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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張弘志
研究生(外文):CHANG, HUNG-CHIH
論文名稱:橋梁鋼索監測配置與實務運用之研究
論文名稱(外文):Research on Monitoring Configuration and Practical Application of Bridge Steel Cables
指導教授:李煜舲
指導教授(外文):LEE, YU-LIN
口試委員:徐增興許文貴
口試委員(外文):HSU, TSENG-HSINGHSU, WEN-KUEI
口試日期:2021-12-04
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:土木工程學系
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:2022
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:橋梁鋼索索力監測監測配置監測效率實務運用
外文關鍵詞:bridge steel cablecable force monitoringmonitoring configurationmonitoring efficiencypractical application
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橋梁維護管理方式應考量設計、施工及維護管理等各階段,因此於橋梁全生命週期內,適當的檢測維修與補強次數,是影響橋梁成本最佳化之主要因素,依據過往之橋梁檢測與評估方式,國內鋼拱橋等特殊型式橋梁多以D.E.R.U.目視檢測方式進行橋梁之檢測與維護,然而,國內如利澤簡橋、黎霧橋等特殊型式橋梁主要由鋼箱梁及鋼索支撐,此鋼箱梁內部狀況、鋼索錨碇端狀況及鋼索索力等尤為重要,因此,透過橋梁自動化監測系統分析橋梁鋼索索力及其長期結構變化趨勢,確保橋梁安全性並發揮最大效益,實為目前重要課題。
為此,本研究針對台7丙線利澤簡橋及台9線黎霧橋進行鋼索監測系統建置,主要內容包含橋梁結構分析、錨碇端目視檢測成果、遠距微波雷達掃描成果,並依據相關檢測成果提出監測配置,針對兩座橋梁進行橋梁結構振動監測作業,取得橋梁的自然頻率及其振動特性。
主要內容包括藉由橋梁結構分析、鋼索索力量測,規劃及設置加速度計、溫度計等監測儀器,探討鋼索索力與頻率變化等趨勢,進而評估該橋的結構安全,降低未來橋梁危害發生之機率。另外本研究利用遠距微波雷達掃描及微變感知雷達掃描,進行鋼索變位分析,以校正結構分析之數值模型,用以比對鋼索監測成果、鋼索索力量測成果等資訊,本研究另增加主梁加速規,評估橋梁主體結構之振動頻率,以利充分掌握利澤簡橋、黎霧橋之結構安全。
本監測結果數據顯示,藉由橋梁原竣工圖所紀錄結構尺寸、材料參數等資料,建立橋梁數值模型,再透過模態分析及監測資料分析,可以有效的比對出橋梁的主要監測頻率。如此便可由監測資料即時推算出吊索索力的變化情形。最後再透過即時的橋梁安全監測系統,個人電腦或智慧型手機等遠端登入監測平台,即時取得颱風、豪雨事件發生前、中、後橋梁的狀況,提供橋梁管理單位評估橋梁安全之依據,有效提升管理效能及檢測勘查作業安全性,達到確保用路人安全為最終依歸。

Bridge maintenance and management methods should consider various stages of design, construction and maintenance management. Therefore, during the entire life cycle of bridge, the appropriate number of inspections, repairs and reinforcements are the main factors affecting the optimization of bridge costs. As for the evaluation method, domestic steel arch bridges and other special types of bridges mostly use D.E.R.U visual inspection methods for bridge inspection and maintenance. However, domestic special types of bridges such as Lizejian Bridge and Liwu Bridge are mainly supported by steel box girder and steel cables. The internal condition of the box girder, the condition of the anchor end of the steel cable, and the cable force are particularly important. Therefore, it is important to analyze the bridge cable force and its long-term structural change trend through the bridge automatic monitoring system to ensure the safety of the bridge and maximize the benefits. It’s really an important subject at this moment.
To this end, this research aims at the construction of a steel cable monitoring system for the Lizejian Bridge on the 7th Line and the Liwu Bridge on the 9th Line. The main contents include the analysis of the bridge structure, the visual inspection results of the anchor ends, the results of IBIS(Image By Interferometric Survey) scanning, and According to the relevant inspection results, the monitoring configuration is proposed, and the bridge structure vibration monitoring operation is carried out for the two bridges, and the natural frequency and vibration characteristics of the bridge are obtained.
The main content includes analyzing the bridge structure, measuring the cable strength, planning and setting up monitoring instruments such as accelerometers, thermometers, and discussing the trend of cable force and frequency changes, and then assessing the structural safety of the bridge and reducing the probability of future bridge hazards. . In addition, this research uses long-range microwave radar scanning and micro-variable sensing radar scanning to perform cable displacement analysis to calibrate the numerical model of structural analysis to compare information such as cable monitoring results, cable strength measurement results, etc. This research adds the main girder acceleration gauge evaluates the vibration frequency of the main structure of the bridge, so as to fully grasp the structural safety of Lizejian Bridge and Liwu Bridge.
The monitoring results data show that the bridge's numerical model can be established based on the structure size and material parameters recorded in the original as-built drawing of the bridge, and then through modal analysis and monitoring data analysis, the main monitoring frequency of the bridge can be effectively compared. In this way, the change of the sling cable force can be calculated in real time from the monitoring data. Finally, through the real-time bridge safety monitoring system, personal computers or smart phones, etc., remotely log in to the monitoring platform to obtain real-time bridge conditions before, during and after typhoons and heavy rain events, providing bridge management units with a basis for assessing bridge safety, which is effective Improve management efficiency and safety of inspection and survey operations to ensure the safety of passersby is the ultimate goal.

摘 要 i
ABSTRACT ii
致謝 iv
目錄 v
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 1
1.3 研究內容與範圍 1
1.4 論文架構及流程圖 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 鋼索監測之發展 4
2.2 鋼索監測相關工法 5
2.3 橋梁目視檢測D.E.R.U文獻 7
2.4 節能減碳及綠色指標 8
2.5 其他相關文獻回顧 8
第三章 橋梁鋼索監測配置方式與流程步驟 12
3.1 監測系統架構 12
3.2 監測儀器規格 12
3.3 監測儀器配置 16
3.4 施工步驟 16
3.5 小結 21
第四章 實際案例分析與探討 23
4.1 鋼橋基本資料 23
4.2 橋梁結構分析 32
4.3 橋梁相關檢測分析 45
4.4 自動化監測管理系統 63
4.5 小結 83
第五章 結論與建議 84
5.1 結論 84
5.2 建議 85
參考文獻 87


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邱郁仁,「橋梁公共工程永續指標符合度之探討-以國道1號五楊段拓寬工程C903標為例」,碩士論文,中央大學營建管理研究所,桃園市(2013)。
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