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研究生:蔡易哲
研究生(外文):CAI, YI-ZHE
論文名稱:橋梁目視檢測指標之量化研究
論文名稱(外文):Quantitative Study of Visual-Inspection Index of Bridges
指導教授:陳建州陳建州引用關係吳文華
指導教授(外文):CHEN, CHIEN-CHOUWU, WEN-HUA
口試委員:姚乃嘉王仲宇賴國龍
口試委員(外文):YAU, NIE-JIAWANG, CHUNG-YUELIA, GWO-LONG
口試日期:2019-10-23
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:營建工程系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:126
中文關鍵詞:DER&U目視檢測法橋梁狀態指標橋梁優選指標構件狀態指標無 人飛行載具(UAV)
外文關鍵詞:DER&U visual-inspection methodCondition index,Priority indexCondition index of the inspected itemUnmanned aerial vehicle(UAV)
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「DER&U目視檢測法」為國內橋梁檢測的主要方法,其特色在於現地調查之輸入方式簡易,以及可利用DER三個簡單數值產生各種評估指標,利於橋梁維護作業。基於多方面的需求,DER&U檢測法的版本不斷地進行修訂,主要乃因既有的指標無法反應橋體實際的損傷狀態。目前最新版本僅要輸入DRU三個數值,而橋梁的修護評估則僅依據U值,如此似已逐漸流失DER&U檢測法的特色,所以本研究目的即在探討舊版DER&U檢測法受檢討的可能問題以及可行的因應對策。經由研析舊版DER&U檢測法與實橋的橋梁檢測資料,本研究發現主要問題有三:第一是橋梁狀態指標(CI)與橋梁優選指標(PI)的計算值常無法反應橋體實際的損傷狀態;其次為構件劣化範圍(E)、服務性之影響度(R)與構件維修急迫性(U)之輸入值常因人而異;最後則在CI、PI與U三項與維修作業相關的指標的適用時機並不明確。
為克服前述問題,本研究沿著三個方向進行調整。首先基於橋梁連續性,也就是考量任一跨的嚴重損傷均立即影響橋梁的使用功能,重新定義構件狀態指標 的計算方式;其次基於損傷的形式與構件的功能,建構ERU三個數值的量化計算方式;最後則依據CI、PI與U的產生方式,明定此三項指標的適用時機。在提出上述調整對策後,本研究進一步以參數分析方式探討其可行性,參考資料來自中部地區橋梁檢測資料庫,含括121座橋梁。分析結果顯示,在評估損傷嚴重性對於橋體功能狀態的影響方面,本研究修正的CI與PI兩項指標相對於舊版DER&U檢測法更具鑑別度。另外,考量無人飛行載具(UAV)與影像技術的快速發展,本研究亦初步探討其配合實測作業的適用性。結果顯示UAV在具備較低空間作業限制的優勢下,除足以記錄顯示損傷狀態與程度,亦可經由影像判讀損傷的範圍。

"DER&U Visual Inspection Method" is the major method for the bridge inspection in Taiwan. The advantages of this method include its convenient inputs during site investigations and the feasibility to generate several evaluation indices with three simple DER values for further bridge maintenance works. Based on the requirements from different aspects, the DER&U inspection method is continually revised because the existing indices cannot faithfully reflect the actual damage state of bridges. The latest version of the DER&U inspection method only requires the input of three DRU values and the evaluation for bridge repair is simply according to the value of U. It seems that the characteristics of the DER&U inspection method have been gradually disappeared under such a revision process. Therefore, the goal of this study is to investigate most of the criticized problems existing in the previous versions of DER&U inspection method and explore the corresponding solutions. Through examining the previous versions of DER&U inspection method and actual bridge inspection data, three main problems are discovered: (1) the calculated values of the bridge condition index(CI) and the bridge priority index(PI) usually cannot reflect the actual damage state of bridges; (2) the input values of the extent of component defect(E), the relevancy to service function(R) and the maintenance urgency of the component(U) are often strongly dependent on different persons; and (3) the appropriate applications of CI, PI and U are not clear in maintenance practices.
In order to overcome the aforementioned problems, this study is principally conducted in three directions. Firstly, the formula for the condition index of the inspected item(Ici) is redefined by considering the bridge continuity to cause immediate malfunction of bridges if serious damages occurred at any span. Secondly, the qualitative formulas for the three values of ERU are developed based on the damage forms and the component functions. Finally, the appropriate applications of CI, PI and U are distinctly designated according to their definitions. After establishing the above foundations, this work further explores their feasibility by conducting parametric study with the inspection data of 121 bridges from the database for central Taiwan. The results of analysis indicate that the CI and PI indices modified in this study are more discriminative in assessing the impact of damage severity on the bridge function than those defined in the previous versions of DER&U detection method. In addition, this research also primitively investigates the applicability of unmanned aerial vehicle(UAV) in actual bridge inspection operations due to its rapid progress. It is found that UAV holds the advantage of lower space operation limit, is capable of extensively recording the damage images which can potentially lead to the automatic identification of the damage extent.

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 研究方法及內容 6
1.5 論文架構 7
第二章 橋梁目視檢測 8
2.1 DER&U目視檢測法 8
2.1.1 檢測項目 8
2.1.2 檢測頻率 9
2.1.3 檢測評等 9
2.1.4 橋梁整體狀態指標 10
2.2 台灣地區橋梁管理資訊系統 11
2.3 分析資料庫 12
2.4 重要指標可能遭遇問題之現況說明 14
第三章 DER&U四項指標量化研究 16
3.1 目的 16
3.2 E值 16
3.3 R值 20
3.4 U值 22
第四章 橋梁狀態指標之研究 25
4.1 規範Ici值適用性之探討 25
4.2 新Ici值之研擬 27
4.3 參數分析探討Ici值與跨徑數目的關係 28
4.3.1 箱型梁橋 29
4.3.2 PCI梁橋 30
4.4 兩種Ici值對於CI與PI值影響之差異分析說明 32
第五章 實橋案例分析與維修指標說明 34
5.1 多重損傷構件之D值與E值 34
5.2 單跨梁橋分析 35
5.3 多跨梁橋分析 39
5.4 實橋案例綜合分析 46
5.5 三項維修相關指標之探討 48
第六章 無人飛行載具於橋梁檢測之應用性探討 50
6.1 一般橋梁目視檢測之方法與設備 50
6.2 無人飛行載具之規格與功能說明 50
6.3 無人飛行載具應用於實測檢測之案例說明 52
6.3.1 鹿窟一號橋 53
6.3.2 集鹿大橋 53
6.4 無人飛行載具之應用性與效益性探討 54
第七章 結論與建議 57
7.1 結論 57
7.2 建議 59
參考文獻 60

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