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研究生:徐建豐
研究生(外文):HSU,CHIEN-FENG
論文名稱:老舊橋梁改建方案研究以宜蘭橋為例
論文名稱(外文):Study of reconstruction project for the Existing Yilan Bridge
指導教授:陳鴻輝陳鴻輝引用關係
指導教授(外文):CHEN,HUNG-HUI
口試委員:黃金華林新華陳鴻輝
口試委員(外文):HUANG,CHIN-HUALIN,HSIN-HUACHEN,HUNG-HUI
口試日期:2021-06-03
學位類別:碩士
校院名稱:明新科技大學
系所名稱:土木工程與環境資源管理系碩士班
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:2021
畢業學年度:109
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:通洪斷面水理計算改建橋梁鋼I型梁
外文關鍵詞:Flood sectionhydraulic calculationreconstruction of bridgessteel I-beam
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「樑底低於50年重現期之洪水位」及「橋長不足」是土木橋梁工程現存困擾的問題,逢颱風豪雨一直會有溢堤淹水之風險,亟待予以解決。本研究以宜蘭橋為標的,研擬克服通洪斷面不足問題,並降低對兩岸住家及商家生活起居影響,期望藉由工程創意設計手法,改善目前通洪能力,具體提升宜蘭河岸景觀品質之實質工程設計方案。本研究以需要、功能、安全等方向,作深入專業分析、研擬對策,從確立主題、田野調查、蒐集地質資訊、水理計算、地質分析,最後得出研究結果如下:1. 本研究改建橋梁全長約246m,不論採「研究方案A:鋼拱橋」、「研究方案B:斜張橋」、「研究方案C:PCBox橋」或「研究方案D:鋼I型梁橋」,整體工程規模相當,各橋型方案均具足夠之承載力及耐震能力,符合部頒公路橋梁設計規範及橋梁耐震規範之要求。2. 依據現況環境及防洪標準的限制下,研擬符合各項道路設計規範、原則及地方需求條件,成功克服「樑底低於50年重現期之洪水位」及「橋長不足」難題,達成「橋河共治」之目標。本研究成果可供後續相關橋梁改建規劃、設計及施工參考。
The flood level at the bottom of the beam is below the 50-year return period" and "the bridge length is insufficient" are two major problems that have been plagued by civil engineering. So every typhoon may cause flooding of the embankment and that is urgently needed to be rebuilt. In order to completely solve the problem of insufficient flood passage section of the bridge site in the scope of this study, and reduce the impact on the daily life of the strait, it is hoped that the current flood passage capacity can be improved through design methods, and innovative ideas can be used to specifically improve the Yilan River including of substantial engineering design of landscape quality. This research is based on topics, needs, functions, safety, etc., to make in-depth professional analysis and develop countermeasures. First establishing the theme, field investigations, collect geological information, hydraulic calculations, and geological analysis. Finally, the results of the research are as follows: 1. The total length of the reconstructed bridge is about 246m. Regardless of whether it adopts "Scheme A: Steel Arch Bridge" or "Scheme B: Cable-tensioned Bridge", the construction types, procedures and quantities are not much different. For the "Scheme C: PCBox" and "Scheme D: Steel I-beam" schemes. 2. Based on the current environment and the restrictions of flood control standards, it was developed to meet various road design specifications, principles and local requirements, and successfully overcome the problems of "beam bottom is less than the flood level of the 50-year return period" and "the bridge length is insufficient" , To achieve the goal of "Bridge and River Co-governance". The results of this research can be used as a reference for subsequent related bridge reconstruction planning, design and construction.
目 錄
摘 要 iii
Abstract iv
致謝 v
目 錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
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 研究流程 2
第二章 文獻探討 3
2.1 研究標的現況調查 3
2.2 道路系統及交通現況 7
2.3 地形及地質 8
2.3.1 地形測量調查 8
2.3.2 區域地質與地層 10
2.4 宜蘭河治理計畫調查 10
2.4.1 流域概述 10
2.4.2 洪水量及治理計畫高程 11
2.4.3 現有防洪構造物檢討 11
2.5 自然環境氣候條件 12
2.5.1 氣象 12
2.5.2 雨量 12
2.5.3 風速 12
2.6 土地權屬及都市計畫現況 13
2.6.1 土地權屬調查 13
2.6.2 都市計畫現況 13
2.7 橋梁結構型式 14
2.7.1 鋼拱橋 14
2.7.2 預力混凝土橋 15
2.7.3 斜張橋 16
2.7.4 鋼箱梁橋 18
第三章 研究方法 19
3.1 設計條件 19
3.1.1 道路工程設計條件 20
3.1.2 交通工程設計條件 20
3.1.3 排水工程設計條件 21
3.1.4 大地工程設計條件 22
3.1.5 結構工程設計條件 24
3.1.6 河川水文水理分析 27
3.1.7 附屬設施工程設計條件 28
3.2 橋梁特性與功能定位分析 29
3.3 宜蘭橋改建範圍及斷面配置評估 30
3.3.1 水道治理計畫線位置釐訂 31
3.3.2 宜蘭橋改建範圍初步規劃 32
3.3.3 橋梁改建斷面配置 33
第四章 研究結果與分析 34
4.1 研擬適當之橋梁型式 34
4.1.1 降低引道高程抬升及滿足防洪標準之對策 34
4.1.2 配合防洪標準研擬適當之結構跨距配置 36
4.1.3 邊跨-橋梁型式適宜性分析 36
4.1.4 主跨-橋梁型式適宜性分析 37
4.1.5 申請施設跨河建造物審核要點檢核 43
4.2 民宅出入口及橫交路口銜接對策 46
4.3 整體景觀模擬 48
4.4 施工中交通維持對策 50
4.5 節能減碳永續設計 51
4.6 住民參與執行計畫方式 52
第五章 結論與建議 53
5.1 結論 53
5.2 建議 54
參考文獻 55

表目錄
表1 宜蘭橋基本資料彙整 5
表2 宜蘭橋治理計畫高程相關資料 11
表3 路線幾何設計標準 20
表4 設計方法及檢核規定 26
表5 宜蘭河各河段計畫流量及計畫河寬對照表 31
表6 宜蘭河流域治理計畫線修訂表 32
表7 水理分析演算成果檢核 44
表8 橋墩基礎總沖刷深度計算成果 45
表9 橋型方案評估矩陣表 53

圖目錄
圖1 研究標的橋梁位置 1
圖2 研究流程圖 2
圖3 研究標的宜蘭橋現況調查相片 6
圖4 道路系統分布圖 7
圖5 兩岸民宅出入口現況 8
圖6 地形測量(1/500)成果圖 9
圖7 區域地質圖 10
圖8 宜蘭河各河段計畫洪水量分配圖 11
圖9 宜蘭市都市計畫圖(第二次通盤檢討) 13
圖10 鋼拱橋案例-台北市客家文化主題公園客家拱橋 15
圖11 預力混凝土橋案例-宜蘭縣員山鄉五十溪過港橋 16
圖12 斜張橋案例-新北市深坑區平埔橋 17
圖13 鋼箱梁橋案例-新竹縣尖石鄉義興大橋 18
圖14 鋼軌樁擋土設施 23
圖15 全套管基樁施工 23
圖16 二維水理分析作業流程 27
圖17 暖色系照明設計示意圖 29
圖18 綠色能源再利用(太陽能)示意 29
圖19 宜蘭河水道治理計畫線及工程佈置圖 31
圖20 宜蘭橋改建範圍示意圖 32
圖21 橋梁橫斷面(變斷面-鋼板梁)配置示意圖 33
圖22 「宜蘭橋」現況高程與治理計畫高程示意圖 34
圖23 變斷面-鋼板梁橋-案例「桃園區宏太橋」 37
圖24 「方案A」橫斷面配置成果 38
圖25 「方案A」縱斷面規劃成果 38
圖26 「方案B」橫斷面配置成果 39
圖27 「方案B」縱斷面規劃成果 40
圖28 「方案C」橫斷面配置成果 41
圖29 「方案C」縱斷面規劃成果 41
圖30 「方案D」橫斷面配置成果 42
圖31 「方案D」縱斷面規劃成果 42
圖32 一維水理分析演算斷面配置圖 43
圖33 一維水理分析成果 43
圖34 水深最深之橋墩進行局部沖刷深度分析成果 45
圖35 左岸-民宅出入口銜接示意圖 46
圖36 右岸-民宅出入口-依原道路中心線銜接示意圖 47
圖37 右岸-民宅出入口-道路中心線調整後銜接示意圖 47
圖38 橫交路口銜接示意圖 47
圖39 方案A-三跨配置-「鋼拱橋+變斷面鋼板梁」-模擬彩現 48
圖40 方案B-四跨配置-「不對稱斜張橋+變斷面鋼板梁」模擬彩現 48
圖41 方案C-五跨配置-「三跨連續預力箱型梁橋+變斷面鋼板梁」模擬彩現 49
圖42 方案D-六跨配置-「鋼I型梁橋+變斷面鋼板梁」模擬彩現 49
圖43 施工中交通維持措施示意圖 50
參考文獻
1. 交通部,「公路橋梁設計規範」,交通技術標準規範公路類公路工程部,民國76年1月。
2. 交通部,「公路橋梁耐震設計規範」,交通技術標準規範公路類公路工程部,民國84年1月。
3. 交通部,「公路橋梁耐震設計規範」,交通技術標準規範公路類公路工程部,民國89年4月。
4. 交通部公路總局,「公路橋梁耐震能力評估及補強工程可行性研究」,期末報告,民國97年9月。
5. 交通部,「公路橋梁耐震設計規範」,交通技術標準規範公路類公路工程部,民國98年6月。
6. 交通部公路總局,「公路橋梁耐震評估及補強準則之研究」,成果報告,民國98年12月。
7. 交通部臺灣區國道新建工程局,「公路橋梁耐震性能設計規範」(草案),複審成果報告書,民國102年11月。
8. 交通部臺灣區國道高速公路局,「橋梁耐震評估及補強設計原則」,國道高速公路後續路段橋梁耐震補強工程,民國104年12月。
9. 經濟部中央地質調查所,「20180206花蓮地震地質調查報告」,民國107年。
10. 交通部,「公路橋梁耐震設計規範」,民國108年。
11. 交通部,「公路排水設計規範」,107年2月。
12. 經濟部,「申請施設跨河建造物審查要點」,101年9月。
13. 內政部營建署,「市區道路及附屬工程設計規範」,104年7月。
14. 交通部運輸研究所,「縣市政府所轄老舊橋梁改善可行性評估」,97年8月。
15. 賈駿祥,「台灣地區橋梁工程之發展」,臺灣公路工程月刊,第三十卷第十二期, 民國93年6月。
16. 江新春,「宜蘭平原之震測」,礦業技術,第14期,第6號,
第215-221頁,民國65年。
17. 邑菖工程顧問有限公司,「宜蘭橋改建工程委託基本設計服務基本設計報告書」,民國107年2月。
18. 中國土木水利工程學會,「混凝土工程設計規範與解說 (土木401-100) 」,100年11月。
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