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研究生： 匡柄瑞
Ping-jui Kuang
論文名稱： 橋梁崩落可能性初步評估機制之研究
Establishment of A Preliminary Bridge Collapse Evaluation Mechanism
指導教授： 洪東謀
Dung-Mou Hung
姚乃嘉
Nie-Jia Yau
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 土木系營建管理碩士班
Master's Program in Construction Management, Department of Civil Engineering
畢業學年度： 99
語文別： 中文
論文頁數： 154
中文關鍵詞： 橋梁毀損 、地震 、落橋 、橋梁評估 、土石流 、洪流沖刷
外文關鍵詞： Bridge Damage, Bridge Collapse, Bridge Evaluation, Debris, Scouring, Earthquake
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    • 　　臺灣地區位於太帄洋地震火環帶且座落於夏季颱風侵襲的主要路徑上，因此臺灣之橋梁易遭受到地震、洪流沖刷、以及土石流之侵襲導致毀損甚至落橋，造成道路中斷、人車墜落等嚴重之影響。目前國內之橋梁安全評估係透過專業工程人員前往現地進行勘查，並資料蒐集以進行評估，其所需要耗費之人力與成本極高。
    　　本研究透過相關文獻蒐集與專家訪談，探討影響橋梁崩落之重點評估因子，並以層級分析法研擬評估項目之權重，進而建立橋梁因地震、土石流，以及洪流沖刷發生橋梁崩落可能性之初步評估機制。本研究亦選定20座橋梁，由現地勘查評估結果與本研究之初步評估結果相較，兩者評估落橋之可能性極為類似，由此可驗證本研究成果之正確性。
    　　本研究並針對臺灣地區橋梁管理資訊系統（T-BMS）之資料庫建立快速評估之流程，以有效篩選出崩落可能性較高之橋梁，以供橋梁管理單位作為維護管理、設置橋梁監測預警系統之參考。本研究成果對於國內未來進行橋梁崩落及安全評估相關工作應有所助益。

    　　Taiwan is located in the Pacific earthquake ring of fire and on the path of typhoons occurring in summer seasons; therefore bridges are frequently damaged by earthquakes, scouring, or debris that result in interruption of traffic or even casualties. Currently, evaluation of bridge safety is performed by professional engineers collecting data and evaluating at the bridge sites; which requires huge amount of manpower and costs.
    　　This research investigates the major factors which have significant impacts on bridge collapse by literature reviews and expert interviews. These factors are then weighted by the Analytical Hierarchical Process (AHP) method to establish a preliminary evaluation mechanism for bridge collapse due to earthquake, scouring, and debris. The established mechanism reveals similar performance with satisfactory results when tested against on site evaluations of 20 bridges.
    　　This research also establishes a fast evaluation process to apply the established mechanism to the Taiwan Bridge Management System (T-BMS) to screen out the most dangerous bridges which have relatively high potential to collapse. These bridges should have higher priority to install prewarning monitoring systems and should obtain more attentions from the bridge management agencies. Results of this research should be beneficial to the tasks related to evaluations of bridge collapse and bridge safety.

    摘要 I ABSTRACT II 致 謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第一章 緒論 ............................................................ 1 1.1 研究背景 ......................................................... 1 1.2 研究動機 ......................................................... 3 1.3 研究目的 ......................................................... 4 1.4 研究範圍 ......................................................... 4 1.5 研究流程 ......................................................... 5 1.6 論文架構 ......................................................... 5 第二章 文獻回顧 ........................................................ 8 2.1 橋梁落橋事件 ..................................................... 8 2.1.1 國內落橋事件回顧 ........................................... 8 2.1.2 國外落橋事件回顧 .......................................... 16 2.2 橋梁相關評估指標 ................................................ 19 2.2.1 橋梁重要程度等級 .......................................... 19 2.2.2 安全性指標 ................................................ 21 2.2.3 橋梁狀況指標 .............................................. 23 2.2.4 耐震能力指標 .............................................. 24 2.2.5 洪水沖刷指標 .............................................. 26 2.2.6 土石流指標 ................................................ 26 2.3 臺灣地區橋梁管理資訊系統 (T-BMS) ................................ 28 2.4 小結 ............................................................ 31 第三章 橋梁崩落關鍵因子之探討 ......................................... 32 3.1 現有橋梁災損評估指標之彙整與比較 ................................ 32 3.1.1 橋梁地震災損評估指標 ...................................... 32 3.1.2 橋梁洪流沖刷災損評估指標 .................................. 36 3.1.3 橋梁土石流災損評估指標 .................................... 40 3.1.4 橋梁災損指標評估項目彙整與專家意見 ........................ 42 3.2 橋梁崩落可能性評估之關鍵評估項目 ................................ 45 3.2.1 橋梁地震崩落指標評估項目 .................................. 46 3.2.2 橋梁洪流沖刷崩落指標評估項目 .............................. 49 3.2.3 橋梁土石流崩落指標評估項目 ................................ 53 3.2.4 橋梁崩落指標評估項目之彙整比較 ............................ 56 3.3 小結 ............................................................ 62 第四章 橋梁崩落可能性初步評估機制之建立 ............................... 63 4.1 橋梁崩落可能性初步評估機制之架構 ................................ 63 4.2 橋梁崩落指標評估內容 ............................................ 65 4.2.1 橋梁地震崩落指標評估內容 .................................. 65 4.2.2 橋梁洪流沖刷崩落指標評估內容 .............................. 72 4.2.3 橋梁土石流崩落指標評估內容 ................................ 76 4.3 AHP-層級分析法擬定權重 .......................................... 81 4.3.1 AHP理論基礎 ............................................... 81 4.3.2 橋梁崩落評估項目權重之擬定 ................................ 82 4.4 橋梁崩落評估指標 ................................................ 85 4.5 小結 ............................................................ 85 第五章 案例詴算與分析驗證 ............................................. 89 5.1 評估案例之橋梁概述 .............................................. 89 5.2 T-BMS 橋梁崩落初步評估 .......................................... 90 5.2.1 評估項目與資料庫對應 ...................................... 90 5.2.2 案例橋梁系統資料詴算 ...................................... 94 5.3 現勘資料橋梁崩落初步評估 ........................................ 94 5.3.1 現勘資料彙整 .............................................. 94 5.3.2 案例橋梁現勘資料詴算 ...................................... 99 5.4 其他研究評估成果 ................................................ 99 5.5 橋梁崩落評估結果分析比較 ....................................... 100 5.5.1 評估分數比較 ............................................. 106 5.5.2 評估排序比較 ............................................. 108 5.6 小結 ........................................................... 111 第六章 結論與建議 .................................................... 112 6.1 結論 ........................................................... 112 6.2 建議 ........................................................... 113 參考文獻 .............................................................. 115 附錄一 各第一類活動斷層近域調整因子 .................................. 117 附錄二 液化潛能分區 .................................................. 120 附錄三 AHP專家問卷 .................................................. 126

    一、 英文文獻
    1. Maria Victoria Biezma, Frank Schanack, “Collapse of Steel Bridges ”, Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE, vol. 21, No. 5, 2000
    2. Abolhassan Astaneh-Asl, “PROGRESSIVE COLLAPSE OF STEEL TRUSS BRIDGES THE CASE OF I 35W COLLAPSE”, Proceedings, 7th International Conference on Steel Bridges, Guimaraes, Portugal, 2008
    二、 中文文獻
    3. 童才燧，「由后豐大橋落橋事件淺談公路橋梁養護之道」，臺灣公路工程，第35卷第3 期，2009。
    4. 許鎧麟、張國鎮、王仲孙、倪雪甄，「防止橋梁落橋裝置設計與現場施工技術之研究」，財團法人台灣營建研究院研究報告，2002。
    5. 林呈、孫洪福，「見證921集集大地震（上）－震害成因與因應對策」，麥格羅-希爾出版社&台灣省土木技師公會，2000。
    6. 何鴻文、陳俊堯「桃芝颱風土石流受損重建橋梁復健規劃與災因研析」，台灣公路工程，第29卷第4期，2002。
    7. 財團法人中華顧問工程司，「2009莫拉克颱風八八水災橋梁道路勘災紀實」，科技圖書出版社，2009。
    8. 蔣偉寧、顏上堯、周健捷、姚乃嘉、許文科、洪東謀，「橋梁重要程度等級之建立」，交通部公路總局研究報告，2004。
    9. 康瑞騰，「建立混凝土橋梁安全性指標及評估方法之研究」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，2003。
    10. 田堯彰、羅俊雄、蔡益超、張國鎮、黃燦輝，「電信與運輸系統之耐震安全評估與補強準則」，國立台灣大學地震工程研究中心報告，1996。
    11. 陳生金、黃慶東、楊國珍等，「橋梁耐震能力評估準則之建立」，交通部公路總局，2003。
    12. 王長芳、陳新之、張廷犖，「公路橋梁耐震能力評估及補強工程可行性研究」，交通部公路總局，2009。
    13. 王仲孙、姚乃嘉和陳明正，「縣市政府老舊及受損橋梁整建計畫（二）」，交通部運輸研究所，2009。
    14. 陳振川、蔡益超、張國鎮 ，「橋梁監測預警系統及沖刷保護措施及補強等策略之研究」，交通部公路總局，2006。
    15. 陳清泉、蔡益超、田堯彰、李鴻源等，「公路橋梁安全初步檢測及評估實例作業及校正研究計畫」，交通部科技顧問室研究報告，1997。
    116
    16. 李有豐、林安彥，「橋梁檢測評估與補強」，全華圖書出版社，2000。
    17. 郭筱琪，「橋梁耐洪能力電腦輔助評估系統」，國立台灣大學土木工程研究所碩士論文，2006。
    18. 劉惠文，「公路橋梁基礎承受土石流衝擊之破壞模式研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，2008。
    19. 行政院農委會水保局土石流防災資訊網，http://246.swcb.gov.tw/default-1.asp
    20. 王仲孙、姚乃嘉、許鎧麟等，「都市計畫. 區內橋梁檢測、監測、維修及管理計畫」，內政部營建署，2005。
    21. 交通部，「交通技術標準規範鐵路類工務部鐵路橋梁耐震設計規範」，交通部頒布，2006。

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