| 時間 |
2023-11-22 |
| 標題 |
跨斷層縮尺兩跨簡支橋梁之振動台實驗與數值模擬 |
| 作者 |
[周光武]
[李昀叡]
[洪曉慧]
[黃仲偉]
[許家銓]
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| 摘要 |
目前國內鐵、公路橋梁主要以結構簡單、架設方便的簡支梁橋為主，但由於台灣地狹人稠，兼以斷層眾多，故橋梁無法避免位於斷層附近，甚至是跨越斷層。跨越斷層的簡支梁橋在地震作用下，容易因為斷層線兩側橋柱的相對位移而發生落橋；然而現行規範僅探討近斷層橋梁的耐震行為，對於跨斷層橋梁並沒有明確的耐震要求及設計規範。本研究為探討簡支梁橋在跨越斷層地表運動作用下的反應，建立一組兩跨簡支梁橋的縮尺模型，並另外建立對應的數值模型來驗證縮尺實驗的正確性。首先利用橋柱側推試驗以得到橋柱的非線性側推曲線，並用以擬合非線性纖維元素所需的參數。其次利用位移輸入的振動台進行增量動力試驗，以得到縮尺橋梁在不同強度地震作用下的反應。最後再使用SAP-2000建立有限元素模型進行比較，驗證實驗的正確性，並嘗試回推至原型橋梁。研究結果顯示，橋柱的非線性行為是控制橋梁在地震作用下反應，以及數值模擬與縮尺實驗是否匹配的主要因素。此外，在跨斷層作用下，無論縮尺橋梁是否具備止震塊，縮尺實驗在地震倍率小於1.0時所得之反應會大於數值模擬；但當地震倍率超過1.0之後，縮尺實驗所得之數據會小於數值模擬的結果，且其差距隨實驗倍率越高越明顯。另一方面，在非跨斷層(近斷層)作用下，無論是否有止震塊，數值模擬與縮尺實驗結果則較為相近。推估原因是縮尺模型在跨斷層作用下，橋面板在鉸接點處可以發生剛體旋轉，導致數值模擬與縮尺實驗的結果不同。最後，將縮尺實驗結果反推回原型橋，非跨斷層效應下產生的最大側向位移量為18.3 cm，小於規範的防落長度，代表現行規範規定的防落長度足夠防止近斷層地表運動導致的落橋。 |
| 關鍵字 |
跨斷層、縮尺模型、簡支梁橋、數值模擬、位移輸入 (crossing-facult, simply supported bridge, scaled model, numerical simulation, displacement input) |
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