橋墩沖刷效應之等效作用力試驗研究

頻繁颱洪災害造成沖刷成為跨河橋梁破壞之主因之一。雖然沖刷現象在水利工程領域已研究多年，但針對沖刷效應對橋梁安全性之影響及橋梁設計程序仍有許多待探討研究和定義之處。現行橋梁設計規範雖有考量沖刷效應對橋梁之影響，但係採檢核安全性的觀點而並非直接以橋梁結構性影響因素進行設計，此乃因沖刷效應為造成土壤或地況條件改變，直接降低橋梁結構束制之承載力而非由外加載重考量之故。本研究探討一種創新之想法，將沖刷效應轉換為等效之沖刷作用力載重，觀念上將土壤承載力折減轉換為載重效應施加於結構上。為了探討此方法對於沖刷深度對土壤承載力之影響，本研究進行一系列之縮尺單樁模型於砂土中之側向承載力實驗，藉由控制覆土深度及土壤性質建立沖刷深度與土壤側向承載力之關係。本研究驗證此方法將沖刷深度轉換為等效沖刷作用力之可行性，可利用預估之沖刷深度計算相對應之等效沖刷作用力以進行橋梁設計。欲將沖刷效應轉換為等效沖刷作用力之概念與實際工程規範結合則縮尺效應對於此轉換關係之影響仍需在未來探討與研究。