| 摘要 |
台灣地形破碎，跨河橋梁眾多，加上地處熱帶、亞熱帶氣候交界，受經常性颱風侵襲，降雨強度大，且本島地理山高谷深，河川坡陡流急，因此跨河橋梁基礎普遍存在沖刷問題。無論國內外，橋梁損傷主因之一皆指向基礎沖刷，而橋梁基礎埋置深度是影響橋梁結構穩定性之重要指標，是目前計算基礎安全性不可或缺的參數，故發展出一套可即時掌握橋梁基礎剩餘埋置深度之方法，進而可準確的推算橋梁安全係數，供相關橋梁權責管理單位進行災前應變乃為當務之急。
本研究提出以橋梁微振動訊號作為識別橋梁埋置深度之方法，首先透過靜力試驗簡化沖刷問題，得知埋置深度是掌控結構主要頻率之主控因子，且其關係可以二次曲線表示，並以有限元素模型驗證實驗趨勢，而後以短時傅立葉轉換作為即時結構頻率擷取工具，再以埋置深度與頻率之關係式將頻率轉換成埋置深度，結合環境因子資料收集，輔以碎形理論作為結構穩定性判別，最後以埋置深度計算安全係數，以碎形理論計算安全指標，判定橋梁安全性。
為證實本研究方法之可行性與精確性，於實驗室進行縮尺橋梁沖刷試驗，藉由縮尺橋墩內之攝影機紀錄即時沖刷深度，驗證以微振訊號推算出之剩餘埋置深度。經一系列試驗結果可證實此研究方法可有效預測埋置深度之變化，環境因子之監測有助於釐清因沖刷以外造成橋梁頻率變化之因素。此方法對橋梁結構健康診斷有相當助益，可在災害發生前提出預警，減少生命財產之損失。
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中心技術報告