中心技術報告
NCREE-2004-014 |
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| 時間 | 2004-09-01 |
| 標題 | 集鹿大橋震害評估與修復之研究 |
| 作者 | [張國鎮] [周智傑] |
| 摘要 | 1999 年9 月21 日凌晨1 點47 分，台灣發生了百年難得一見的大地，這次地震造成全台嚴重的損失，包括人民的生命財產以及房屋、橋梁等結構物的損壞或倒塌。根據中央氣象局地震測報資料顯示，921 集集大地震震央位於北緯23.85°、東經120.82°，即日月潭西偏南方12.5 公里處，地震規模為芮氏規模7.3，震源深度8.0 公里，而在南投縣附近所測得的最大地表加速度更高達1g。 集鹿斜張橋位於南投縣，跨越濁水溪，為通往集集與鹿谷間之一座重要橋梁（即發生地震仍須維持正常通行），由於鄰近集集鎮，為配合觀光需求，是以斜張橋形式建構此橋，盼以結合集集鎮、鹿谷鄉二地，共同發展成一整體性的觀光地區。於921 大地震之際，此座由T.Y.LIN 顧問公司所設計的斜張橋正值施工的最後階段，除最後四塊因工作車架設需求而尚未安裝的外伸斜撐版及後續的粉飾工作外，全橋大抵完成，卻於此次地震中受到重創。由於目前顯少有斜張橋於地震之中破壞的案例，所以此次集鹿斜張橋於921 集集大地震中的破壞頗受各方關注。 本文中，針對集鹿斜張橋的破壞情形先行說明：最嚴重的破壞發生在橋梁的主梁處 (包括了靠近橋塔處及帽梁端)；其餘破壞則是發生在塔體底部 (包括橋塔底部混凝土的剝落及塔底向上延伸13 公尺的縱向裂縫)，至於主梁下方P12 墩柱底部僅發生微裂縫。關於集鹿斜張橋於地震下之行為本文以SAP2000 結構分析程式進行模擬，至於橋梁破壞評估則是藉由比對橋梁於地震中所發生之行為及結構各構件承載力之方式進行。 於階段性修復工作完成之後 (除鋼纜部分外)，為了通行小行車之需要，公路局委託國家地震工程研究中心進行載重試驗，以確保小型車通行的安全性。關於此次試驗，主要包含四部分的測試內容，全橋滿載試驗 (二跨各300 公噸重車載)、單跨滿載實驗 (一跨600 公噸重車載)、扭力測試 (二跨各300 公噸重偏心車載)以及逐步加載試驗 (修復後橋梁性質測試)。有關實驗結果，本文以數值分析進行比對，並探求分析與實驗結果產生差異之原因。 為了配合集鹿斜張橋第二階段鋼纜的修復工程，本文藉由實驗數據配合分析方式找出一組屬於集鹿斜張鋼纜特性的索力計算參數，希望藉由此套參數配合Zui 等人所推導出的精算索力公式，能準確的找出鋼纜索力，協助鋼纜的修復工程之進行，使整個修復工作能及早完成。 未來，為了橋梁長期使用安全性的考量，確實瞭解全橋狀態有其必要性。集鹿斜張橋為修復後橋梁，因此橋梁內力的求解上，無法單純以分析方式獲得，所以本文提出一套內力求解的流程，希望藉由頂舉試驗及微振量測的試驗結果先使全橋結構轉換成靜定狀態，然後透過數值分析，初步計算出橋梁內力狀態。 |
| 關鍵字 | 集鹿橋,斜張橋,破壞,載重試驗,鋼纜索力,橋梁內力 |
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