混凝土橋梁現地實驗與性能評估

本研究蒐集國內外相關評估橋梁性能之儀器檢測方法，同時選出損傷相較嚴重之三座混凝土橋梁，經現地目視檢查橋梁現況，選定適當非破壞性檢測項目，進行非破壞性檢測與載重試驗，再利用非破壞性檢測結果建立有限元素數值模型，數值分析結果與載重試驗結果相比較，並進行數值模型之參數調校。由於影響橋梁力學行為之因素包含構件尺寸、斷面性質與材料性質，以前述三座橋梁為例：構件尺寸與斷面性質已可由竣工圖與非破壞性檢測獲得充分資料，考量鋼筋材料性質變異性不大，惟混凝土因屬非均質材料，材料變異性大，因此本研究主要針對混凝土彈性模數進行調校。調校結果顯示，採用混凝土設計規範建議之公式，調整混凝土構件之撓曲剛度，使得數值模型分析結果與現地載重試驗之撓曲變位及微振量測之自然振動頻率相當吻合。確認數值分析模型之準確性後，即可進行評估橋梁結構之承載能力，計算控制斷面之標稱強度。公路橋梁採用美國AASHTO制定之橋梁承載力評估公式，即RF值；鐵路橋梁則採用美國AREMA訂定之橋梁承載力評估RF公式，包含標準係數LFN及最大係數LFM，分別評估大梁彎矩與剪力之承載能力。經計算，三座混凝土橋梁彎矩與剪力之RF值均大於1，且剪力RF值均大於彎矩RF值，顯示目前橋梁承載能力仍符合活載重使用需求。