NCREE-2013-008
時間 2013-09-17
標題 樁基礎縮尺橋梁模型之沖刷易損性曲線建置試驗研究
作者 沈明毅張國鎮陳俊仲
摘要
台灣受板塊擠壓之緣故,中央山脈橫亙於台灣本島中央,有著山高水急的地形特色,於雨季時,龐大的降雨使得河川水位上升並快速流入海中,因有這樣的地形與氣候環境,台灣的跨河橋梁普遍存在沖刷之現象,於颱風過境時橋梁倒塌時有所聞。考量現行橋梁設計規範對受沖刷橋梁的不足,以可靠度分析方法修正之,其中易損性曲線為不可或缺之一環,建立沖刷之易損性曲線有其必要性,本研究將針對此議題進行探討。
本研究首先針對橋梁沖刷議題做資料收集及研究,了解其破壞模式與橋梁可靠度分析等相關問題後,設計一系列之試驗,整理並歸納試驗之結果,提出一建置沖刷易損性曲線之方法。橋梁沖刷是一複雜之流體、土壤、結構互制行為,本研究針對土壤承載力破壞進行試驗探討橋梁結構行為,以及不同流況下橋梁沖刷之發展情形,並觀察橋梁受沖刷之破壞機制。再以兩項實驗結果建立橋梁沖刷易損性曲線方法,首先為樁基礎橋墩靜力承載試驗,以受不同沖刷深度之樁基礎側推曲線,歸納實驗結果推論容量損失與沖刷深度之關係,以及縮尺橋梁模型水槽實驗,收集橋梁受沖刷之各項參數,定義橋梁受沖刷之損壞指標,找出各損壞指標所對應之沖刷指標,並控制環境因子,如流速、水位與載重配置等,其中實驗之不確定性來自於土壤參數,重複多次實驗建立數據資料庫,以最大似然性法推得沖刷指標之分布函數。最後結合兩個實驗之結果,修正沖刷指標,並建立沖刷之易損性曲線。本研究建置沖刷易損性曲線之方法後,可供未來於可靠度分析與設計上參考,考慮特定流域下,結合沖刷危害度曲線,推估橋梁因洪災所損壞之機率。
關鍵字 橋梁沖刷、易損性曲線、最大似然性法
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