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研究生: 唐惟容
Wei-Rung Tang
論文名稱: 都會區鋼結構橋梁之生命週期成本與碳排量評估系統建置
Life Cycle Cost and Carbon Dioxide Emission Assessment System Construction for Steel Bridge in Metropolitan Area
指導教授: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
口試委員: 吳東諭
Tung-Yu Wu
張惠雲
Heui-Yung Chang
廖文義
Wen-I Liao
邱建國
Chien-Kuo Chiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 136
中文關鍵詞: 鋼結構橋梁生命週期成本碳排放
外文關鍵詞: Steel bridge, Life Cycle, Cost, Carbon Emissions
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台灣因地形影響造就了河流遍布島嶼的環境,橋梁便成為台灣不可或缺的道路類型之一。然而台灣的地理位置也使此地的建物設施經常面臨地震、颱風災害的威脅,此外多雨潮濕的環境亦將加速設施老劣化,橋梁的維護策略便成為一大課題。以有限條件下達到同樣維護目的為前提,找出最具經濟性且環境友善的維護策略,便是本研究的探討主軸。
本研究針對都會區鋼結構橋梁進行探討。成本部分有橋梁興建階段之成本、使用階段中定期構件維護、預防性防蝕塗裝及地震颱風造成災損之修復成本,以及生命週期最後的拆除成本,若考量鋼料可再回收熔煉,則將回收效益一併納入考量。二氧化碳排放部分,則包含興建時材料與機具造成之碳排放、使用階段中定期維護、塗裝、災損修復等所需材料之碳排放,若將鋼材可回收性納入考量,生命週期終了時之回收鋼材亦可產生部分二氧化碳減排之效果。
本研究將台北市24座鋼結構橋梁過去維護報告作為維護成本之資料庫,及依據各文獻建議建置橋梁生命週期成本及碳排量計算系統,使用者可依不同維護策略──如塗裝材料、塗裝週期、定期巡檢週期等──分別計算上述項目並加總,得到不同維護策略下橋梁之生命週期成本與碳排量,並可依此進行比較,依使用者設定目標(如最低生命週期成本或最低生命週期碳排量等)找出最佳方案。


Due to its geographical features, Taiwan's environment is characterized by numerous rivers flowing across the island, making bridges an essential part of its transportation network. However, Taiwan's geographical location also exposes its infrastructure to frequent threats from earthquakes and typhoon disasters. Additionally, the rainy and humid environment accelerates the deterioration of facilities, making the maintenance strategy for bridges a significant challenge. This study aims to identify the most economical and environmentally friendly maintenance strategies under limited conditions while achieving the same maintenance goals.
The focus of this research is on urban steel structure bridges. The cost analysis includes expenses during the bridge construction phase, regular component maintenance during the usage phase, preventive corrosion protection, repair costs from earthquake and typhoon damages, and finally, the dismantling costs at the end of the lifecycle. If the recyclability of steel materials is considered, the benefits of recycling will also be taken into account. In terms of carbon dioxide emissions, the study will encompass carbon emissions resulting from material and machinery during construction, as well as carbon emissions from regular maintenance, painting, repair materials used after disasters, etc. Taking the recyclability of steel materials into consideration, the study will also evaluate the carbon emission reduction effect achieved through steel recycling at the end of the bridge's lifecycle.
To gather data for maintenance costs, this research will use past maintenance reports of 24 steel structure bridges in Taipei City as a database. Additionally, a bridge lifecycle cost and carbon emission calculation system will be established based on relevant literature recommendations. Users of the system can calculate various elements, such as painting materials, painting intervals, and regular inspection periods, to obtain the lifecycle costs and carbon emissions for bridges under different maintenance strategies. The results will be used for comparison, allowing users to find the optimal solution based on their predefined objectives, such as minimizing lifecycle costs or carbon emissions.

致謝 I 摘要 II ABSTRACT III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究範圍及限制 2 1.4 論文架構 4 第二章 文獻探討 5 2.1 生命週期評估法 5 2.2 生命週期成本分析 6 2.2.1 生命週期成本概述 6 2.2.2 生命週期成本相關研究 7 2.3 生命週期碳排量分析 9 2.3.1 生命週期碳排量相關研究 9 第三章 鋼結構橋梁生命週期成本 13 3.1 興建成本 14 3.2 塗裝成本 16 3.3 檢修成本 18 3.3.1 資料選用 18 3.3.2 DER&U 18 3.3.3 資料彙整 23 3.3.4 估算流程 27 3.4 洪水風險 29 3.4.1 資料選用 29 3.4.2 SSI 30 3.4.3 各重現期洪水發生機率 31 3.4.4 資料彙整 32 3.4.5 估算流程 33 3.5 震損風險 34 3.5.1 機率式地震危害度分析 36 3.5.2 有效地表加速度發生機率 36 3.5.3 各種損壞狀態發生機率 37 3.6 間接成本 40 3.6.1 洪水風險之間接成本 46 3.6.2 震損風險之間接成本 47 第四章 鋼結構橋梁生命週期碳排量 48 4.1 碳足跡盤查範圍 48 4.1.1 初期興建階段 50 4.1.2 維護管理階段 51 4.1.3 回收階段 52 4.2 碳排量計算方法 53 4.2.1 初期興建階段 53 4.2.2 維護管理階段 56 4.3 碳吸存量 57 第五章 實例及方案分析 59 5.1 計算系統建置 59 5.1.1 輸入介面 59 5.1.2 輸出介面 62 5.1.3 與現有系統之比較 63 5.2 生命週期成本分析 65 5.2.1 回收效益之影響 69 5.2.2 定期檢測週期之影響 71 5.2.3 使用年限影響 74 5.2.4 塗裝策略之影響 81 5.3 生命週期碳排量分析 88 5.3.1 回收減排量之影響 94 5.3.2 使用年限影響 96 5.3.3 塗裝策略之影響 102 第六章 結論與建議 109 6.1 結論 112 6.1.1 生命週期成本 112 6.1.2 生命週期碳排量 113 6.2 建議 114 參考資料 116 附錄A 119

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全文公開日期 2026/08/08 (校外網路)
全文公開日期 2026/08/08 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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