洪如江老師【土木與文明】系列文章

臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界，約在1000萬～300萬年前，臺灣島因板塊錯動推擠而產生，可說沒有地震就沒有臺灣。對於生活在這個島的我們，地震已成為人們日常生活中的一環，與其消極的應對，不如積極地學習如何和地震和平共存，共同建立一個耐震的永續家園就是大家所面臨的重要課題。

現今科技仍無法有效的預測地震何時來臨，但是藉由地震波傳遞的特性，當破壞力較小但傳遞速度較快的P波來臨時，偵測後立即發佈警訊，讓人們可以在破壞力較大的S波到達前，進行緊急避難與相關因應作為。短短數秒的時間，很可能就是生與死的差別。中央氣象局與國家地震工程研究中心分進合擊，提供複合式地震速報服務，可以在強烈震波來臨前，提早數秒到數十秒，透過手機簡訊、警報接收機燈光、聲音、電子看板等多元方式告知，即時提供民眾防震應變。現在，透過前瞻計畫：建構民生公共物聯網計畫這個項目的推力，速報資訊將對外公開，期望能吸引產業界運用速報資訊，開發地震防災產業，例如結合智慧防災控制，可開啟逃生動線指示、避難掩護點指引、開門、關瓦斯、停電梯等方式協助人們避難。此外在高科技廠房更可以利用來做設備機台的緊急應變，例如化學管線或生產線機台的自動關閉，減低地震災損、加速震後復原。共同打造智慧型防災的安居家園。

震守家園特展 「震！知道了」

亮點一 六軸沉浸式地震體驗屋－重現９２１大地震威力

臺灣常常有地震的發生，但極大部分的地震是無感的，你有經驗過近震央區的地震嗎？我們透過地震體驗模擬器重現地震，並呈現出有無複合式地震速報的差異，加上智慧家庭連動，來感受科技的進步。體驗屋將模擬921地震時的實際情境．透過電視牆的影片，展示住家受震災害，並與導入地震速報後，實際地震時的情境（警報燈光、聲音、逃生動線指引、瓦斯遮斷……），讓大家了解地震速報對於大家生活的重要性。

許多人對於現代地震測報的快速準確感到理所當然，事實上最初的地震觀測是機械式，準確度低、耗時長且儀器笨重，一切都是當初從頭逐步演進，才有今日的高精密度電磁式數位監測記錄。中央氣象局在1897年至今，使用過相當多的儀器進行地震觀測，從早期機械式地震儀至現代化高倍率的電磁式地震儀，包括格雷－米爾恩型地震儀(Gray-Milne Seismograph)、大森式水平地震儀(Omori horizontal seismograph)、簡單地震儀(portable seismograph)、威赫式地震儀(Wiechert seismograph)、強震儀(strong motion seismograph)、加速度地震儀(acceleration seismograph)、電磁式地震儀(electromagnetic seismograph)等，我們藉此機會讓大家一探究竟。

除了上述特色展項外，特展更針對地震來臨時期，揭露完整的因應與防範措施。例如日常的整備：耐震桌、隔震／減震建築物、結構安全監測系統、地震速報服務系統等。除此之外，有鑑於規模6以上的中大規模地震約有70％發生於臺灣東部海域，中央氣象局近年來積極建置宜蘭花蓮連結至屏東外海底地震海嘯觀測系統，舖設延長至約695公里光纖海纜，新增6座地震海嘯觀測站強化地震速報與預警系統功能。

守護家園是要大家齊心努力，我們讓民眾在動手做的過程，學習到建築物結構安全的知識，體驗者利用義大利麵條、繩子、紙張和熱熔膠等材料，應用簡單工具製作出一棟兩層樓以上之模型，並於小型振動台上進行地震測試，此外，還有安全小兔屋搭建體驗，希望藉由模型屋製作之過程與細節，激發其所學習之結構抗震觀念。

921大地震發生至今近20年，雖然這十幾年來地震工程技術不斷創新，但以現今的科技水準，仍無法有效預測地震，今年2月發生的花蓮地震亦造成人員傷亡與房產損失，因此平時防震準備以及地震防災教育更顯重要。

抗震盃自2001年起，迄今已歷經17屆競賽，國內外參賽學生總數超過7,000人，曾參賽過的國家地區包含英國、美國、日本、韓國、新加坡、印尼、印度、香港、馬來西亞、越南、紐西蘭、澳洲、貝里斯、菲律賓與瓜地馬拉等。今年的比賽，高中、大專、研究生組共有103個隊伍參賽，其中包含36個國外隊伍，總參賽人數達515人。另有近40位國外師生組團來台觀摩，更讓活動熱鬧不少。

今年活動一連舉行三天，首先由9月13日(四)「抗震盃研究生組國際研討會」揭開序幕，選手們在研討會中闡述模型設計理念，以及防震、隔震與減震消能的方法。9月14日(五)為競賽活動之模型製作，各參賽隊伍必須在6.5個小時內完成模型製作，交由裁判審查並決定模型載重後，才能參加接下來的競賽。9月15日(六)活動正式開幕，國研院吳光鐘副院長致詞後，比賽依序進行高中、研究生與大專組的模型競賽測試，高中、大專組依照樓層面積的大小，在模型上加載至少7.5公斤的鐵塊，研究生組則一律於每層樓加上10公斤、總計40公斤的鐵塊。

高中、大專組模型將以各種不同震度的地震進行測試，直到競賽規定的最大地震強度或所有模型都崩塌為止。而研究生組則開放參賽學員自由設計各種隔減震裝置，讓模型剛好在競賽規定之地震力（1050 gal）下產生結構破壞，才能獲得最高分。財團法人中興工程顧問社並連續第四年贊助研究生組增設「隔減震創意獎」，係從參賽隊伍中由裁判團評選3至6隊入圍隊伍，於其模型上安裝感測器，實際量測模型頂樓加速度以了解實際模型的隔減震效果，效果最好的隊伍可獲得新台幣10萬元獎金！

模型安置於振動台測試之前，均事先記錄每一個參賽模型的質量，模型測試中記錄造成該模型破壞時的地震強度，這些數值被用來計算每一個模型的效率比。經由振動台測試後，每組評選出前三名效率比最高的模型，頒發獎金及獎盃。此外裁判團還會票選出「結構設計獎」、「建築美觀獎」、「設計理念展示獎」等各種獎項，頒發獎金與獎狀，鼓勵年輕學子。

比賽結果高中組第一至三名分別為台中工業高級中等學校、高雄高級工業職業學校、台北市立大直高級中學獲得，大專組第一至三名分別由台灣科技大學、新加坡理工學院、中原大學獲得，研究生組第一至三名分別由香港大學、成功大學、台灣大學獲得。研究生組獎金最高的「隔減震創意獎」則由香港大學獲得。

高中組第一名為台中工業高級中等學校的模型，在樑柱接頭以棉繩綁紮固定，強化整體結構的力量傳遞機制與變形能力，並於五樓以上柱體採縮減斷面設計，提高材料使用效能，因此獲得優勝。

大專組首獎則由台灣科技大學獲得，該組模型重量僅518公克，相當簡潔輕盈，其模型採用擴柱方式加強結構載重能力，並採用棉繩作為跨樓層斜撐以增加模型韌性，且該組選擇挑戰高達23.5公斤之載重，因此在競爭最為激烈的大專組獲得冠軍。

研究生組首獎及獎金最高的隔減震創新獎均由香港大學獲得，該模型採用滑軌和彈簧的組合機構作為隔震系統，可同時兼具隔震和抵抗翻倒力量，並在模型頂樓安裝調諧質塊阻尼器（TMD）以減少模型晃動影響。最重要的是整體隔減震裝置均有確實達到原設計目標，依大會安裝監測系統顯示，在地震測試過程中，不論大小地震均有減少30~50%震動的優異表現。

國研院地震工程研究中心自2001年以來連續18年舉辦抗震盃競賽，藉此推廣地震工程防災教育，鼓勵學生藉由參與科學競賽而激發創造力，並提供國內年輕學子與各國精英同台競技的機會，提升我國年輕一代的國際視野與專業能力。更多詳情請參閱2018抗震盃官網：http://www.ncree.org/ideers/2018/。

國震中心為配合「新南向政策」，特別規劃短期國際講習會，藉此前進南向諸國為當地政府官員、研究員與工程師等相關人員，進行講習會課程培訓，以協助這些國家提升結構物耐震設計能力，降低地震災害帶來的衝擊。國震中心於8月19日至22日赴印尼萬隆理工學院主辦第一場為期兩天之講習會，其題目為2018 The International Joint Workshop: 「Structural Design of High-Rise Buildings with Passive Control Devices」，並邀請印尼萬隆理工學院(Institute of Technology Bandung，ITB)與印尼地震工程協會(Asosiasi Ahli Rekayasa Kegempaan Indonesia，AARGI)共同合作協辦。

國震中心黃世建主任邀請台灣大學蔡克銓教授、台灣大學黃尹男教授、台灣科技大學汪向榮教授、永峻工程顧問謝紹松董事長、台聯工程顧問柯鎮洋董事長、潤弘精密工程吳子良副總經理、群策工程顧問栗正暐董事長、聯邦工程顧問黃立宗副總經理、新構造工程顧問劉賢凱副總經理與唯創光電精密蔡木森副總經理擔任專題講師進行演講，分享其被動控制裝置應用於高樓結構設計相關之研究成果與實務經驗。另邀請國內相關專業顧問公司以及被動控制裝置之製造廠商有三聯科技、劦承精密、中興工程顧問社、欣政工程、唯創光電與中興保全於講習會期間設攤，推廣與提供國內相關產業服務與諮詢，以增加與提升雙方合作的契機，以及同時輸出國震中心相關研究技術，地震預警系統與挫屈束制支撐，進而向與會學員宣傳、推廣本中心研發成果，提高未來技術輸出海外之機會，並推廣台灣相關產業界之隔減震技術應用與產品。

此次研討會成果豐碩，印尼當地政府官員、研究員與工程師等相關人員共約250學員參與研討，透過此次短期講習會課程培訓，以協助這些國家提升結構物耐震設計能力，降低地震災害帶來的衝擊，進而回饋國際社會，增進與開發中國家間之國際科技合作機會，同時提升我國地震工程研究領域在亞太地區的影響力。

Structural Design of High-Rise Buildings with Passive Control Devices
[PDF] (1.2GB)

自2016年美濃地震以及2018年花蓮地震後，土壤液化一直是民眾所關心之議題。近期政府亦正在推動「安家固園計畫」，以傳統鑽探方式廣泛地進行地質調查，惟在高度開發之都會區中，因為用地及居民生活品質的考量，使得傳統地質調查工作較不易推動。對此，日本近期開發出PDC(Piezo Drive Cone)技術具有機具小、施工快等優勢，所得資料除了可高度類比傳統SPT所得資訊外，亦可測得動力分析所需之剪力波速，值得進一步瞭解。因此，日本國立研究開發法人港灣空港技術研究所及國家實驗研究院國家地震工程研究中心(以下稱本中心)在2018年8月20日聯合主辦「PDC應用於土壤液化評估與實務操作說明會」，邀請日本專家學者詳細介紹此一技術及裝置並配合實作演練，使國內實務工程師可以更深入了解。

本次說明會假本中心101會議室於上午9時20分由本中心鍾立來副主任致詞後揭開序幕，上午議程由澤田俊一博士及菅野高弘博士提供PDC技術相關專題演講，內容包含PDC原理及試驗概要、土壤液化對策技術介紹，以及液化評估技術等主題。豐富內容及詳細解說獲得與會來賓熱烈的回響，與會先進藉由日本專家詳細的說明，在短時間內即掌握PDC技術之基本原理及應用優勢，並依過去國內液化評估實務經驗進行交流與討論，台上與台下互動十分熱絡。下午議程為PDC試驗現場實作觀摩，由OYO應用地質株式會社與OKS應用計測Sevice株式會社於本中心場域內實際操作完整試驗流程，盛禾技術工程公司協助辦理。比留間誠之社長與其團隊展演錐頭組立、孔隙水壓計、透水石飽和、自動化油壓控制落錘作業與數據記錄形式等試驗步驟，讓現場觀眾清楚整體作業流程。本次現場施作深度約20公尺，花費時間約2小時。現地工作完成後，澤田博士隨即向與會人員展示實驗數據，並利用HBF液化法進行土壤液化評估。其試驗結果經荷重計校正後與SPT試驗結果接近，二者在砂質土壤之液化評估結果亦相當一致，可初步證明PDC試驗之合理性及可靠度。

本次說明會除了帶來日本地質調查新技術及相關知識外，也期望帶起產官學界對土壤液化評估與調查技術經驗分享與交流之風氣，開啟未來多元新技術應用於國內地質調查與土壤液化評估的新契機。

本中心於今年二月與日本東京工業大學簽訂合作備忘錄，以提升雙邊在地震工程研究與教育之合作關係，並於今年六月間由蔡克銓教授帶領之國震中心團隊，與竹內徹教授帶領之東京工業大學及九州第一工業株式会社團隊，於內政部建築研究所材料實驗中心共同進行實尺寸之大跨度屋頂網格梁構件試驗。

日本之學校體育館經常採用大跨度空間桁架系統作為屋頂結構，此屋頂結構於水平地震力作用下會易產生垂直向之振動，但過去將屋頂視為剛體之結構設計往往忽略此垂直向振動之影響。2016年熊本地震災害調查報告中指出，大量空間桁架之構件於地震過程中挫屈、斷裂並落下。而近年日本採用新式之網格梁屋頂結構系統，可有效提升屋頂結構在垂直向振動作用下之穩定性。於網格梁系統中，屋頂大梁由平面網格結構加勁，網格結構通常以金屬方管銲接組成，網格節點與屋頂大梁上翼板上表面銲接。此網格系統除取代小梁外，同時提供屋頂整體側向勁度與大梁之側撐，以確保大梁能發展完整之撓屈強度。為驗證網格梁系統之耐震性能表現，東京工業大學在國震中心之技術支援下，於內政部建築研究所進行兩座實尺寸之網格梁構件之反覆載重試驗。

本次試驗由5月28日進行至6月22日，兩座試體於日本九州製造並運送至台灣後，由日本九州第一工業株式会社與國震之技術人員共同組裝。每座試體長13公尺寬6.5公尺，包含一組鉸接支承之大梁、平面網格、及其邊界支撐。千斤頂於梁端施加垂直向反負荷載以模擬屋頂大梁於垂直振動下之受力行為。試驗結果顯示，網格梁除提供充足之面內勁度外，同時有效增加面外方向之勁度與強度，此外，屋頂大梁在網格梁提供充足之側向支撐下得以發展出完整之撓屈強度。此系統優異之性能表現將作為日本未來設計實務之重要依據。

為期一個月的合作實驗過程中，本中心團隊除提供日方實驗資源與分享大型結構試驗經驗外，同時學習日本研究團隊最新之實驗技術與地震工程。基於此合作備忘錄及本次成功之合作經驗，台灣與日本之地震工程研究交流將更為緊密。

In February 2018, National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) signed a Memorandum of Understanding (MOU) with Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) to promote bilateral cooperation in science and technology development on earthquake engineering research and education, and to further strengthen the relations. With this MOU agreement, NCREE supported Tokyo Tech consortium on a full scale test of roof beam braced with grid-purlin system in July 2018. This test was conducted by a team from NCREE led by professor Keh-Chyuan Tsai, in collaboration with Tokyo Tech and Kyusyu-Daiichi Engineering Co., Inc. (九州第一工業株式会社) led by professor Toru Takeuchi.

The long-span spatial structures are commonly used as school gymnasium roofs in Japan. Past design assumes the roof as rigid diaphragm which is not realistic, since vertical responses are excited even under horizontal ground accelerations. After the Kumamoto Earthquake in 2016, damages on roof supports, and fractures of traditional braced roof members were reported. However, the grid-purlin system exhibited relatively less damages due to its high in-plane strength and stiffness. The beams of grid-purlin system are strengthened by steel grids by welding the steel grids and beam together. The grid-purlin also provides roof beams sufficient lateral supports to ensure full flexural strength can be developed. In order to confirm the seismic performance of grid-purlin system, a full-scale cyclic loading test was conducted in the Architecture and Building Research Institute (ABRI), Ministry of the Interior.

The test program commenced on May 28th, 2018. Two 13m long, 6.5m wide specimens were fabricated in Kyusyu Japan and shipped to Taiwan, then assembled by both Japanese and NCREE technicians in ABRI. The specimen contained main roof beam with two pinned supports, the gird purlin, and the boundary supports that served as inflection points of roof structure. Cyclic vertical loads were applied at beam end to access the vertical responses of roof. Test results suggest that the steel grids provide sufficient out-of-plane stiffness and strength, and also provide lateral support for the roof beams to develop full flexural capacity with sufficient ductility. This remarkable seismic performance is essential for Japanese design practices for adopting the grid purlin system as roof structure in future construction projects.

The test program ended on June 22nd. During the one month collaboration with Tokyo Tech, NCREE not only supported for experiment resources and shared experiences on large-scale tests, but also acquired the latest test techniques and adopted seismic design philosophy from Japan. The research relations between Taiwan and Japan have been much strengthened with the MOU agreement now in place. Tokyo Tech and NCREE will continue this research collaboration in future.

在政府綠能政策指導下，我國離岸風力發電正蓬勃發展。經濟部已於近期公布離岸風電遴選名單，為未來10年內預計創造上兆元商機、兩萬個工作機會的產業邁出重要第一步。然風機技術於國際上仍屬新科技領域，在我國更是史無前例的新興工程領域，整個產業仍處於起步階段。其中，風機之基礎工程更是離岸風力發電成敗與否之關鍵技術。國內目前實亟需發展與離岸風機基礎工程相關之專業技術。為了接軌國際技術，促使國內外業者建立合作關係，國家地震工程研究中心特別邀請挪威大地工程研究院(NGI)及臺灣離岸風機基礎暨海事工程協會共同主辦此次「NGI-NCREE離岸風力機基礎議題研討會」，並請澳洲辦事處、中興公司及中興社協助辦理。本次活動獲產、學、研界熱烈響應，參與活動人數共計96人，已達活動場地可容納人數之上限，各界反應之熱烈超出預期。

本次活動由國家實驗研究院國家地震工程研究中心、挪威大地工程研究院及臺灣離岸風機基礎暨海事工程協會共同主辦，並由澳洲辦事處、中興公司及中興社協辦。活動籌備事宜由黃世建主任帶領中心大地組同仁共同籌備研討會相關事宜。在工作人員齊心合作下，NGI-NCREE離岸風力機基礎議題研討會於6月4日順利在國家地震工程研究中心R101會議室舉辦。會中澳洲辦事處Gary Cowan代表親自到場致詞。來賓致詞後，由黃世建主任與挪威大地工程研究院Noel Boylan博士共同簽署合作備忘錄，確立國家地震工程研究中心與挪威大地工程研究院之合作關係。合作備忘錄簽署儀式後，再由國家地震工程研究中心、挪威大地工程研究院及中興社之專家，共同針對離岸風機基礎相關重要議題，包括場址調查與評估、基礎設計、地震力評估、地盤反應分析與土壤液化等，進行研究經驗分享與交流。參與研討會的各公司工程師亦於演說完畢後積極提問，並依其實務經驗與講者進行交流討論，足見各界對於推動我國離岸風機基礎及海事工程技術之企圖心。

未來國家地震工程研究中心與挪威大地工程研究院將基於此次簽署之合作備忘錄，派遺研究員互訪，不定期於兩地召開專題討論，研商離岸風力機基礎之各項議題，並藉由雙方軟硬體設施研發能量，共同針對關鍵議題進行深入之研究，期能共創雙贏，將研究成果回饋至國內未來風能開發所用。

台灣的橋梁健康安全面臨著地震、颱風、洪水、山崩、土石流及腐蝕老劣化等多種災害風險的高度威脅，必須有完善的防災管理系統，才能有效降低橋梁破壞的可能，確保民眾行的安全。國家實驗研究院地震工程研究中心（國震中心）開發完成「橋梁全生命週期防災管理系統」，不但平時可進行自動化的橋梁安全評估，更可在災害發生前，由先進的橋梁全自動監測系統，及時提醒橋梁管理單位因應，是橋梁健康安全防災管理的全新里程碑。

人性化的橋梁檢測模組 提高評估作業的客觀性及正確性

橋梁有如人體，必須適當照護才能保持健康，因此國研院國震中心將人體健康管理照護思維應用於橋梁養護作業上，發展出「橋梁全生命週期防災管理系統」。

人體要透過健康檢查來得知健康狀況，橋梁也一樣。傳統的做法是檢測人員去現場檢測後，填寫複雜的紙本檢測表格，再評估橋梁安全程度；國研院國震中心改善了橋梁健康檢查的流程，檢測人員只要攜帶行動裝置，依實際橋樑檢測狀況填寫電子表單，這些資料就會自動上傳、彙整，不但簡化工作流程、節省作業時間，也可降低工作風險。後續的橋梁安全評估及維修建議則交由專業人員來執行。這種「檢測」與「評估」分離的全新作業模式，可以提高評估作業的客觀性及正確性。

傳統橋梁檢測照片和檢測資訊是不同的檔案，工程師在整理資料時經常遇到困難且容易出錯。國震中心首創將「詮釋資料」(Metadata) 資訊技術應用於橋梁檢測記錄上，讓每張橋梁檢測相片檔案都可以附加必要的檢測資訊，大幅降低橋梁檢測資料彙整上的困難度。

自動化的橋梁危害度分析評估排序 避免斷橋危害民眾安全

彙整所有照片與資訊後，即可得到依時間序列排序的完整橋梁檢測履歷，由系統計算橋梁各種特性的指標分數，進行自動化的橋梁危害度分析評估排序，做為橋梁管理單位排定維護與補強順序的參考。

此檢測履歷也可結合地震與颱風洪水等災害事件的資訊，在地震及颱風洪水發生後，迅速分析出可能受損的橋梁，通知相關單位進行災後特別檢測，並在必要時實施封橋作業，避免斷橋危害民眾安全。

結合橋梁監測系統 完整照護橋梁的健康安全

「橋梁全生命週期防災管理系統」更結合了先進的橋梁監測系統資訊，針對重要橋梁安裝完整的監測系統，以於災害發生前或發生時，進行快速健康診斷，及時提醒橋梁管理單位因應，有效完整照護橋梁的健康安全；該監測系統亦可根據平時收集的資料，回溯推估橋梁設計的問題，作為未來橋梁設計者的參考。

國研院國震中心以人體健康管理照護思維發展出的「橋梁全生命週期防災管理系統」，研發過程中廣納許多橋梁管理養護單位與相關工程顧問公司的建議，並藉由數次現地橋梁檢測實務試辦作業，取得系統開發回饋意見進行改版修正，確保本系統成果可以滿足橋梁防災管理需求，以及符合工程實務使用性。未來國震中心將積極推廣此研究成果至橋梁管理養護單位和相關工程顧問公司，並充分利用機會向國際推廣，期待成為橋梁健康安全防災管理全新里程碑！

美國鋼構造協會AISC成立於1921年，為非營利性的技術協會，已成為結構鋼相關技術與市場建設活動的領導者，其任務包括：規範發展、研究、教育、技術援助、質量認證、標準化、市場開發及宣傳，提供鋼構造產業即時與可靠的資訊服務。AISC獎項旨在表彰在鋼構造產業取得重大成就的重要人士，包括卓越教育獎(Geerhard Haaijer Award for Excellence in Education)、AISC理事會獎(AISC Board of Directors Award)、Higgins講座獎(T.R. Higgins Lectureship Award)、Milek教師獎助金獎(Milek Faculty Fellowship Award)、2018年研討會演講獎(2018 Steel Conference Speaker Award)、終身成就獎(Lifetime Achievement Award)、特殊成就獎(Special Achievement Award)及早期專業教師獎(Early Career Faculty Award)。AISC特殊成就獎為表彰在鋼結構設計、施工、研究或教育方面有顯著成就的人士，同時表揚那些對鋼結構設計與營造業有正面與實質影響的人。

新聞原文出處：【請按此連結】

蔡克銓教授率領國震中心團隊及台大研究生長期從事國際合作研究，致力促成國內與國外研究人員之交流與合作，過去15年包括與美國Stanford、Buffalo、UC Berkeley、 UC San Diego、Purdue、Iowa State、U. of Washington、Western Michigan、U. of Illinois, Urbana-Champaign、加拿大Carleton等大學教師及研究生進行廣泛的合作研究，其中在大型鋼構架系統耐震性能試驗研究成果豐碩，獲美國鋼結構設計規範引用增進規範條文的發展。曾參與上述合作研究的國震中心人員包括王孔君、林克強、楊元森、翁元滔、林敏郎、陳沛清、莊明介、鄭維中、蔡青宜、吳安傑、莊勝智、林德宏及林憲忠。國震中心的人才、技術與設備極受全球重視。其餘相關國際合作實驗網站聯結如下：
[CBF]、 [NCBF]

臺灣離岸風機基礎暨海事工程協會旨在整合具離岸風機基礎工程相關專業技術之產業界、公部門、學界與研發等單位，共同合作以推動國內離岸風機產業技術提升與產業發展。為促使該協會成立，經由發起人大會推舉國家實驗研究院國家地震工程研究中心黃世建主任為籌備會主任委員，並委由該中心大地組同仁協助籌備成立協會事宜。在各籌備委員與相關工作人員齊心合作下，臺灣離岸風機基礎暨海事工程協會成立大會及第一屆理、監事聯席會順利於107年1月27日在國研院國家地震工程研究中心舉辦。會中國研院吳光鐘副院長親自到場致詞，經濟部工業局副局長楊志清亦蒞臨演講，詳細說明國內「離岸風力發電產業政策」，擘畫我國離岸風力發電產業遠景。楊副局長指出，未來國內離岸風力發電產業將以市場誘因招攬國際優秀廠商來台，接軌國際技術，促使風力機製造、水下基礎及海事工程船舶製造等國內外業者建立合作關係，形成產業供應鏈，搶攻亞太市場。

協會成立後由台灣國際造船公司董事長鄭文隆當選首任理事長，黃世建主任擔任技術委員會召集人。鄭理事長指出，本協會召募會員迄今僅短短1個月餘，獲產、官、學、研界熱烈響應，截至目前正式會員共計有178名（個人會員150名及團體會員28名），連同目前接獲之入會申請，數量更高達200名以上，足見各界對於推動我國離岸風機基礎及海事工程本土化之重視，與建立海事工程自主技術及施工能量跨足國際市場之企圖心。鄭理事長表示本協會將由民間角度，結合學界能量，推動綠能產業本土化工作。

由國家實驗研究院國家地震工程研究中心（國震中心）顧問蔡克銓教授帶領國震中心助理研究員吳安傑、莊明介及技術師王孔君所組成的研究團隊，以「挫屈束制支撐技術研發與應用」，榮獲「2017年行政院傑出科技貢獻獎」。

蔡克銓教授曾於2003年至2010年擔任國研院國震中心主任，現為國震中心顧問、台灣大學土木工程系教授。蔡克銓教授長期投入減震技術及耐震工程的研發，與國震中心其他團隊成員共同研發「挫屈束制支撐技術」，以提升結構物之抗震能力，有效保護建築物或設備，大幅提高對生命財產之保障，並大量節省結構材料用量。

「挫屈束制支撐技術」兼具高耐震性能、高接合穩定性、高消能容量、易施工性、高經濟效益與外觀多變性等特點，已獲得中華民國、美國、日本、中國、加拿大、義大利與韓國等七國發明專利，技術移轉至國內15間及紐西蘭1間大型鋼構廠，並已在國內外共126棟建築中應用，累計設計生產超過16,000組，權利金收入超過7,000萬元，創造市場產值保守估計超過30億元。

不同於其他同類型產品供應商將設計及製造技術列為商業秘密保護，由國震中心研發之「挫屈束制支撐技術」，包含構件細部設計、接合板規劃設計及構架耐震設計等，均以公開方式發表期刊論文，並將製造之關鍵材料及技術訂定標準製程，向授權單位及業界工程師詳細說明。期望透過嚴謹的技術移轉管理機制、產品隨機抽樣測試的品管程序，及國研院國震中心的商標授權，提升國內營建業在抗震工程領域之技術。藉此改變過去對進口產品推崇之迷思，降低進口需求，讓此本土技術能立足台灣，並藉由技術推廣至海外市場之策略，也能放眼世界。

台灣高山林立，山區快速公路經常穿過群山峻嶺與急湍深谷，必須興建高橋墩高架橋。由於這些公路多位於山岳地帶及生態保護區域內，在生態保育及施工條件的考量下，「預鑄節塊橋墩系統」便成了最佳選擇。

國家實驗研究院地震工程研究中心（國震中心）研發出「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」，藉由「人體脊椎」與「積木堆疊」概念，開發出模組化、輕便，可快速施工，對環境低衝擊性的新型工法，未來可望成為國內橋梁設計、分析及施工的全新里程碑。

預鑄施工 降低橋梁施工對環境衝擊

傳統高橋墩採現場澆注混凝土的施工方式，有施工困難、危險性高、混凝土灌漿作業會對環境造成衝擊等問題；因此在環境敏感區，已多建議採用「預鑄節塊橋墩系統」，即事先在預鑄廠中鑄造好一塊一塊的橋墩節塊，運至工地後堆疊起來，成為橋墩，並透過穿越節塊的鋼腱，在橋墩的頂部與底部之間施加強大的「預力」，將節塊夾緊，以節塊之間的摩擦力抵抗地震引致之水平剪力。然而強大的預力會使橋墩在地震未發生時，即長期承受過大的壓力。

此外，現有的預鑄節塊系統只能一層堆疊一塊節塊，為配合橋墩的大斷面需求，單一預鑄節塊之塊體容易過大，需仰賴大型機具運送與吊裝安置，將節塊從預鑄場搬運到橋梁工地現場所受到的交通限制也較高。

脊椎型剪力榫 消能減振效果更好

國研院國震中心參考人體脊椎結構，在預鑄節塊下方加裝鋼製剪力榫，可插入下面一塊節塊上方的凹洞中，互相卡住，藉此方法避免地震力的橫向剪力造成節塊橫向錯動。如此可以減輕在橋柱頂部與底部之間施加的預力，降低橋墩所承受之壓力；此外，由於鋼製剪力榫與下方節塊的凹洞並非完全卡死，萬一發生地震時，節塊可稍微開合，因而削減地震力，減輕地震力對橋墩的破壞而提高安全性。地震停止後，預力鋼腱又會把各個節塊拉回原來的位置。

然而這種新型預鑄橋墩卻並未解決塊體過大而仍會對環境造成間接破壞的問題，因此，國研院國震中心進一步開發出「積木堆疊」型的新式預鑄節塊。一般預鑄節塊是在預鑄廠中鑄造出與橋墩面積相同的節塊，必須依橋墩實際型式與尺寸客製化製造；國研院國震中心研發之「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」，係製作小尺寸之節塊，像積木一樣堆疊成大尺寸的橋墩，如此預鑄廠僅需製作單一規格之節塊，不但可降低製造成本，也可使節塊的生產更有效率。且由於設計之預鑄節塊塊體較小，便於運輸，可縮減施工便道範圍，減少對環境的衝擊。此方法還有另一大優點，就是平時即可事先生產一定數量之小尺寸節塊，儲存於適當場所，當發生災害時，可立即運至受災區，用於快速搭建便橋，加快救災腳步。

「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」已完成性能試驗，驗證其易施工與耐震兩大特性。依據實驗結果，國震中心開發之預鑄橋墩系統可抵抗之地表加速度和傳統橋墩相比，可提高為1.2倍，以高度8.5公尺的橋墩為例，可承受之墩頂位移量增加17公分。

已獲多國專利 橋梁施工新里程碑

國研院國震中心藉由「人體脊椎」與「積木堆疊」概念，開發出的「新型仿生積木式預鑄橋墩系統」，極具前瞻性與創新性，已獲得日本、美國與中華民國的發明專利。國震中心未來將把此研究成果編撰成施工準則及分析與設計參考手冊，並開發相關設計分析程式，以推廣此研究成果至政府及相關工程顧問公司，讓國內橋梁設計、分析及施工邁入一個全新的里程碑！

Michigan Technological University土木系助理教授D.M. Dowden及研究團隊之成果論文”Full-Scale Pseudodynamic Testing of Self-Centering Steel Plate Shear Walls”，榮獲美國土木工程師學會ASCE頒發2017年Moisseiff Award，獲獎人員(依文章作者順序)包括Michigan Technological University助理教授D.M. Dowden(時任UB博士生)、University of Texas at Austin助理教授P. Clayton(時任UW博士生)、財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心(以下簡稱本中心)助理研究員李昭賢、UW副教授J.W. Berman、UB教授M. Bruneau、UW教授L.N. Lowes與本中心顧問暨臺灣大學土木系蔡克銓教授。

本中心從2004年起在「新型耐震結構工法之研發」的計畫中投入研發鋼板剪力牆(Steel Plate Shear Wall)耐震技術，在研究過程中多次藉由與國際先進研究團隊合作的模式來帶動研究效能。包括2004年與2006與水牛城大學(University at Buffalo，簡稱UB)的合作實驗計畫。在2012-2013年間，本中心協同美國西雅圖華盛頓州大學(University of Washington，簡稱UW)與 UB進行國際合作，執行「2012 NCREE-SC-SPSW-NEESR 自復位鋼板剪力牆研究計畫」，共同研發受震自復位鋼板剪力牆。此一國際合作計畫同亦時獲美國國家科學基金會(NSF)之“NEESR-SG: Smart and Resilient Steel Walls for Reducing Earthquake Impacts”計畫補助。

研究團隊結合鋼板剪力牆的高效制震與消能能力，以及鋼骨預力梁柱接頭的受震自復位機制，構造一種新穎的受震自復位建築結構耐震系統，稱為「自復位鋼板剪力牆」，能顯著降低結構震後維修成本，確保建築物在震後迅速恢復營運。研究團隊秉持資源共享與整合的理念，根據各團隊所屬實驗室之專長與特性，進行一系列試驗研究，包括：(1)本中心反力牆與強力地板實驗室之實尺寸兩層樓構架擬動態試驗；(2)水牛城大學實驗室的1/3縮尺三層樓構架靜態試驗與振動台試驗；以及(3)華盛頓州大學實驗室之大尺度SC-SPSW子結構靜態試驗。

本中心團隊以顧問暨臺大蔡克銓教授(右一)為計畫主持人，決定研究方向及控制研究時程與進度，執行本中心所負責之實尺寸兩層樓構架擬動態試驗。由王孔君技術師(左二)操持本中心自行開發之實尺寸構架擬動態試驗技術；李昭賢助理研究員(右二)協同國外團隊設計試驗配置與規劃試驗量測計畫；周志雄副技術師(右三)及陳安志助理技術師(左三)負責試驗系統之現場組裝，並與臺大土木工程學系、美國西雅圖華盛頓州大學以及水牛城大學之研究生共同安裝量測儀器與實驗觀察紀錄。獲獎論文“Full-Scale Pseudodynamic Testing of Self-Centering Steel Plate Shear Walls”之內容係以發表本中心所執行之實尺寸擬動態試驗成果為主，該論文為全球首篇針對自復位鋼板剪力牆系統之全尺度擬動態實驗測試與探討，評審委員特別強調此研究在發展安全高效之創新結構系統之貢獻。

本中心歐昱辰兼任研究員(國立臺灣大學土木工程學系教授)與國立臺灣科技大學營建工程系研究生 Dimas Pramudya Kurniowan 所撰寫之「Effect of axial compression on shear behavior of high-strength reinforced concrete columns」論文，榮獲2017年美國混凝土學會(ACI)華森最優秀論文獎章(ACI Wason Medal for most meritorious paper)(圖1及圖2)，為該獎章自1917年設立迄今，第一百年度的獲獎者，也是大中華地區第一次獲得此獎章。歐昱辰教授於該論文中提出高強度鋼筋混凝土柱隨軸壓力上升，剪力強度先上升後下降之理論模型與規範修改建議，對混凝土結構科技之進步有顯著貢獻。

自2007年起，財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心（以下簡稱本中心）結合國內外學界與業界，合作推動臺灣新一代鋼筋混凝土材料與結構系統之研發，稱為「臺灣新型高強度鋼筋混凝土(Taiwan New RC)結構研發計畫」，支援國內新世代超高強度鋼筋混凝土相關材料、構件及結構系統相關研究，提供學界相關實驗設備與技術服務，推動國內學界與業界於新世代超高強度鋼筋混凝土之科技發展。透過本中心所提供之經費、大型實驗室測試平台及技術人員的協助，研究團隊成員得以進行New RC相關研究試體的製造及進行其耐震行為研究試驗。而歐昱辰教授透過參與Taiwan New RC計畫，於本中心實驗室MATS系統進行高強度鋼筋混凝土柱構件之耐震行為試驗，並提出高強度鋼筋混凝土柱構件之剪力行為設計公式，獲頒2017美國混凝土學會華森最優秀論文獎章(ACI Wason Medal for most meritorious paper) 之殊榮。

本中心Taiwan New RC計畫透過與東和鋼鐵企業股份有限公司、潤弘精密工程事業股份有限公司及亞利預鑄工業股份有限公司等台灣業界優秀機構之技術推動，並與國立臺灣大學土木工程學系歐昱辰教授、廖文正教授、國立臺灣科技大學營建工程系邱建國教授、鄭敏元教授、國立中央大學土木工程系王勇智教授、國立雲林科技大學營建工程系李宏仁教授與國立成功大學土木工程系洪崇展教授等學界單位共同組成一研究團隊，共同進行New RC構件行為研究，且將研究成果彙整成New RC結構系統設計指針。本計畫之主持人為本中心林克強研究員(圖3左三)，除此之外，本中心參與之人員包含林敏郎副研究員(圖3右二)以及莊勝智助理研究員(圖3左二)。

國研院國震中心臺南實驗室於2017年8月9日舉行開幕啓用典禮，由科技部陳良基部長親自主持揭牌儀式，立法委員王定宇、成功大學蘇慧貞校長、陳東陽副校長、國研院王永和院長、吳光鐘副院長、國震中心黃世建主任與其他多位產官學研貴賓參與，共同見證我國地震工程技術發展的重要里程碑。

長衝程高速度地震模擬振動台 解析近斷層地震利器

臺灣地震頻繁且斷層密佈，鄰近斷層區域受到具有高速度脈衝及大位移特性的地震波影響，如甩毛巾一般，會對結構物造成極大損害。現今全台約有250萬棟建物、超過860萬人住在活動斷層兩側10公里內，持續遭受「近斷層地震」的威脅，然而過往我國並無相關設施可模擬近斷層地震效應。

為深入探討臺灣近斷層地震特性，發展適切的耐震技術，在科技部、國家發展委員會、國家實驗研究院與成功大學共同努力下，歷時三年興建完成「國研院國震中心臺南實驗室」。

該實驗室擁有「長衝程高速度地震模擬振動台」與「雙軸向動態試驗系統」兩大高性能實驗設施。「長衝程高速度地震模擬振動台」係因應臺灣地震頻繁且部分斷層通過人口密集區之環境特點所設置，其性能為目前全球首屈一指，可協助學者專家了解結構物在遭受高速度脈衝與大位移近斷層地震效應之反應，針對臺灣地震特性發展本土化耐震技術。

「雙軸向動態試驗系統」則為滿足產業界與學研界對於隔震元件日漸增加的測試與研發需求而設置，是目前亞洲唯一、世界唯三可進行足尺寸隔震元件動態測試之設備，能驗證隔震元件受近斷層地震作用下之動態行為。未來我國產業將可在國內完成產品驗證，無須再送至國外測試，有效降低國內隔震結構興建成本與工時，並確保其優異品質；此外，將結合先進實驗技術，使我國在隔震技術發展居世界領先地位。

典禮當天「長衝程高速度地震模擬振動台」以震度達7級之地震紀錄，對二分之一縮尺的三層樓鋼筋混凝土構架進行耐震測試，模擬在近斷層地震效應影響下，底層挑高類型建築（例如商辦、賣場或消防廳舍等）之結構破壞行為。而「雙軸向動態試驗系統」則對常用於隔震結構之橡膠支承墊，施以大位移之反覆剪動位移，演示地震發生時隔震元件作動過程，充分展示該系統具備之高速度與大位移優異性能。

產學研通力合作 解決我國耐震問題

未來國研院國震中心臺南實驗室將與功能互補的臺北實驗室南北呼應，因應臺灣環境特性發展尖端耐震技術，促使我國成為國際地震工程的研究重鎮；並結合南部地區大專院校的地震工程研發能量，成為當地研究人才重要培育搖籃。後續臺南實驗室將逐步建置離岸風機關鍵組件測試平台，鏈結沙崙綠能科學城與聯合研究中心，為我國綠能產業發展共盡心力。

此外，南部既有之石化廠、煉鋼廠及高科技公司，許多工業管線、儲油槽及廠房設備均存在設備耐震問題。臺南實驗室啓用後，除可就近協助南部產業界進行耐震能力測試外，亦可激發業界解決耐震問題之意願及興趣，進而投入研發人力，透過產學交流，共同為我國防災科技與產業貢獻心力。

於106年5月6日行政院林全院長率相關部會並會同多位立委，赴臺南市視察「沙崙綠能科學城」相關進度，並到訪國研院國家地震工程研究中心臺南實驗室，參觀「高速長衝程地震模擬振動台系統」與「雙軸向動態測試系統」等高性能大型實驗設施，由國震中心黃世建主任負責導覽與解說，過程中並安全且有效的展示前述設施之實際運作。

其中，「高速長衝程地震模擬振動台系統」係針對台灣地震頻繁且斷層密佈之特殊環境條件所建置，可模擬近斷層地震之大位移錯動與高速度脈衝等特性，其性能為目前世界上首屈一指，對近斷層抗震技術之研發將有莫大助益。在國震中心技術同仁的用心安排規劃下，振動台系統以震度達7級之真實地震紀錄，對設有阻尼減震器之足尺寸兩層兩跨鋼結構進行耐震測試，充分展現振動台系統之優異性能，鋼結構試體的受震反應與聲響也讓在場觀眾相當震撼有感。(圖一、圖二)

「雙軸向動態測試系統」則是因應近來國內隔震結構之廣泛應用，為滿足產業界對於隔震元件穩定與高品質之測試需求而設置，是目前亞洲唯一、世界唯三可供隔震元件進行足尺寸動態測試之設備，將有助於驗證隔震結構受地震作用下之動態特性。於此，國震中心黃主任先向林院長說明建築結構物常運用的隔震元件的原理、型式、效用與案例，並透過國震中心技術同仁安排規劃下，展示以雙軸向測試系統對常用於隔震結構之高阻尼橡膠支承墊(HDRB)施以±200mm之反覆剪動位移，生動的演示了隔震元件之測試過程，讓在場觀眾對地震發時隔震元件發揮功能、作動緩衝，留下深刻印象。(圖三、圖四)

參訪過程中，林院長對如此獨特之地震工程研究設施展現了高度興趣，並針對其相關應用提出許多問題，尤其是在綠能產業發展中扮演之角色，如離岸風機地震風險評估與測試；黃主任則知無不言，進行了完整而詳盡的說明。最後，林院長肯定國研院國震中心建置臺南實驗室的用心與成果，並期許未來能積極妥善的運用在結構物受近斷層地震影響的相關研究與抗震技術開發，進一步促使我國成為國際地震工程的研發重鎮。

由國研院王永和院長(中)監交，張國鎮前主任(左)將印信交接給黃世建主任(右)

國家實驗研究院於2017年2月2日舉行國家地震工程研究中心（國震中心）新任主任佈達典禮，由臺灣大學土木工程學系黃世建教授接任。國研院王永和院長主持佈達典禮時，期勉黃主任在既有的基礎下，配合南部實驗設施的啟用，再創高峰，讓國震中心成為世界級地震工程研究重鎮。

黃世建主任為臺灣大學土木工程學系學士、美國加州大學柏克萊分校結構工程碩士及博士，1989年取得博士學位後，返台進入臺灣工業技術學院（現臺灣科技大學）營建工程系任教，2006年轉任臺灣大學土木工程學系，2013年應聘為國震中心副主任至今。

黃世建主任專精於鋼筋混凝土行為學、鋼筋混凝土結構耐震設計、評估與補強，曾經獲得國科會傑出研究獎、中國工程師學會工程論文獎、臺灣大學教學優良教師獎，並因「校舍耐震能力評估與補強技術之研發」獲得行政院傑出科技貢獻獎。

國研院希望借重黃世建主任在結構耐震設計、評估與補強的專長，結合國震中心南北兩大實驗設施，整合國內外研發能量，以近斷層地震耐震技術、複合型災害防治研究以及先進複合實驗技術為發展主軸，解決國內耐震問題，為下次地震做準備，並進一步強化產學研鏈結，開創防災新產業，以達到全球卓越、創造在地價值之目標。

原國震中心主任張國鎮教授在國研院服務七年，貢獻卓著，現歸建台灣大學。

Bridge collapse due to floods and foundation scouring has been a serious problem worldwide. Even in recent years, floods and flash floods caused billions of dollars in damage in the US each year. Current early warning systems of bridge collapsing are extremely ineffective. As a result, the National Applied Research Laboratories (NARLabs) have put their efforts on the floods impact forecasting and real-time monitoring system development to provide an early warning mechanism for bridge collapse. This system provides an effective and practical indicator for decision making for bridge closing during extreme weather events and is also a bridge maintenance index. With this system, fetal events and damages due to natural hazards can be reduced and the costs on the maintenance will be much more effective.

Scour problem plays a key role in many bridge failures that occur around the globe. More than 1000 bridges collapsed over the past 30 years in the US with 60% of the failures caused by scour. This serious problem also happens in many East-Asian countries such as Taiwan and Japan, owing to the fact that these areas are subject to typhoon, hurricane and flood events each year during the Summer and Fall seasons. However, due to the complicated interaction between fluid flow patterns caused by obstructing pier and erosion of sediment leading to the formation of scour hole, it is extremely difficult to develop a reliable analytical/numerical model capable of taking into account various controlling and inter-related factors without over simplification.

Collaborating with the interdisciplinary institutes of NARLabs including Taiwan Typhoon and Flood Research Institute (TTFRI), National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE), Instrument Technology Research Center (ITRC), National Chip Implementation Center (CIC), National Nano Device Laboratories (NDL) and National Center for High-performance Computing (NCHC), we proposed a six-hour early warning forecasting technique by using the upstream rainfall data to estimate the stream possible flow level, the flow velocity and the scour depth of the target bridges. This NARLabs Team developed this bridge early warning monitoring system with a sensory system integrating various types of sensors, such as arrayed scouring sensor for real-time scour depth monitoring, arrayed forcing sensor for turbulent flow velocity measurements which are different from the conventional surface flow velocity data, bridge pier vibration sensor, and combined with the commercial video camera the equipment of measuring the surface flow velocity and the flow level. Data from these sensors are connected to the cloud server with wireless sensor network for real-time signal processing and synchronized to present the immediate public needs. This proposed novel technique for scour monitoring is more resilient to harsh environments with extreme flow conditions and is capable of measuring both scouring and deposition processes at bridge piers. This bridge multi-hazards early warning system has been successfully demonstrated in the river basins in Taiwan.

台灣目前大、小橋梁共約2萬座，是交通的重要樞紐，橋梁損壞造成人命及財產的損失不容輕忽。為降低災害損失，國家實驗研究院整合轄下國家地震工程研究中心（國震中心）、台灣颱風洪水研究中心（颱洪中心）、國家晶片系統設計中心（晶片中心）、儀器科技研究中心（儀科中心）、國家高速網路與計算中心（國網中心）、國家奈米元件實驗室（奈米實驗室）等六大中心的力量，共同研發出世界首創的「斷橋預警－雲端防災互聯網」，可全年全天候監測橋梁安全，橋梁管理人員透過雲端就能即時監看橋梁現地狀況，汛期作為封橋決策的依據，平時亦可作為橋梁保養維護之參考。

整合防災及資通訊專長領域 開發精準的斷橋預警系統

斷橋預警的第一關，是由颱洪中心運用極短期降雨預報技術，考量河川上、中、下游橋梁不同的地理位置與雨量空間分佈，進行降雨評估，搭配橋梁沖刷模擬技術，在橋梁可能因降雨沖刷橋墩而產生斷橋危機前6小時提出預警，讓橋梁管理單位可以預做準備。
事前預警的依據，除參考電腦模擬的降雨及沖刷情形外，真正要在斷橋發生前執行封橋，還得根據即時監測的結果。橋梁之所以會斷，最主要的原因是河水沖刷、掏空橋墩下方的沙土，因此由國震中心和晶片中心合作，製作一整排可感測水流振動、又可防水、防撞擊的感測晶片，埋在橋墩下的沙土中。當沙土被沖刷、掏空，晶片就會一個個露出於水中而發出訊號，即可得知沙土的沖刷情形。
除此之外，河水沖擊橋墩的力量、河川水位及流速，以及橋面的振動，都可能對橋梁安全造成影響，因此由奈米實驗室研發安裝於橋墩之應力感測晶片、儀科中心和國網中心研發整合影像攝影系統之水位計與流速計、儀科中心和晶片中心研發橋面振動感測晶片，一併作為即時監測之參考。
這些即時監測的巨量資料，尚須立即透過儀科中心特別製作的高速無線網路傳輸系統，傳送到國網中心的雲端超級電腦，進行分析與計算，再將結果傳送給橋梁管理單位，成為封橋的科學依據。
目前世界各國的封橋依據，都是當河川水位上漲到接近橋面（我國標準為1.5公尺），即進行封橋。然而河川水位上漲與橋墩下沙土沖刷之間，並非完全的正相關。國研院創世界之先開發的「斷橋預警－雲端防災互聯網」，可以幫助橋梁管理單位精確掌握適當的封橋時機，既可確保民眾生命財產之安全，亦不會過早封橋而造成民眾交通不便。
國研院團隊經過長時間的研究及實驗，目前已將這套斷橋預警系統安裝於濁水溪流域的公路與高速公路橋梁，經數次颱風洪水考驗，已經驗證其功能完備，確實可以全年全天候監測橋梁安全，管理人員可透過雲端即時監看橋梁現地狀況，包括河川水位、流速、橋墩沖刷深度、橋面振動情形、河川現地影像等，汛期作為封橋決策的依據，平時則作為橋梁保養維護之參考。

從危機看到商機 開創防災互聯網產業藍海

極端降雨日益劇烈是舉世皆然的現象，洪水災害也已是全球性的問題，不僅臺灣，亦在其他許多國家包括美、英、日等造成斷橋危機，也使得斷橋預警系統的重要性日益提升。
國研院整合轄下防災及資通訊專長的各研究中心，開發出「斷橋預警－雲端防災互聯網」，未來期望進一步整合台灣居於世界領先群的ICT產業、專業的工程顧問公司，以及保險、保全等加值服務廠商，建構垂直與水平的產業鏈，形成防災產業聚落，藉由防災技術服務的輸出，提升台灣的國際競爭力，為我國產業開創新的防災互聯網產業藍海。

Earthquakes are inevitable in Taiwan. A rare and severe earthquake, such as the 1999 Chi-Chi Earthquake, would cause many casualties and remain unforgettable. However, it is not well known that frequent moderate earthquakes may affect the regular operation of the most important facilities and industries in Taiwan, thus, greatly threatening people’s life and impacting Taiwan’s competitiveness.

When most structural elements remain intact during or after an earthquake, the desired performance of a building may not be achieved if the housed equipment or facilities are damaged. This situation has often occurred during or after many historical earthquakes. For instance, computers, servers, data storage equipment, networks, and telecommunications of high-tech industries, telecommunication industries, data centers, banks, and emergency-response centers have not remained operational; high-precision equipment, power generators, and medical instruments of high-tech factories and hospitals have not remained functional; valuable antiques, arts, and exhibits in museums and historical research institutes have suffered serious damage. These past lessons have raised awareness of issues regarding the enhancement of anti-seismic performance for critical equipment and facilities in the relevant industries and organizations.

Rolling-Type Seismic Isolation Device

The installation of seismic isolation devices underneath the to-be-protected equipment or facilities is the easiest and most practical approach to mitigate seismic risk. The rolling-type seismic isolation device developed by the National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE), the National Applied Research Laboratories (NARL) can provide a most effective seismic isolation strategy for the relevant industries and organizations.

The malfunction of high-precision equipment and the damage to valuable antiques during an earthquake are mainly caused by two factors, excessive transmitted acceleration and deformation responses. The rolling-type seismic isolation device designed with a multi-roller mechanism on sloped surfaces, together with a friction damping mechanism, can solve the above problems and effectively prevent the to-be-protected object from shaking, malfunction, and even damage. This device has been verified through a series of numerical analyses, high standard tests, and seismic qualification of various countries and codes. In addition, numerous domestic and international patents have been received. At present, this device is a mature product that can have the best anti-seismic performance and meet different requirements from any industry.

Unique and Optimum Anti-Seismic Performance

The rolling-type seismic isolation device is superior to other anti-seismic products which are intended to work only under severe earthquakes yet cannot protect the high-tech equipment from malfunction under moderate earthquakes. In addition, because of the insufficient damping capability of these products, excessive isolation displacement will cause an uneconomical use of space and even possibly lead to an undesired overturning problem.

By using the rolling-type seismic isolation device, the acceleration transmitted to the important equipment above can remain essentially constant regardless of the earthquake intensity. The built-in damping mechanism can significantly reduce the isolation displacement. In addition, this device has an inherent gravity-based self-centering capability after an earthquake. A custom-made design can also be provided to meet different requests. For example, for high-precision equipment in the semiconductor industry, a custom-made device with superior performance and better acceleration control can be designed and delivered.

At present, the rolling-type seismic isolation device has been practically applied to the internet data center of the National Center for High-performance Computing (NCHC), NARL, the internet data center of the National Disasters Prevention and Protection Commission (NDPPC), the antique storage cabinets of the Institute of History and Philology, Academia Sinica, the supercomputer of the Central Weather Bureau (CWB), the network and telecommunication server of Chunghwa Telecom, and the data storage equipment of Chunghwa Post. The protected equipment and facilities in these practical applications were intact and still operational without shutdown under numerous real earthquakes, indicating that the rolling-type seismic isolation device could effectively reduce the direct and indirect losses, as well as have significant advantages for Taiwan’s productivity and competitiveness.

地震是台灣不可避免的宿命，一次劇災型地震，如921集集大地震，會造成上萬人傷亡，成為民眾心中永遠無法抹滅的傷痛。然而，大家或許不知道，光是台灣經常發生且規模不大的地震，便足以威脅國內民生設施與重要產業的正常運作，影響人民生活品質，亦造成經濟損失而衝擊台灣在國際上的競爭力。

過去的經驗與教訓顯示，即使結構物本身在地震中或地震後仍能保持完好無損壞，但若其重要設備，例如高科技產業、通訊網路產業、銀行或防救災單位的大型電腦主機、伺服器主機、資料儲存或網路與通訊設備等，或是高科技廠房、核電廠、醫院的精密電子設施、發電機或醫療儀器等，發生機能失常或毀損，而導致無法運作，都將使得建築物無法發揮正常功能。此外，博物館、美術館、歷史文物研究單位存放的貴重展示品、藝術品、古董等古文物萬一毀損，就再也無法恢復原狀。上述案例再再顯示有效的抗震設計對於重要資產保護的必要性。

滾動式隔震平台

目前最可行、最簡單且最能有效降低重要設備震災損失的方法係在設備基座安裝隔震設施。國家實驗研究院地震工程研究中心（以下簡稱國震中心）開發的「滾動式隔震平台」，正可提供相關產業與單位一最有效的隔震方案。

地震時造成精密設備與古文物的瞬間加速度與變形，是使其產生當機、損壞的兩大重要因素。「滾動式隔震平台」係利用「多滾軸於斜面相對滾動機制」，以及導入「摩擦阻尼消能機制」，可同時削減上方精密設備或古文物的加速度與變形反應，使於地震中不會搖晃、當機或毀損。目前已通過數值分析、高標準試驗程序以及不同國家與規範之驗證要求，且獲得台灣、日本、中華人民共和國等多國專利，可發展成具備最佳性能與符合不同產業需求的商業化、全球化產品。

獨特且絕佳的抗震性能 已經通過真實地震考驗

「滾動式隔震平台」具備優於目前其他抗震技術的高性能表現。市面上的隔震商品，有些只在強烈地震時會發揮功用，僅能保護高科技設備不被地震損壞，卻不能阻止中、小地震造成設備當機，影響生產效率；有些則無充分的阻尼設計，使得隔震商品位移過大，而必須在使用上預留更大的隔震位移空間，除造成不經濟外，甚至可能因隔震位移超出容許設計而有設備傾覆的疑慮。

而國震中心的「滾動式隔震平台」，無論地震引致的震度大小，皆能有效降低傳遞至上方重要設備的加速度反應於一安全範圍內；再透過導入內置阻尼消能機制，大幅降低隔震平台的位移反應，即使遭遇如同921集集大地震般的劇烈搖晃，亦不需擔心，且於地震後得以迅速恢復至未受地震搖晃前之初始狀態。此外，亦可滿足各種客戶的需求，設計出不同隔震能力之平台（例如一般資訊設備可承受震度四級、半導體製程設備卻必須減至震度三級以下）。

「滾動式隔震平台」還可透過不同組合，靈活應用於單、多組設備隔震以及隔震高架地板系統，目前已實際應用於國研院高速網路與計算中心資訊機房、中央災害應變中心中部備援中心資訊機房、中央研究院歷史語言研究所文物典藏設施、中央氣象局超級電腦、中華電信機房主機、中華郵政機房伺服器、高科技廠房精密設備等。相關應用案例已經歷多次真實地震考驗，經保護的重要設備在地震中與震後不但毫髮無傷，且能正常運作而不需停機保護，有效降低直接與間接經濟損失，進而提升我國相關產業之生產力與國際競爭力。

國研院國震中心長期致力於隔震技術之研發，未來將針對此項產品持續精進，以滿足相關業界實際需求與更為嚴苛的挑戰；同時，亦持續推廣正確的隔震試驗驗證與分析、設計方法，使此有效的抗震利器能夠確實落實於國內民生設施與相關產業之重要設備，進而創造人民安全無虞的生活環境與國家永續發展的競爭優勢。

國家實驗研究院與國立成功大學於2015年1月6日10:30，於成大歸仁校區舉行「國研院國震中心第二實驗設施」動土典禮，由行政院張善政副院長主典，台南市賴清德市長、科技部錢宗良政務次長、國研院羅清華院長、成功大學黃煌煇校長與其他多位貴賓共同陪典。 張善政副院長致詞時表示，根據統計，在台灣有250萬棟建築物、超過860萬人住在活動斷層兩側10公里內，會受到「近斷層地震」的威脅。以國家實驗研究院地震工程研究中心（以下簡稱國震中心）目前的設備，無法模擬「近斷層地震」的特性，因此政府決定投入13億元經費，協調科技部、國家發展委員會、國研院與成功大學，共同建造「國研院國震中心第二實驗設施」，希望能進行符合台灣需求的地震工程研究，保護台灣民眾的家園安全。 成功大學黃煌煇校長指出，成大深切體認「近斷層地震」相關研究的重要性，因此不但主動爭取「國研院國震中心第二實驗設施」落腳成大，在建造階段提供1億元配合款，而且等設施落成以後，成大還會有五位專職教授，包括三位專精於土木結構、一位水力結構及一位建築結構的教授，配合國震中心推動地震工程研究，希望能進一步了解「近斷層地震」的機制與影響，對台灣以後的工程設計提供具體貢獻。

長衝程模擬振動台 解析近斷層地震

台灣斷層密佈，甚至鄰近大型的都會區，以及重要的科學園區。九二一地震發生時，中央氣象局的強震測站監測到世界上最多的「近斷層地震」記錄，顯示「近斷層地震」是台灣必須克服的震災威脅之一。由於「近斷層地震」具有大位移的特性，國研院國震中心現於

台北本部的實驗設施無法模擬，因此必須建置一套長衝程（即位移量較大）、高速度及高加速度的地震模擬振動台系統，才能運用大型的結構實驗，驗證所研發抗震元件或工法的效能，研發出適當的抗震技術。

產學研通力合作 解決產業界耐震問題

在系統建置的規劃過程中，國震中心採用公開遴選的方式，擇定設址於成功大學歸仁校區，並在科技部、國發會、國研院及成大共同努力下，奉行政院核定「國家地震工程研究中心第二實驗設施建置計畫」，將投入13億元建設經費，其中科技部及國發會出資11億元，國研院及成大各負擔1億元。

未來，第二實驗設施建置完成後，不僅能與國震中心台北本部的功能互補，相互呼應；亦可結合南部地區大專院校的地震工程研發能量，成為培育當地研究人才之搖籃，為我國地震工程研究開創新紀元，促使我國成為國際地震工程的研究重鎮。更可進一步和鄰近的內政部建築研究所防火實驗中心及風雨風洞實驗室，共組特有、跨領域的防災研究群，共同為我國防災科技與產業貢獻心力。

此外，南部既有之石化廠、煉鋼廠及高科技公司，許多工業管線、儲油槽及廠房設備均存在設備耐震問題。藉由第二實驗設施之設置，除可就近協助南部產業界進行耐震能力測試外，亦可激發業界解決耐震問題之意願及興趣，進而投入研發人力。故第二實驗設施營運時，將邀請業界相關研發人力共同參與，透過產學研交流，共同解決業界所面臨之耐震問題。

科技部國家實驗研究院地震工程研究中心成功開發出可快速搭建的輕量化、方便組裝與可重覆使用之「緊急救災用複合材料輕便橋」，能有效解決颱風、洪水及地震等天然災害造成橋梁損毀或斷裂、使得部份地區形成「孤島」的困境，讓救災物資可在8小時內及時送進災區，並協助災區民眾緊急疏散或就醫，有效降低生命與財產之損失。

複合材料＋斜張橋 快速連通孤島
「緊急救災用複合材料輕便橋」之橋身長20公尺，寬3公尺，可承載5噸重量，足以讓救災車輛安全通行。輕便橋所使用的材料為「玻璃纖維複合材料」，具有強度高、重量輕之優點；結構則採用「非對稱斜張橋」，如此可從河流一岸單向朝另一岸搭建，且不用橋墩，不受洪水水勢湍急之影響，而可快速解決「孤島」的困境。

輕便橋的原理，是利用鋼材(密度7.8 g/cm³)遠比玻璃纖維複合材料(密度1.8 g/cm³)重的特性，先在河流一岸搭建鋼製主梁及橋塔，並以鋼索連接，接著一節一節懸空向河流對岸搭建複合材料製作之橋身，並以鋼索連接橋身與橋塔，以鋼製主梁的重量，透過橋塔及鋼索，支撐住複合材料橋身的重量，最後連通孤島。

緊急救災用複合材料輕便橋模擬示意圖

國家實驗研究院與英國文化協會 (The British Council) 於2014年9月19~21日假國研院地震工程研究中心，聯合主辦「2014抗震盃－地震工程模型製作國際競賽」，藉此推廣地震工程防災教育，鼓勵學生藉由參與科學競賽而激發創造力，並提供國內年輕學子與各國精英同台競技的機會，提升我國年輕一代的國際視野與專業能力。

與地震共存 - 抗震盃長期落實防災教育
921大地震發生至今已15年，雖然這十幾年來地震工程技術不斷創新，但以現今的科技水準，仍無法有效預測地震，因此平時的防震準備以及地震防災教育更顯得重要。
抗震盃自2001年起，迄今已歷經13屆競賽，國內外參賽學生總數超過5,100人，曾參賽過的國家地區包含英國、美國、日本、韓國、新加坡、印尼、印度、香港、馬來西亞、越南、紐西蘭、澳洲、貝里斯、菲律賓與瓜地馬拉等。今年的比賽，高中、大專、研究生組共有97支隊伍參賽，其中包含32支國外隊伍，總參賽人數將近480人。

小創意大巧思 - 看看今年又有甚麼驚喜
活動一連舉行三天，首先由9月19日（五）的「抗震盃研究生組國際研討會」揭開序幕，選手們先在研討會中闡述模型設計理念，以及防震、隔震與減震消能的方法，提供台灣學子與國際接軌的機會，並促進國內外的學術交流。
9月20日（六）為競賽活動之模型製作，各參賽隊伍必須在6.5個小時內完成模型製作，交由裁判審查並決定模型載重後，才能參加接下來的競賽。
9月21日（日）活動正式開幕，科技部錢宗良次長、國研院羅清華院長與英國文化協會台北辦公室賴信元處長均蒞臨指導。競賽將依序進行高中、大專與研究生組的模型競賽測試，高中、大專組依照樓層面積的大小，在模型上加載至少7.5公斤的鐵塊，研究生組則一律於每層樓加上10公斤、總計40公斤的鐵塊。

由效率比決定獎落誰家
高中、大專組模型將以各種不同震度的地震進行測試，開始時的震幅不大，然後逐漸加大，直到競賽規定的最大地震強度或所有模型都崩塌為止。而研究生組則開放參賽學員自由設計各種隔減震裝置，讓模型剛好在競賽規定之地震力（1000gal）下倒塌，才能獲得最高分。
模型安置於振動台測試之前，均事先記錄每一個參賽模型的質量，模型測試中則會記錄造成該模型破壞時的地震強度，這些數值被用來計算每一個模型的效率比。經由振動台測試後，每組評選出前三名效率比最高的模型，頒發獎金及獎盃。此外裁判團還會票選出「結構設計創意獎」、「建築美觀設計創意獎」、「海報製作獎」等各種獎項，頒發獎金與獎狀，鼓勵年輕學子。
今年國外隊伍表現依然傑出，在三組比賽中，僅高中組由國立虎尾農高級農工職業學校打敗群雄獲得首獎，大專組及研究生組分別由越南峴港大學（Duy Tan University）及菲律賓大學地利門分校（University Of The Philippines Diliman）奪冠。
虎尾農工的模型係採用變斷面複合柱設計，且一樓柱底基腳與樓板間接合牢固，再加上質量塊配置得宜，整體表現優異。高中組第二、三名分別由國立台中高級工業職業學校與國立永靖高級工業職業學校獲得。
大專組第一名的越南峴港大學去年亦曾來台比賽，獲得第三名，今年捲土重來，以結構輕量化並可承載高達27.5公斤的質量塊設計，通過大專組最大地震力（800gal）測試，在競爭激烈的大專組競賽中拔得頭籌。第二、三名則分別由朝陽科技大學與國立台灣科技大學獲得。
研究生組首獎菲律賓大學地利門分校是在樓層基礎與頂樓分別設計隔震裝置，頂樓隔震目的是為了減緩頂樓質量塊搖晃程度，企圖爭取舒適度的額外加分（頂樓黏一水杯、水若漏出很少則可獲得加分），不過沒有成功。而其基礎隔震則主要是以隔震軟墊與橡皮筋，搭配圓盤滾珠所組成；雖然往年也有隊伍製作類似隔震裝置，但常因無法解決模型搖擺劇烈問題而倒塌。今年該組成功透過橡皮筋的拉力降低模型搖擺程度，因此獲得非常好的成績，即使沒有額外加分，依然拿下冠軍。第二、三名則分別由國立交通大學與馬來西亞科技大學（e-SEER Universiti Teknologi Malaysia）獲得。