：4，模板板拆除时时间为灌灌浆后33天。(图10)图10、基基座尺寸寸与扣件件之距离离(单位：)(二)、锚锚栓安置置锚栓总长330 ccm，直

32、直径1.5 ccm，一一端加工工折弯如如锚状，材材质为不不锈钢螺螺杆，其其用途是是作为基基础与弯弯曲集成成梁端部部扣件之之连结，同同时于混混凝土硬硬化后可可加强牢牢固作用用，于灌灌浆过程程中每一一型扣扣件与66支锚栓栓套入后后埋进混混凝土基基础中，位位置分别别在距基基座长边边约9 cm，离离宽边约约25 cm处处，锚栓栓露出基基础外22.53 ccm长，埋埋入深度度1720 cm。(三)、护护栏施工工1、装饰拼拼花首先制作拼拼花之矩矩形内框框，框体体四角以以45接合，其其接合部部以木钉钉及涂布布环氧胶胶接合，周周围4支连结结材同样样以木钉钉接合。2、护栏柱柱、扶手手及拼花花之连结结拼花、护栏栏

33、柱及扶扶手以LL型角铁铁接合，柱柱与扶手手使用AA34多多功能角角铁接合合，拼花花及扶手手与护栏栏柱接合合位置依依据桥梁梁曲率为为基准。(图11)图11、弯弯曲集成成桥之侧侧视图 (四)、护护栏与弯弯曲集成成梁之接接合以两支直径径1.5588ccm不锈锈钢螺栓栓进行接接合，螺螺栓之端端距及间间距依规规范分别别为螺栓栓直径之之4倍 (77cm) 及 7倍 (111cmm )以以上(图12) 。 图图12、集集成梁与与护栏柱柱之组合合详图(五)、结结构用弯弯曲集成成材之安安装三支结构用用弯曲集集成材作作为拱桥桥主梁，两两侧端部部安装时时，置入入于事先先固定于于混凝土土桥墩上上之型型扣件内内，再以以

34、4支13.5 1.5888 () 之之螺栓接接合固定定于基座座上，相相邻集成成材之间间距为440 ccm，施施工时应应注意维维持三支支主梁上上缘在同同一高度度，以利利于桥面面板材之之铺设与与桥梁结结构之完完整。(六)、补补强材施施工分别在距离离结构用用弯曲集集成材两两端部1150 cm位位置，以以2 8规规格之南南方松防防腐材作作为侧向向支撑。(七)、桥桥面板铺铺设桥面板尺寸寸为2 44之柳杉杉防腐材材，长度度1166 cmm，以7.7 ccm长之之镀锌牙牙钉，由由桥梁之之一端开开始铺设设于弯曲曲集成梁梁材面上上，每一一支桥面面板材间间距为00.4 cm。 (八)、护木木油涂装装以Caboot

35、水性性透明耐耐候漆(水性油油脂、水水性压克克力树脂脂)涂刷木木材表面面，干燥燥时间为为24小时时，涂刷刷次数为为2次，在在第一次次涂刷后后之155分钟内内，于漆漆面仍处处于湿润润状态下下复刷。六、弯曲集集成拱桥桥之测试试(一)、潜潜变测试试：桥梁建造完完成之后后依公路路桥梁施施工规范范，人行行步道桥桥应用场场合之活活载重设设计以4400 kgff/m计算，将将水泥柱柱平均放放置于桥桥面上，以以位移计计量测于于桥梁中中心，以以监测梁梁中央位位置之弯弯曲变位位量，最最初两星星期每天天量测一一次，接接着每三三天量测测一次，持持续三星星期，最最后每一一星期量量测一次次，预计计量测三三个月的的时间。记记

36、录每一一次量测测之变位位量，绘绘制弯曲曲变形-时间关关系曲线线，其最最后结果果不得超超过公路路桥梁设设计规范范L/3300。(二)、含含水率监监控:施工完成后后弯曲集集成梁之之含水率率为300%以上上，定期期每个月月测量一一次弯曲曲集成梁梁含水率率，量侧侧部位在在弯曲集集成梁之之下弦杆杆材外侧侧。(三)、耐耐久性检检测:经CCA防防腐处理理后之柳柳杉造林林木，于于长期暴暴露天候候之试验验条件下下，观察察其腐朽朽、白蚁蚁、蛀虫虫、变色色以及涂涂装效果果等现象象并进行行纪录。七、弯曲集集成材设设计与规规范 生生田晴家家(19983, 19984)指出以以不同曲曲率对针针叶树与与阔叶树树进行应应力分

37、析析，得到到弯曲集集成材对对压缩应应力及引引张应力力的耐力力具有随随着弯曲曲度的增增加而降降低的情情形，因因此对于于弯曲集集成材之之设计必必须对曲曲率因素素与径向向应力两两个主要要因子来来调整设设计值。(一)、弯弯曲应力力：木构造建筑筑物设计计与施工工技术规规范对弯弯曲集成成材之规规定，弯弯曲部分分之容许许弯曲应应力依下下式计算算；且弯弯曲集成成材之容容许弯曲曲应力必必须乘以以曲率因因素(内政部部建筑研研究所 20003) 。容许弯曲应应力集成材之弯弯曲应力力()依AITTC(119844)规定定如下式式：弯曲应力 =断面模数SS=k=1-220000()2A式中k为曲曲率因素素t为集成元元厚

38、度为集成材材中心线线之曲率率半径(二)、径径向应力力 梁梁深固定定之矩形形断面受受弯构材材承受弯弯矩时，在在半径方方向所发发生之最最大应力力依下式式计算：(内政部部建筑研研究所 20003;日日本建筑筑协会220022)半径方向应应力R= (kkgf/cm22)式中R为为径向应应力M弯曲力距距为集成材材中心线线之曲率率半径b为试材断断面宽度度d为试材断断面深度度。(三)、木木材集成成梁之最最大水平平剪应力力(b)(王松松永 119933)：最大水平剪剪应力(b)=Pb为最大大载重(kgff) 。内政部建筑筑研究所所(20003)在设计计规范中中对于弯弯曲集成成材之容容许径向向应力尚尚有下述述归

39、定:1、弯曲力力矩使梁梁弯曲度度减少时时，(增加曲曲率半径径)，径向向应力为为受拉，其其值应为为集成材材容许剪剪应力三三分之一一以下。2、弯曲力力矩使梁梁弯曲度度增大时时，(减少曲曲率半径径)，径向向应力为为受压，其其值应为为集成材材纤维垂垂直方向向之容许许压缩应应力值以以下。参、结果与与讨论一、柳杉集集成元之之基本性性质(一)、静静曲性质质柳杉集成元元以非破破坏性静静曲试验验求得之之静曲弹弹性系数数平均值值为1443 455 1003kgff/cmm2。符合合CNSS110031(20002)对对于F树种群群1等集成成元静曲曲弹性系系数之标标准900 kggf/ccm2高出588.8，且能能

40、达D树种群群如铁杉杉，阿拉拉斯加扁扁柏之要要求(平均值值1100 kggf/ccm2，下限限值955 kggf/ccm2)。(二)、胶胶合性质质1、柳杉实实木之胶胶合剪断断强度为为99.6218.79 kgff/cmm2，符合合柳杉剪剪断强度度应为554 kkgf/cm22以上，合合格率为为1000达标标准955以上上之条件件，且木木破率在在70%以上亦亦符合标标准。此此结果亦亦能符合合对铁杉杉、阿拉拉斯加扁扁柏之要要求，甚甚至可达达南方松松、花旗旗松等之之要求(72 kgff/cmm2)。2、实际制制造成集集成材后后，经取取样其胶胶合层之之胶合剪剪断强度度平均为为1066.423.9 kkg

41、f/cm22，木破破率为887。(三)、指指接性质质经指接后之之集成元元试材，其其静曲强强度平均均值为449380 kgff/cmm2，最小小值为3333 kgff/cmm2，在合合格率须须达955以上上之条件件下，对对于CNNS1110311(20002)中F树种群群1等集成成元静曲曲强度之之标准3390 kgff/cmm2，尚高高出266.4，显示示指接部部位强度度并不影影响集成成元等级级区分。二、目视分分等结果果柳杉集成元元试材于于非破坏坏试验后后，经目目视区分分法判定定集成元元等级发发现，目目视1等集成成元占总总集成元元数量之之15，2等集成成元占220，3等集成成元占117，4等集成

42、成元占112，而而以等级级外集成成元占336为为最高，如如图133所示。其其中判定定因子以以集中节节径比为为主，其其次为宽宽面之材材缘部径径比、端端裂、腐腐朽及相相异树种种，而平平均年轮轮宽与纤纤维倾斜斜比并不不影响等等级之判判定。显显示该批批柳杉集集成元可可能多取取自于小小径原木木，使得得制材品品存在有有较多之之节，而而影响集集成元等等级导致致利用率率较低。 图13、目目视区分分等级集集成元之之数量分分布三、三铰径径向拱型型集成材材之强度度性能根据目视区区分之集集成元，经经适当组组合后所所制作成成2组不同同类型之之对称异异等级集集成材，经经CNSS 1110311 (220022)宽度度调整

43、因因子求出出其静曲曲强度。由由表6可知，对对称异等等级结构构用集成成材第11类型(11122233)及第2类型(11233344)之MOEE分别为为3566 1103kgff/cmm2与3166 1103kgff/cmm2，MORR分别为为7033 kggf/ccm2与8966 kggf/ccm2，有关关静曲载载重变位位关系如如图144199。当集成材最最外层用用集成元元皆采用用1等集成成元时，皆皆符合对对称异等等级集成成材E995-FF2700之等级级。由于于是三铰铰拱之静静曲测试试，其相相对应之之性能更更能进一一步符合合E1770-FF4955强度等等级之标标准，其其中第22类型之之静曲强

44、强度高于于第1类型277 ，且静静曲弹性性系数亦亦高于第第1类型200。依依集成元元之排列列组合形形式，第第1类型之之强度性性能于理理论上应应优于第第2类型，然然而实验验结果并并未如预预期之原原因，可可能与重重复次数数仅为33次，易易受实验验变因之之影响。然然而，本本试验结结果显示示以三铰铰径向拱拱型集成成材运用用时，其其静曲承承载性能能远高于于标准，因因而增广广其未来来可能应应用之场场合。表6、三铰铰径向拱拱型集成成材之静静曲性能能集成材类型型破坏载重(kgff)破坏载重下下之弯曲曲力矩(1033 kggf-ccm)静曲强度(kgff/cmm2)静曲弹性系系数(1103 kgff/cmm2)

45、第一类型对对称异等等级集成成材(11122233)5925(32)683 (32)645 (32)328 (55)第二类型对对称异等等级集成成材(11233344)7497(10)864 (10)816 (10)393 (1)()为变变异系数数值图14、第第1类型结结构用弯弯曲集成成材之静静曲载重重变位图图(试材NOO.1)图15、第第1类型结结构用弯弯曲集成成材之静静曲载重重变位图图(试材NOO.2)图16、第第1类型结结构用弯弯曲集成成材之静静曲载重重变位图图(试材NOO.3) 图117、第第2类型结结构用弯弯曲集成成材之静静曲载重重变位图图(试材NOO.1)图18、第第2类型结结构用弯弯

46、曲集成成材之静静曲载重重变位图图(试材NOO.2)图19、第第2类型结结构用弯弯曲集成成材之静静曲载重重变位图图(试材NOO.3)(三)、设设计规范范下之静静曲性质质1、设计挠挠度限制制下之弯弯曲力距距依内政部营营建署之之设计及及施工规规范之规规定，受受弯构材材刚性之之弹性变变形范围围内之最最大挠度度为L/3000，且不不得大于于2 ccm。本本试验之之实大尺尺寸集成成材梁高高为255 cmm，依本本试验试试材之跨跨距为5593 cm可可知，最最大变位位量不得得超过11.966，根根据此变变位量探探讨各试试材相对对应之静静曲载重重值。由由表7所示，在在达到最最大静曲曲挠度限限制之设设计规定定值

47、时，各各不同组组合之集集成材试试材的相相对应弯弯曲力矩矩值，约约为最大大静曲破破坏时之之弯曲力力矩值的的1129 %。其其中第一一类型所所能承载载之挠度度限制下下弯曲力力距1997 103kgff-cmm则大于于第二类类型1116 %。2、均布载载重之评评估对称异等级级结构用用集成材材在设计计挠度限限制下之之等效均均布载重重值，以以1等为最最外层及及次外层层集成元元与2等为内内层及33等为中中间层用用集成元元，所组组成之对对称异等等级集成成材，其其设计挠挠度限制制下等效效均布载载重平均均值为4448 kgff/m，另另外以11等为最最外层、2等为次外层、3等为内层及4等为中间层用集成元之对称异

48、等级集成材，其设计挠度限制下等效均布载重平均值为207 kgf/m，较第1类型低116 %。在受拉状态态下，弯弯曲集成成材容许许径向应应力为集集成材容容许剪应应力之11/3，柳柳杉为BB2类树树种，LLfsx-x9 kkgf/cm22，因此此弯曲集集成材容容许径向向应力ffRu应为3 kgff/cmm2，从表表7可知，第第1类型及及第2类型集集成材其其设计变变位量之之径向应应力皆低低于容许许径向应应力值，且且仅为容容许径向向应力值值的344及166，足足见曲率率半径为为11446之之弯曲集集成材在在静曲载载重条件件下，其其所产生生之径向向应力并并非破坏坏之关键键因素，因因此本试试验材料料断面尺

49、尺寸为110 255 之柳杉杉弯曲集集成材，于于等效均均布载重重为4448 kkgf/m及2077 kggf/mm之条件件下，可可应用于于跨距5593之场合合。表7、设计计规范下下之结构构用集成成材静曲曲性质集成材类型型设计变位量量之载重重值破坏时等效效均布载重(kgf/m)破坏载重下下之径向向应力(kgff/cmm2)弯曲力矩(103kkgf-)等效均布载载重(kgf/m)径向应力(kgff/cmm2)第一类型对对称异等等级集成成材(11122233)197 (49)448 (49)1.03(49)1554 (322)3.55(32)第二类型对对称异等等级集成成材(11233344)91 (225)207 (25)0.48(25)1966 (100)4.49(10)()为变变异系数数值四、二铰径径向拱型型集成材材桥梁之之强度性性能评估估(一)、理理论设计计值桥面宽1110，大大梁由33支2铰径向向拱