臺灣博碩士論文加值系統

本論文是在探討橋樑拓寬時，新舊兩橋樑以固接法相連接時，不同的乾縮潛變量對兩橋樑之連接板所產生的應力。藉由有限元素分析軟體DAINA建構有限元素模型加以分析，來了解新建的橋樑澆鑄完後在不同的環境條件下以不同的時間與舊有橋樑相接之應力影響。分析結果得知新舊兩橋樑連接線頭尾兩端的剪應力影響最大，並且新建橋樑澆鑄完後較晚與舊有橋樑相接可以得到改善，以及較低的氣溫和較高的相對溼度的環境條件下也可以得到改善。

In this thesis , the stresses in connected slab , which is occurred by the differential shrinkage and creep, was investigated between new constructed and old bridge. A finite element model is established by Diana, a commercial finite element program, to explore the effect of stress in the connection slab for different environment and time after new bridge was built .The results of FE-analysis show that the shear stress is maximum at two end of the joint .Delaying the time to joint the new and old bridge and joint it at higher humidity and lower temperature will reduce the stress occur in the slab , too.

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究方法與內容 3
第二章 文獻回顧 4
2.1前言 4
2.2橋樑拓寬施工方法 4
2.3混凝土之乾縮 5
2.4混凝土之潛變 6
2.5乾縮潛變的分析模式 8
2.5.1乾縮造成之應變計算 8
2.5.2潛變方程式的計算 9
2.5.3 隨時間發展之強度與彈性係數計算 11
2.6潛變模式 12
第三章 有限元素分析方法 15
3.1前言 15
3.2有限元素分析軟體簡介 15
3.3分析假設條件 17
3.4結構模型簡介 20
3.4.1模型幾何形狀與束制條件 18
3.4.2分析的元素 18
3.4.3分析的材料設定 19
3.5分析過程 20
3.6 乾縮與潛變的驗證 21
3.7收歛性分析 22
第四章 有限元素分析結果 23
4.1前言 23
4.2 60%相對濕度下新橋澆鑄完30天後相接應力之分佈 23
4.3新橋樑澆鑄完等候不同時間相接的應力影響 29
4.4相對濕度對各應力的影響 31
4.5溫度對各應力之影響 33
4.6台灣地區一般相對濕度下冬天與夏天氣溫之應力影響 35
4.7增加鋼筋量之影響 38
第五章 結論與建議 41
5.1 結論 41
5.2 建議 41

參考文獻 43

























表目錄
表1 收斂分析結果表 45


































圖目錄
圖2.1 Kelvin Chain model 46
圖3.4.1 結構模型之側視圖 46
圖3.4.2 結構模型之橋頭處橫斷面(X=0) 47
圖3.4.3 元素分割圖 47
圖3.4.4 元素橫斷面分割圖 48
圖3.4.5 32節點實體元素 48
圖3.4.6 鋼筋分佈側視圖 49
圖3.4.7 斷面鋼筋分佈圖 49
圖3.5.1 分析順序圖 50
圖3.5.2舊樑z向撓度與時間關係圖 50
圖3.6 分析結果與試驗數據之比對 51
60%相對濕度下新橋澆鑄完30天後相接應力之分佈
圖4.2.1 x向變位圖 52
圖4.2.2 y向變位圖 52
圖4.2.3 z向變位圖 53
圖4.2.4 z向撓度與時間圖 53
圖4.2.5 xx應力分佈－1天 54
圖4.2.6 xx應力分佈－30天 54
圖4.2.7 xx應力分佈－90天 55
圖4.2.8 xx應力分佈－180天 55
圖4.2.9 xx應力分佈－360天 56
圖4.2.10 xx應力分佈－720天 56
圖4.2.11 連接板上XX應力最大處 57
圖4.2.12 xx板上最大應力與時間關係圖 57
圖4.2.13 yy應力分佈－1天 58
圖4.2.14 yy應力分佈－30天 58
圖4.2.15 yy應力分佈－90天 59
圖4.2.16 yy應力分佈－180天 59
圖4.2.17 yy應力分佈－360天 60
圖4.2.18 yy應力分佈－720天 60
圖4.2.19 連接板上yy應力最大處 61
圖4.2.20 yy向板上最大應力與時間關係圖 61
圖4.2.21 zz應力分佈－1天 62
圖4.2.22 zz應力分佈－30天 62
圖4.2.23 zz應力分佈－90天 63
圖4.2.24 zz應力分佈－180天 63
圖4.2.25 zz應力分佈－360天 64
圖4.2.26 zz應力分佈－720天 64
圖4.2.27 連接版上zz向應力最大處 65
圖4.2.28 zz向板上最大應力與時間關係圖 65
圖4.2.29 xy向剪應力分佈圖－1天 66
圖4.2.30 xy向剪應力分佈圖－30天 66
圖4.2.31 xy向剪應力分佈圖－90天 67
圖4.2.32 xy向剪應力分佈圖－180天 67
圖4.2.33 xy向剪應力分佈圖－360天 68
圖4.2.34 xy向剪應力分佈圖－720天 68
圖4.2.35 xy板上最大正向與負向剪應力之處 69
圖4.2.36 xy正負向板上最大減應力與時間關係圖 70
圖4.2.37 yz向剪應力分佈圖－1天 71
圖4.2.38 yz向剪應力分佈圖－30天 71
圖4.2.39 yz向剪應力分佈圖－90天 72
圖4.2.40 yz向剪應力分佈圖－180天 72
圖4.2.41 yz向剪應力分佈圖－360天 73
圖4.2.42 yz向剪應力分佈圖－720天 73
圖4.2.43 板上yz最大正向與負向剪應力之處 74
圖4.2.44 yz正負向板上最大剪應力與時間關係圖 75
圖4.2.45 zx向剪應力分佈圖－1天 76
圖4.2.46 zx向剪應力分佈圖－30天 76
圖4.2.47 zx向剪應力分佈圖－90天 77
圖4.2.48 zx向剪應力分佈圖－180天 77
圖4.2.49 zx向剪應力分佈圖－360天 78
圖4.2.50 zx向剪應力分佈圖－720天 78
圖4.3.1 xx向不同時間相接之應力 79
圖4.3.2 yy向不同時間相接之應力 79
圖4.3.3 zz向不同時間相接之應力 80
圖4.3.4 xy向不同時間相接之正向剪應力 80
圖4.3.5 xy向不同時間相接之負向剪應力 81
圖4.3.6 yz向不同時間相接之正向剪應力 81
圖4.3.7 yz向不同時間相接之負向剪應力 82
圖4.4.1 xx向不同相對濕度應力 83
圖4.4.2 yy向不同相對濕度應力 83
圖4.4.3 zz向不同相對濕度應力 83
圖4.4.4 xy向不同相對濕度正向剪應力 84
圖4.4.5 xy向不同相對濕度負向剪應力 84
圖4.4.6 yz向不同相對濕度正向剪應力 84
圖4.4.7 yz向不同相對濕度負向剪應力 85
圖4.4.8 台灣各地區氣象站平均相對濕度統計表【8】 86
圖4.5.1 xx向不同溫度之應力 87
圖4.5.2 yy向不同溫度之應力 87
圖4.5.3 zz向不同溫度之應力 87
圖4.5.4 xy正向不同溫度之剪應力 88
圖4.5.5 xy負向不同溫度之剪應力 88
圖4.5.6 yz正向不同溫度之剪應力 88
圖4.5.7 yz負向不同溫度之剪應力 89
圖4.5.8台灣各地氣象站月平均最高氣溫統計表【8】 90
圖4.5.9台灣各地氣象站月平均最低氣溫統計表【8】 91
圖4.6.1 相對溼度80%氣溫35℃時各時間相接之XX應力圖 92
圖4.6.2 相對溼度80%氣溫35℃時各時間相接之YY應力圖 92
圖4.6.3 相對溼度80%氣溫35℃時各時間相接之XY正向剪應力圖 93
圖4.6.4 相對溼度80%氣溫35℃時各時間相接之XY負向剪應力圖 93
圖4.6.5 相對溼度80%氣溫35℃時各時間相接之YZ正向剪應力圖 94
圖4.6.6 相對溼度80%氣溫35℃時各時間相接之YZ負向剪應力圖 94
圖4.6.7 相對溼度80%氣溫15℃時各時間相接之XX應力圖 95
圖4.6.8 相對溼度80%氣溫15℃時各時間相接之YY應力圖 95
圖4.6.9 相對溼度80%氣溫15℃時各時間相接之XY正向剪應力圖 96
圖4.6.10 相對溼度80%氣溫15℃時各時間相接之XY負向剪應力圖 96
圖4.6.11 相對溼度80%氣溫15℃時各時間相接之YZ正向剪應力圖 97
圖4.6.12 相對溼度80%氣溫15℃時各時間相接之YZ負向剪應力圖 97
圖4.6.13 相對溼度80%氣溫35℃時30天相接之ZZ向應力圖 98
圖4.6.14夏天開始相接的XX向應力圖 98
圖4.6.15夏天開始相接的YZ向剪應力圖 99
圖4.6.16冬天開始相接的XX向剪應力圖 99
圖4.6.17冬天開始相接的YZ向剪應力圖 100

參考文獻
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3. O.C.ZIENKIEWICZ,R.L.TAYLOR , “The FINITE ELEMENT METHOD Volume 1” ,Fifth edition, Butterworth Heinemann,2000.
4. TNO Building and Construction Research , “DIANA User’s Manual, Release 7.2”.
5. William N.Findley,James S.Lai,Kasif Onaran ,”Creep And Relaxation Of Nonlinear Viscoelastic Materials”,North-Holland Publishing Company,.1976.
6. 王昱凱，支撐先進工法二次施工之研究，國立交通大學土木工程學研究所碩士論文（2002）。
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12. 黃兆龍，混凝土性質與行為，詹氏書局，民國86年。
13. 混凝土設計規範及解說(土木401-93)，中國土木水利工程學會，民國93年。