依强震观测对桥梁结构安全性评估之应用.PDFVIP

依強震觀測對橋樑結構安全性評估之應用 1 2 蔡仁卓 、黃郁仁 1 萬能科技大學營科系副教授 2 萬能科技大學工程科技研究所碩士 陳承俊、歐泰林 中央氣象局地震測報中心 摘要 台灣各橋樑於設計之初均需對橋樑之安全作一整體考量，然而於完工使用之後 可能由於自然條件改變 (沖刷、地震變形或由於人為因素) (超載、人為建設) 等造成 橋樑現況與設計之初產生相當大之變化，但上述之變化是否會影響橋樑之安全性 常為實務與學術界所欲探討之課題。對於橋樑之安全檢測，相關主管單位均有一 定之目測方式加以評估，但對於目測評估與橋樑實際破壞狀態目前尚無法以一可 靠之儀器量測結果加以確認。目前，中央氣象局對於國內部份橋樑設置強振觀測 站作長期觀測，但常受限於儀器接收之能 力，大多只對局部結構裝置觀測裝置， 無法對全體結構設置觀測點，故而觀測結果雖可顯示區域結構行為但對於整體橋 樑之安全評估可能產生部份盲點。 本文即希望能先針目前已裝置強震儀之橋樑經由強震資料並配合對現地地質 與結構微震資料對橋樑結構之安全性加以評估，進而將此評估方式應用於其他橋 樑。 The boundary conditions of bridges will be changed by the time. So how to define the safety of bridges is a important problem to engineers and researchers. The central weather bureau(CWB) of Taiwan have set many strong motion measurement stations on same of important bridges. But it is hard to get detail of the bridges behavior of all bridges. In this paper we will develop a combined strong earth movement and microtremor measurement method to detect the bridges safety. 113 壹、 前言 台灣南北分佈大小橋樑多數存在於高程落差大且流域 短小問題。故而時常造 成橋樑於完工不久即產生四周情況有極大變化，如台灣中部河川橋樑因常因沖刷 造成橋基裸露造成現場狀況與原始設計產生極大差異。對於主管單位因有維護橋 樑安全之責，均對橋樑有作現況之觀測但由於需以部份維修或是重建由於需作精 確之量化評估常造成維護單位之困擾。 此外，由於台灣由於位處於地震好發區域，當強震對於橋樑安全構成危害將 對四週交通產生衝擊。故而如此建立一方便且有效之橋樑安全評估模式亦更形重 要性。中央氣象局對於全國主要建築物包括橋樑有設置部份強震觀測儀，但由於 經費受限無法普及所有橋樑且一般而橋樑之尺寸極大若以局部觀測資料探討整體 行為將可能有所誤差。故若要對整體橋樑行為分析除需利用強震資料對於局部橋 樑行為加以判定之外還需要對未設置強震儀之橋樑其他結構作整體觀測。針對於 此可利用微震觀測方式對於地質與結構體觀察其微震下結構與地質狀態。 國內外有關本計畫之研究情況 對於利用微震方式對地質分析與橋樑安全觀測與分析國內外均有多位學者提 出相關理論與方法分述如下 國外部份： (a) 地質微震觀測 Arai[3] 以微震表面波(S-wave)之垂直水平反應譜- (H/V Spectrum)分析土層垂直 分佈狀況。Seht et