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舊 2005-02-12, 06:48   #1
kevin
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人工岩場結構安全標準之淺見

(郭宏仁, 2001/05/24, 原文發表於'梅竹石板')

最近在石板上看到許多有關岩場結構安全的精采對話,很高興所有的同好都將安全列為攀岩活動的第一考量,在此願將健野公司10多年來,在岩場建構工程中,學到的一些有關結構安全的經驗,與大家分享,並希望大家不吝指正。



人工攀岩場這10多年來,在世界各地正如雨後春筍般快速成長,就像一般公共建築設施,人工岩場也是一種提供大眾使用的結構體,它正式的英文名稱是Artificial Climbing Structure(人造攀登結構)。因為是結構體,所以與其它的人工結構物,如建築、橋樑、飛機、汽車一樣,其整體結構必須達到一定的安全標準,以保障使用該結構體的不特定第三者生命、財產的安全。

10多年前人工岩場在歐美各國開始蓬勃發展時,這些國家的岩場製造商雖然在生意上彼此是競爭的,但同時他們也了解,此時任何一座岩場,若在結構安全上出了問題,不管是由哪一家公司承建的,對於一項正在發展中的運動(或生意),絕對是一個嚴重的負面影響。因此之故,所有的製造廠商有必要建立一個安全上的基本共識,期望任何一家的產品,皆可達到某一標準的安全水平,以避免嚴重的人工岩場結構安全事故發生,所以當時各國都有其各自的人工岩場建構安全標準。

當攀岩運動受到世人更普遍的歡迎,漸漸演變成為一項國際性的活動時,一個能被較大多數國家接受的共同安全標準,就有必要被制定出來,以保護全體人類的安全。有鑑於此,歐洲共同市場即在1997年9月由技術委員會(Technical Committee CEN/TC 136)提出一份有關人工岩場安全標準的草案,並經多次的技術研討會,最後終於在1998年12月5日,通過了這份編號EN12572的歐洲共同市場【人工攀登結構,確保點、穩定性需求及測試方式】的標準(European Standard EN12572 Artificial Climbing Structures – Protection points, stability requirements and test methods)。並經由下列國家:奧地利、比利時、捷克、丹麥、芬蘭、法國、德國、希臘、冰島、愛爾蘭、義大利、盧森堡、荷蘭、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士與英國同意作為人工攀岩場的結構安全共同標準。目前這是全球一個比較完善的人工岩場安全標準。

這個標準的精神在於事前的防範,也就是事先的結構計算。任何一家人工岩場製造廠商,都需將使用者的安全,置於設計考量的第一位,所以對每座(請注意此處所指的是每座岩場都要單獨做結構計算,因為不可能有兩座岩場具有同樣的安裝條件,所以承商也不可拿以往所做某個案例的結構計算,來作為其它案子的參考值)他們所設計的岩場,除了外觀、用途等外,結構安全上的技術分析(Technical Study)更是整個製程中最重要的第一步。廠商是否能在與業主確定設計圖後,接著提供岩場結構安全力學分析資料給業主審核,這其實是考核一個廠商專業能力最有效的方法,因為我們要確保此製造商所提出的岩場設計,是完全符合結構安全要求的。

 一座人工岩場設計的再好,但若是結構有問題,就完全失去了它的功效。所以人工岩場的設計首重安全,業主站在保護大眾的立場,更需要與製造商很清楚的釐清彼此間的責任歸屬。簡單的來說,業主可以負責建築物整體的結構安全,但製造商則必需對他所提供的岩場,及岩場所依附的建物部分,承擔安全確保的責任。

 有關人工岩場結構安全力學分析資料又可分為兩部分來說明:

 首先是人工岩場本身的結構安全。人工岩場的結構體除了要承受岩板本身及零組件的靜重量負荷外,還要考慮使用者於攀登過程中,因墬落時對它所產生的動負荷影響。除此之外,若岩場建於戶外,還要考慮天候、強風對它的影響,例如,台灣地區因為有颱風的關係,室外岩場的結構設計就要能承受150km/hr的強風吹襲而不損壞。

 經過計算後,我們可以列出為了達到安全標準,所需要的結構材料的材質、形狀、尺寸及數量,以作為設計的依據,而這些都要有相關的數據提出,以便業主或其結構工程師能夠審核。

 其次是岩場對其所附建物的影響。岩場本身的結構設計好後,假如這座岩場將附著在某建築物上,則岩場結構與建物連結處的應力分析就必需計算出來,以便業主能據以檢查原建築物結構的設計,是否可以承受此人工岩場加諸其上的負荷
。若發現無法承受時,業主可視狀況需要更改本身的結構設計,或要求製造商依據業主所提新數據更改岩場設計。總而言之,雙方都必須經過此一程序,互相簽字確認,接受彼此的數據及設計,以便釐清未來的責任歸屬,一旦雙方確認後,人工岩場製造商則將對其承建或設計的岩場本體,及其附著的建物部分負完全責任。

 至於結構應力分析的計算標準,EN12572有很詳細的規定,每個確保點應施以多少的應力,施以多久時間,確保點應安置於岩牆的哪個位置,皆有標準,所有的廠家都必須根據此標準來做結構應力計算。

從以上的說明,我們可以了解,由人工岩場製造商提出結構安全力學分析,是何等重要之事,沒有經過此一步驟,光送一堆美美的設計圖,卻可能於其中隱藏了一些結構上的危險,而事實上,這些危險是可以經由預先製做的結構應力分析報告,再由雙方專業人員的確認來避免的。

最後,岩場建構完成後,承商還必須依據歐洲安全標準EN12572的驗收測試規定,以相關的儀器設備(請參考相簿1780),為業主進行岩場的完工安全驗收測試(Proof Test),此測試的目的在確保岩場的施工品質,通過安全驗收測試後的岩場,才會獲得一張「岩場合格證實書」(Certificate of Conformity),以確保使用者的安全。

既然安全是建構人工岩場的首要考量,那麼安全的標準何在呢?在台灣,因為攀岩運動才剛起步,政府短期內還無法制定人工岩場的安全標準。但為了避免沒有標準或標準過低造成人工岩場的公安事件,不但人民生命財產會受到損害,這項有意義的運動也將因為某些岩場安全出問題,造成社會大眾對此提出疑問,以致影響此運動的正常發展。因此之故,我們希望先以人工岩場較發達的歐盟所制定的人工岩場安全標準,作為我們目前的一個施工參考,以確保在台灣建構的每座人工岩場,都能被民眾安心使用。

人類近代科技發展迅速,結構學上的知識更是一日千里,所有結構上的問題,幾乎都可事先經由計算,來評估它的安全承載係數,在此21世紀,我們不希望還有人用沒有經過理論驗證的經驗數值,來作為設計的參考標準,在人類工程史上,許多的意外都肇因於原始設計者的疏忽,設計人只憑他個人多年的「經驗」,認為這麼粗壯的鋼梁,應該足以承受小小車子的重量,但是橋卻在某個颶風夜裡垮了,橋上急著趕回家的數10輛車子連同他們的主人,就因為某人的「經驗」而與他們的家人永久分離了。

還記得98年承建亞洲攀岩錦標賽林口岩場時,因為是比賽的臨時場地,所以必須用鷹架搭建在體院的體育館內,Entre-Prises公司寄來厚厚一疊比賽岩場的結構安全力學分析資料,根據Entre-Prises的說法,只要將此份資料交給承建鷹架的公司,他們的結構工程師就能根據此資料,計算出該用哪種鷹架?搭幾層?搭多高?後面的配重要多少?鷹架的斜撐要如何排列?如何分散攀岩者墜落時產生的瞬間應力?

但是當我們將此份資料交給台灣數一數二的鷹架公司時,竟然發現他們根本沒有結構工程師的編制,以往他們的鷹架搭建工程,都是憑著多年的「經驗」完成的,而這些「經驗」基本上應該是欠缺理論基礎的。因為他們告訴我們,他們沒有能力根據這份應力資料去算出該搭何種鷹架,但他們有把握依據「經驗」,幫我們建一座可以承載比賽岩牆的鷹架。我說萬一發生意外,責任誰屬?他們惦惦無言。所以我們只好另外花了台幣15萬元,請法國的鷹架公司(與台灣鷹架公司使用同樣的鷹架系統)代我們設計鷹架系統,然後再請台灣的鷹架公司按照法國的鷹架組裝圖施工。我們多花了15萬元,同時也在老法面前失去了一點面子(老法不敢相信台灣的鷹架公司竟然不需僱用結構工程師),但我們心安理得,因為我們對所有參賽選手及工作人員,已盡到一個岩場承建者的社會良心責任。

再回想一下,台灣歷年來多次發生的建築工地鷹架倒塌事件,其原因自不待言,多少可貴的生命就在某些人的「經驗」媊諡馱F。或許有人會說台灣又不只健野會建岩場,其他人也蓋了許多岩場,也沒有發生任何意外。我們也絕不想看到意外發生,也絕不會幸災樂禍,更不是要在此說風涼話,批評我們的同行,我們只是希望以我們承建岩場的經驗,來與各位攀岩同好及同業互相勉勵,攀登者的安全,應該是我們這些業者心中永遠第一的考量。刊登這篇文章的用意,只是單純的向同好說明,歐洲共同市場人造攀登結構安全標準的精神及內容。用心吸取外國人的寶貴經驗,以合乎科學的精神,整密的進行每一個設計步驟,每根螺絲、每個零件都需確認它的安全數據,決不將他人的生命安全用自己的「經驗」來應付,那麼台灣的攀岩活動必定可以很快的追上歐美的水平,台灣的青年朋友也有更多學習冒險教育及激發個人潛力的機會。

這些年來我們聽到許多看過EP岩場的人說:這種岩場很簡單,我們台灣也會做。確實不是太難,台灣絕對可以做,但期望大家用心去做,簡單的背後往往隱藏著複雜的學問,請結構工程師來計算每一座岩場的結構,購買儀器來對每一座承建的岩場作安全證實測試,這些都得多花錢,也都會增加成本,但從對人類生命尊重的立場來看,這些都是值得的,也是應該如此去做的。

許多經營者並不是真的計較這些應有的支出,比較擔心的倒是那種常在國人身上發現的「這很簡單」的做事心態。有些人認為人工岩場這種簡單的結構,何難之有?大不了鋼構用粗一點,材料用厚一點。真的這樣就夠了嗎?這10年來,我們在台灣承建了大大小小60多座人工岩場,每年我們也派工程人員出國參加國際攀岩比賽岩場的搭建工程,我們都有個共同的感想「要用心去做」。人工岩場的技術說穿了並沒有甚麼深奧之處,只需要具備基本的結構理論常識,再加上遵守普通工程作業原則,還有用心去學習,基本上任何人都可以蓋岩場。

每天晚上躺在床上,想到全省有許多的岩場是經由我們的手承建的,有許多不認識的朋友正在享受攀岩的樂趣,我們是不是已盡力去考量到這些朋友的生命安全?我們是不是對每一座承建的岩場都做好結構安全應力分析?我們是不是每天都在充實自己的專業知識?精進自己的工程技術?只有當答案都是肯定時,我們才能安心的入睡。我們絕不敢說我們很完美,10年來我們也建了一些被同好取笑的岩場,事實上我們還有許多要學習的地方,歡迎各位同好不吝隨時給我們指正,只要能提高岩場安全的建議,我們都將虛心的接受。

目前我們正在製作歐洲共同市場人工攀登結構安全標準(European Standard EN12572)之說明小冊,有興趣研究人工攀岩場安全結構的朋友,請e mail姓名、單位、地址、聯絡電話到 outdoor@ms5.hinet.net 索取,等我們印好後會盡快寄給你。

最後在此向各位同好報告,健野並不是賣人工攀岩場的公司,健野公司賣的是勇氣、快樂、冒險的精神。我們希望將這些正向的人格特質,利用攀岩運動帶到校園裡及社會的每個角落。

謝謝大家,祝攀登愉快!

Entre Prises 台灣區代理
健野股份有限公司 郭宏仁 敬上
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