| 研究生: |
林奉廷 Lin, Fong-Ting |
|---|---|
| 論文名稱: |
橋梁基礎受沖刷之動態行為研究-以新發大橋為例 Dynamic Behavior of Bridge Foundation under Scour-A case study on Shin-Fa Bridge |
| 指導教授: |
陳景文
Chen, Jing-Wen |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 土木工程學系 Department of Civil Engineering |
| 論文出版年: | 2013 |
| 畢業學年度: | 101 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 119 |
| 中文關鍵詞: | 橋梁監測 、振動量測 、淘刷 |
| 外文關鍵詞: | Bridge monitoring, Scouring, Vibration test |
| 相關次數: | 點閱:76 下載:9 |
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因台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界處,地勢起伏大且險峻,河川川陡流急,且全島位於季風亞洲,雨季、颱風頻繁,河流變化量大,公路跨河橋梁易受河流淘刷侵蝕,導致橋墩基礎裸露,橋梁承載力不足而倒塌。然而當跨河橋梁在颱洪期間水位淹沒基礎時,難以採用目視方式進行觀察。因此需利用儀器直接對河床沖刷程度進行接觸性之量測。
本研究於高雄市六龜區新發大橋安裝監測系統,以長期觀察橋梁振動特性來評估橋梁穩定。進行長期監測前,必須充分了解結構物初始狀態,包括橋梁幾何條件,調查河床情況以及利用現地進行振動量測求取橋梁本身振動特性,作為長期監測指標。
接著以有限元素軟體建立橋梁模型,模擬樁土互制系統,進行橋梁模態分析,並以現地振動資料校正模型,最後以極限平衡法探討橋梁基礎破壞模式,分別為傾覆、滑移及承載力不足破壞,考慮在不同水流速度、水位高度及淘刷深度之下基礎之穩定性,並以數值模型做側推分析,了解橋墩抗彎矩能力,藉此建立適用於該監測橋梁於颱洪期間發生水位高漲及淘刷時的預警機制,提供橋梁管理單位是否封橋之參考依據。
Due to the special geologically conditions, rivers in Taiwan are relatively short and steep. Therefore the foundations of the cross-river bridge are common suffered from scouring; foundations would be exposed and lose their bearing capacity; even collapse. Therefore, it is necessary to prevent the erosion of the foundation of the river in advance. However, the erosion usually occurred during typhoon attacked, it is difficult to observe the erosion condition under the condition of rainstorm just by visual eyes. Therefore, it is necessary to develop the instrument to measure the scouring and erosion condition during under the condition of rainstorm.
In this study, the instruments were installed at the Shin-Fa bridge that located in Kaohsiung Liou-geui Distinct. The instruments were proposed to be monitored the long term characteristics of vibration and to evaluate stability of the bridge. Before long term monitoring, the initial conditions of the structures of the bridge which including geometric conditions, characteristics of bridge vibration obtained from field test were collected.
Then the bridge model was established by the software that formulated by finite element method. Simulation of soil-structure interaction system was conducted by bridge modal analysis. Then calibration of the modal shape of the bridge by measuring the field vibration test. Finally three failure modes of the bridge foundation which including overturning, sliding and bearing capacity were checked by using limit equilibrium method. For considering the stability of the moment-resisting of bridge foundation under different flow velocities, water levels and the depths of scouring, the pushover analysis by using numerical model was performed. Based on the results of those analyses, an early warning system can be established and provide the reference as a policy for bridge closing during rainstorm and typhoon season.
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