建立性能可接受標準

棧橋式碼頭形如橋梁，由橋面版、樁基承台、樁基、與擋土設施 組成，此類碼頭在地震中的行為主要受到土壤與結構互制效應之影 響。其破壞型式主要有：地震太強烈使結構本身無法抵抗施加於其上 之慣性力及其他土、水壓力之作用，造成樁基或頂面之破壞，或/和因 擋土設施背填土較軟或液化使得擋土設施向海側移動，產生水平推 力，導致樁基彎矩過大，形成塑性鉸，或/和因地基含有較軟土層，在 地震中發生位移導致基樁破壞。一般棧橋式碼頭的破壞模式如圖 2.6 所示。

(A) 橋面板慣性力作用破壞 (B)擋土設施水平慣性力破壞

(C)基底土壤流失破壞

圖 2.6 棧橋式碼頭之破壞模式

在過去的震害中發現，以原設計規範設計之 RC 斜樁棧橋式碼頭雖 然可以有效抵抗水平側向力，但相較於直樁棧橋式碼頭，其剛性較大，

震害案例中斜樁有較多應力集中造成斜樁剪力破壞現象，由於 RC 樁彎 矩破壞較易修復，因此若要採用 RC 樁，最好用直樁，使結構發生彎曲 破壞而非剪力破壞，或者採用其他消能減震技術來提高消能能力，如 在樁帽設計容易置換的消能裝置，其強度可抵抗常時載重及等級 I 地震 力，但大地震時則允許其降伏消能。另外地震發生頻繁之日本多採用 韌性較佳的鋼管樁。

考量碼頭運作之可行性，此類碼頭之破壞參數應以：應力(包括基 盤面上下樁基部分、橋面版與樁基承台、連接擋土設施之橋梁)、位移(包 括樁基、橋面版與樁基承台之沉陷量、傾斜角與位移量，橋面版與擋

土設施在岸肩部分之沉陷差、岸肩傾斜角、連接擋土設施之橋梁變位 等)，或位移韌性比等表示。如圖 2.7 所示。

水平位移 沉陷量 沉陷差

傾斜角 版應力

橋梁 沉降差 應力

擋土牆變位控制 同重力式碼頭

土壤滑移 引致基樁破壞 之潛勢 軟土層 樁身應力

樁帽應力

圖 2.7 棧橋式碼頭之性能參數

資料來源：INA 2001 ^[11]

為使棧橋式碼頭在震後具有較佳的修復性，國際航海協會建議設 計者在設計時應掌握棧橋結構的破壞次序，其順序為樁帽、樁頂、橋 面版及被埋入土層之樁身，然而本研究鑒於樁帽與樁頂位置甚近，雖 樁帽斷面強度高於樁頂處，但樁帽卻又位於樁頂上方，依據彎矩梯度 之觀念很難判定何者會先發生降伏，且兩者皆位於結構易於修復之 處，因此本研究建議修改為樁帽與樁頂同列於第一破壞順位，其理想 的各部位破壞次序條列如下：

1. 樁帽(樁-版接頭處)或樁頂(樁帽下方)。

2. 埋入土層之樁身。

3. 橋面版。

(3)版降伏

N/A 為「Not Applicable」，設計時不予檢核。

針對棧橋結構之服務性與修復性，以構材受力之應變量來判斷其 是否可修復是最直觀可信的方法，為滿足棧橋式碼頭的修復性，以及 避免強震後崩塌，則設計時必須對於結構韌性及桿件材料應變作合理 限制，因此對 RC 棧橋式碼頭樁基之性能，可如同 RC 橋柱採用混凝土 或鋼筋之應變來表示(Priestley et al. 1996)，另外鋼管樁亦同。本研究建 議可參照 INA 規範之規定，例如 INA 2001 指出若採用簡便分析方法計 算結構之動態反應，在超越機率較高之等級一地震力作用下，混凝土 表面不脫落，考量混凝土圍束效應，斷面邊緣混凝土最大應變不超過 0.004、鋼筋拉應變不超過 0.01；在超越機率較低之等級二地震力作用 下，破壞得以控制，對於塑性鉸出現在樁頂與下部埋設處之兩情形，

表 2-7 棧橋式碼頭第 I、II 及性能等級之材料應變上限值

資料來源：INA 2001 ^[11], (Ferritto et al., 1999; with modification)

綜上所述，各類碼頭之各等級性能可以經由與其破壞相關的各種