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研究生： 張婉儀
Chang, Wan-yi
論文名稱： 錐形保護工對減少橋墩局部沖刷之水工模型試驗
Experiments of Cone on Bridge Scour Reduction
指導教授： 郭振銘
Kuo, Chen-ming
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： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 70
中文關鍵詞： 局部沖刷 、錐形 、保護工法
外文關鍵詞： cone, protection, local scour
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    • 近年來台灣地區河川水流沖淤情況加劇，每逢颱風暴雨，橋梁受沖刷水害愈加嚴重而影響橋梁安全性，因此，解決橋梁沖刷災害、避免橋基裸露實為橋梁維修管理之重要課題。
    為探討錐形保護工法運用於河川橋梁結構以保護橋墩基礎之功效，本文以水工模型試驗進行模擬，根據各項保護工尺寸之沖刷深度及沖刷坑範圍，研究其橋墩局部沖刷特性。
    研究結果顯示，最大沖刷深度及沖刷坑範圍隨著保護工底部直徑的增大而減少、隨著保護工斜面與底床夾角減小而減少，因此，錐形保護工法成功地抵擋向下射流及馬蹄形渦流，而減少橋墩局部沖刷。當錐形保護工尺寸為2.5倍30度時，完全抵擋墩前之水流強度，僅於墩後形成淺小之沖刷，達到防止橋墩局部沖刷之最佳效果。

    In recent years, with the development of the transportation system in Taiwan, the construction of the bridges tends to saturated, and the situation of current scour intensifies. When the rainstorm happened, The security of the bridges is threatened. Therefore reducing the damage of the bridges is the most important thing of the maintain of the bridges.
    This study uses experimental hydraulic models to examine the cone of the bridge scour reduction, and discuss the property of the local scour by the scour depth and the range of the experiments.
    The results of this study shows that, the maximum scour depth and the range of the scour are decrease when the diameter of the cone increasing or the angle of the cone decreasing. Therefore , the cone resists the down flow and the horseshoe vortex successfully, and reduce the local scour of the bridge. When the size of the protection is perfect, it can completely resist the down flow and the horseshoe vortex and caused a shallow scour in the downstream.

    目錄 摘要.......................................Ⅰ Abstract...................................Ⅱ 致謝.......................................Ⅲ 目錄.......................................Ⅴ 表目錄.....................................Ⅶ 圖目錄.....................................Ⅷ 符號表.....................................Ⅹ 第一章 緒論......................................1 1-1 研究動機與目的................................1 1-2 研究方法......................................2 1-3 論文架構......................................3 第二章 橋墩沖刷理論..............................4 2-1 橋墩周圍流況..................................4 2-2 橋墩局部沖刷原理..............................6 2-2-1 沖刷型態....................................6 2-2-2 沖刷過程....................................7 2-2-3 沖刷因子....................................8 2-2-4 沖刷機制....................................10 第三章 橋墩保護工法..............................13 3-1 保護工設計原則................................13 3-2 目前常用保護工法..............................13 3-3 錐形保護工法..................................16 第四章 試驗設備及步驟............................18 4-1 試驗設備......................................18 4-2 試驗規劃......................................21 4-2-1 試驗條件....................................21 4-2-2 保護工尺寸..................................22 4-3 試驗步驟......................................25 第五章 試驗結果與討論............................27 5-1 不同倍數保護工之沖刷深度比較..................27 5-2 不同角度保護工之沖刷深度比較..................29 5-3 各項保護工試驗之沖刷坑比較....................32 5-4 不同流量下之橋墩沖刷比較......................35 5-5 各項試驗之最大刷深及位置......................39 第六章 結論與建議................................41 6-1 結論..........................................41 6-2 建議..........................................42 參考文獻..........................................43 附錄 附錄一：各項試驗結果之等高線圖....................45 附錄二：流量57 之各項試驗照片.....................54 附錄三：各項試驗沖刷深度之減少程度................57

    參考文獻
    【1】 毛壽彭，「水工模型試驗」，中國土木水利工程學會，台灣，1999
    【2】 程仕帆，「套環保護工法對減少橋墩局部沖刷之研究」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，民國92年
    【3】 陳建宇，「環圈堆保護橋墩之試驗及其三維流場之數值模擬」，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文，民國96年
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    【6】 Dey, S.,“Time-variation of scour in the vicinity of circular piers”, Proc. Instn Civ. Engrs Wat., Marit. & Energy, Vol.136, p.67-75, 1999
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    【15】 http://www.cber.ncu.edu.tw/
    【16】 王傳益，「歷線型流況下同心圓橋墩局部沖刷之研究」，逢甲大學水利工程學系碩士班碩士論文，民國94年

    下載圖示 校內：2010-08-07公開
    校外：2010-08-07公開
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