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研究生: 林廷昌
Ting-chang Lin
論文名稱: 橋梁耐震耐洪設計與維護階段防災預警整合之研究
Design and Maintenance Information Integration For Bridge Assessment and Disaster Prevention
指導教授: 鄭明淵
Min-Yuan Cheng
口試委員: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
郭斯傑
Sy-Jye Guo
蘇振維
Cheng-wei Su
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: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 100
中文關鍵詞: 耐震評估耐洪評估振動頻率評估安全預警系統
外文關鍵詞: Seismic assessment, Flood-Resisting capacity analysis, Vibration frequency, Computer-Aided safety diagnosis
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  • 由於臺灣多山多河的地理特性,使得橋梁成為連結陸上交通的重要設施。而台灣地震頻繁造成橋梁不同程度的損壞;另外每年颱風、豪雨造成洪水,淘刷橋墩及橋台之基礎處河床,致使橋梁損壞;人為使用方面,亦有車輛超載加速橋梁劣化等問題。因此使用維護階段對橋梁進行能力評估並達到橋梁防災預警的目標已是刻不容緩。
    目前若需進行橋梁耐震或耐洪評估需從設計階段所產出之橋梁設計圖說或計算書中,找出評估所需相關資料,經計算評估後擬定出橋梁之警戒值、行動值。由於上述圖說等資料多為電子圖檔保存,因此擷取這些資料時,必須以人為方式從中讀取資料重新記錄,而長時間過後,圖檔容易遺失或因圖檔解析不佳造成無法辨識資料,故此一資料蒐集並分析評估過程,耗費相當多的人力、時間且困難重重。因此,如果在橋梁設計階段即將未來使用維護階段用來評估所需參數,以資料庫方式有系統地建置儲存,並發展一自動化分析評估系統,提供作為防災預警之決策支援。
    本研究首先根據橋梁各種安全評估所需設計參數進行確認,並確立橋梁耐震耐洪設計與維護階段資訊整合模式,並根據此模式發展建置橋梁設計與防災預警資訊整合系統,並應用本系統提供使用維護階段橋梁防災預警之決策支援用途。


    Since Taiwan is rich in many mountains and rivers, it makes bridge become an important connection for transportation. However, Taiwan is located in seismic zone and influenced by the typhoon climate, the bridges are usually damaged by natural disasters, and overloading of vehicles also makes bridge’s components deteriorate faster. Therefore in the bridge maintenance phase, it is a critical issue to evaluate bridges capacity, and achieve the goal of bridge disaster prevention.
    Nowadays, once the bridge should be evaluated the capacity of scour or earthquake, some evaluated information have to be referred from the relevant design drawings or plan reports. After the estimation and analysis be conducted, the bridge safety factors and warning factors can be evaluated. Due to most of the design drawings or plan reports are saved as electronic files, therefore, the data have to be referred and modified through human being. The electronic file may be difficult to recognize owing to the low resolution or get loss, this condition will take more manpower and time, be difficult as well. As a result, when most of the relevant parameters (which the requirements in bridge maintenance phase) are saved systematically as database format in the bridge design phase and developed automatic analysis system, this mode can be utilized as decision support for disaster prevention.
    This study conducts relevant safety estimated requirement about bridge design phase parameters of scour or earthquake, then the information integration mode in the bridge maintenance phase is established. Finally, the information integration system of bridge design and disaster prevention is built, and the functions of system can be provided to the bridge management units and applied on decision support and disaster prevention in the bridge maintenance phase.

    第一章緒論1 1.1研究動機1 1.2研究目的3 1.3研究範圍與限制4 1.4研究內容與流程4 1.4.1研究內容4 1.4.2研究流程6 1.5論文架構9 第二章文獻回顧11 2.1臺灣橋梁管理現況11 2.2橋梁耐震能力評估–側推分析12 2.2.1結構設計分析軟體(SAP2000)簡介12 2.2.2橋梁側推分析流程13 2.3橋梁耐洪安全評估18 2.3.1橋梁墩柱與基礎沖刷之研究18 2.3.2橋梁基礎結構耐洪分析模式21 2.4橋梁振動頻率評估28 2.4.1橋梁現地量測頻率模式29 2.4.2橋梁安全臨界頻率比值32 2.5臺灣公路早期防救災決策支援系統33 2.6橋梁通行失敗機率35 2.6.1橋梁通行失敗機率計算35 2.6.2橋梁通行失敗機率應用36 2.7跨河橋梁安全預警系統39 2.8國外預警系統之開發實例40 第三章橋梁耐震耐洪設計與維護階段資訊整合模式之建立43 3.1確立使用維護階段橋梁評估模式所需資料43 3.2確立橋梁耐震耐洪設計與維護階段資訊整合模式45 3.3橋梁耐震耐洪設計參數資料庫建置51 第四章系統規劃與發展53 4.1系統發展概念研擬53 4.1.1對話介面54 4.1.2資料管理56 4.1.3模式管理56 4.2系統架構擬定57 4.3系統開發工具選用58 4.4系統功能規劃與發展60 4.4.1上傳參數資料模組61 4.4.2修改刪除資料模組62 4.4.3查詢下載資料模組64 4.4.4耐洪安全評估模組66 4.4.5振動頻率評估模組67 第五章系統操作示範70 5.1系統主畫面與功能選單70 5.2上傳參數資料模組71 5.3修改刪除資料模組75 5.4查詢下載資料模組79 5.5耐洪安全評估模組83 5.6振動頻率評估模組87 第六章結論與建議91 6.1結論91 6.2建議92 參考文獻93 附錄A 資料表及欄位說明97

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