未來展望

第五章結論與未來展望

5.2 未來展望

1. 從整合型計畫一系列的試驗結果與本文所估算的磨擦係數值，可以發現皆高於規範所建議的橡膠支承墊磨擦係數值，未來可將支承墊放在符合橋梁實際施工情況的滑動界面來進行磨擦係數試驗，以檢討現行規範所建議的磨擦係數值是否偏不保守。

2. 從單跨橋梁之擬動態試驗與振動台試驗的結果可以發現，橋梁試體的週期在前後兩次試驗是不相同的，但試驗數據顯示橋柱的勁度並無改變；因此，造成週期延長的原因，可能與試驗技術以及施工品質有關，這部分還有待後續作進一步探究。

3. 在橋面版的位移反應模擬方面，會出現跟試驗結果不相符的永久位移，此部分仍有改進的空間；若是在分析模型中考慮速度與磨擦係數的關係，適當地設定靜態與動態磨擦係數值，或許在位移模擬方面會有更佳的分析結果。

4. 目前的量測設備仍無法提供足夠的資訊去判斷支承滑動的時機與支承開始滑動時的剪力變形量；在下一階段的橋梁試驗中，對於支承在試驗過程中的剪力變形量與滑動量，應規劃量測之方式，並研究支承發生滑動時之判斷準則。

5. 在本文中並未考慮垂直地震力對橋梁反應的影響，假如有考慮的話，則橋面版與支承就有可能在強震下發生分離，而因支承抬起所造成的磨擦力降低與防落長度增加等現象，有必要進行研究。

6. 有關含橡膠支承之直橋在地震下的行為已有初步之瞭解，針對國內

含橡膠支承之斜橋，其在支承滑動後的反應目前的研究成果並不多，因此

後續應進行含功能性支承的斜橋研究。

參考文獻

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表 1.1 集集地震中支承損壞與下部結構損壞關係

表 2.1 Lindley 理論－橡膠硬度與彈性常數之關係表

橡膠硬度

IRHD±2

彈性模數 E (N/cm²)

剪力模數 G (N/cm²)

修正因子 k

30 92 30 0.93 35 118 37 0.89 40 150 45 0.85 45 180 54 0.80 50 220 64 0.73 55 325 81 0.64 60 445 106 0.57 65 585 137 0.54 70 735 173 0.53 75 940 222 0.52

表 2.2 民國 84 年公路橋梁耐震設計規範建議之活動支承磨擦係數

支承類型滾承

搖動支承 TFE 板支承滑板支承鑄鋼線支承合成橡膠

支承墊

磨擦係數 0.05 0.10 0.15 0.25 0.15

表 3.1 縮尺參數表

參數模型/原型

長度 L λ_L

慣性矩 I

λ

_L⁴

頻率 n

λ

時間 T λ_L

密度ρ，應力σ，應變ε，彈性模數 E，加速度 A 1

面積 A，質量 M，力量 F

λ

_L²

表 3.2 橋梁原型和縮尺模型的尺寸關係

Prototype Model(理論值)

跨度(m) 30 4.4 (4)

橋面淨寬(m) 9 1.75 (1.2)

橋柱高(m) 11 1.47 (1.47)

帽梁斷面(m×m) 8.5×2 1.13×0.27 (1.13×0.27)

上部結構總重(tonf) 516 10.365 (9.173)

下部結構總重(tonf) 289.78 0.667 (5.15)

表 3.3 擬動態試驗測試項目

測試項目歷時間隔(sec) 歷時長度(sec) PGA (gal)

EL200 RB w/o Bar 0.005 15 196

EL500 RB w/o Bar 0.005 15 509

EL700 PTFE w/o Bar 0.005 15 746

EL700 PTFE w/ Bar 0.005 15 696

表 3.4 在兩種試驗方式下柱底最大應變之比較

試驗組別 EL200 RB

w/o Bar

EL500 RB w/o Bar

EL700 PTFE w/o Bar

EL700 PTFE w/ Bar

支承類型 RB RB RB PTFE RB PTFE

擬動態試驗

最大應變(μ) 182 348 406 299 307 825

振動台試驗

最大應變(μ) 279 652 724 524 671 517

支承類型為 RB 代表橋柱帽梁上放置的是 RB 支承墊，

PTFE 代表橋柱帽梁上放置的是 PTFE 支承墊。

表 3.5 在兩種試驗方式下柱底最大剪力之比較

試驗組別 EL200 RB

w/o Bar

EL500 RB w/o Bar

EL700 PTFE w/o Bar

EL700 PTFE w/ Bar

支承類型 RB RB RB PTFE RB PTFE

擬動態試驗

最大剪力(kN) 7.6 14.5 16.9 12.5 12.8 34.4

振動台試驗

最大剪力(kN) 11.6 27.2 30.2 21.9 28.0 21.6

支承類型為 RB 代表橋柱帽梁上放置的是 RB 支承墊，

PTFE 代表橋柱帽梁上放置的是 PTFE 支承墊。

表 3.6 橋梁分析模型中所設定之參數

試驗組別 EL200 RB

w/o Bar

EL500 RB w/o Bar

EL700 PTFE w/o Bar

EL700 PTFE w/ Bar 比較的試驗

類型*

Pseudo Dynamic

Shaking Table

Pseudo Dynamic

Shaking Table

表 4.1 橋梁原型和縮尺模型的尺寸關係

Prototype Model(理論值)

跨度(m) 20 2.5 (2.67)

橋面淨寬(m) 12 2.4 (1.6)

橋柱高(m) 7.1 0.94 (0.947)

帽梁深(m) 1.8 0.24 (0.24)

上部結構總重(tonf) 939 23.32 (16.69)

下部結構總重(tonf) 480.66 1.67 (8.545)

表 4.2 地震歷時規劃表

地震歷時 EL Centro KOBE TCU068

X 向輸入最小 PGA (gal) 100 100 100

X 向輸入最大 PGA (gal) 700 600 700

X 向每次增量 PGA (gal) 100 100 100

Y 向輸入最小 PGA (gal) 50 50 50

Y 向輸入最小 PGA (gal) 300 300 200

Y 向每次增量 PGA (gal) 50 50 50

表 4.3 六組試驗組別之支承磨擦係數

地震歷時 RB 支承墊

磨擦係數

PTFE 支承墊磨擦係數

EL Centro X 向 RB 組 0.45 －

EL Centro X 向 PTFE 組 0.35 0.3

KOBE X 向 RB 組 0.35 －

KOBE X 向 PTFE 組 0.3 0.3

TCU068 X 向 RB 組 0.35 －

TCU068 X 向 PTFE 組 0.3 0.2

圖 1.1 損傷橋梁百分比 [ 張國鎮， 1999]

圖 1.2 橋梁破壞種類比例圖 [ 張國鎮， 1999]

車籠埔斷層

圖

1.4

橋梁功能性支承系統耐震性能設計與補強方法之研究

RUBBER COVER

RUBBER LAYER REINFORCEMENT

圖 2.1 合成橡膠支承墊示意圖

t t_s

Rubber Layer Rubber Layer Rubber Layer Steel Shim Plate

Steel Shim Plate

圖 2.2 橡膠支承墊平面尺寸示意圖 z

t x y

α α

圖 2.3 橡膠支承墊端部旋轉示意圖

圖 2.4 磨擦機制模型 [Bowden, F.P. and Tabor, D. ， 1954]

圖 2.5 滑動隔震支承典型遲滯迴圈 [M. Higashino et al ， 2003]

圖 2.6 不同磨擦界面對於磨擦係數的影響 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.7(a) 動磨擦係數與壓應力的關係 [M. Higashino et al ， 2003]

圖 2.7(b) 動磨擦係數與速度的關係 [M. Higashino et al ， 2003]

圖 2.8(a) 在第 1 循環之磨擦遲滯迴圈 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.8(b) 在第 15 循環之磨擦遲滯迴圈 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.9 磨擦係數與試驗循環數之關係 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.10(a) 在無收縮水泥砂漿面上，初始循環最大磨擦係數與速度之關係

圖 2.10(b) 在混凝土界面上，初始循環最大磨擦係數與速度之關係

圖 2.10(c) 在鋼板界面上，初始循環最大磨擦係數與速度之關係

圖 2.11 橡膠磨擦試驗典型的磨擦力軌跡圖 [ISO 15113 ， 2005]

圖 2.12(a) RB 支承墊磨擦係數與滑動距離之關係

[ 陳皇嘉， 2005]

圖 2.12(b) PTFE 支承墊磨擦係數與滑動距離之關係

[ 陳皇嘉， 2005]

圖 2.13 玻璃轉變溫度對磨擦曲線的影響圖 [ISO 15113 ， 2005]

圖

3.1

擬動態試驗流程圖

[

王孔君，

1997]

圖 3.2 縮尺橋梁試體之正視圖 [ 陳皇嘉， 2005]

圖 3.3 縮尺橋梁試體之側視圖 [ 陳皇嘉， 2005]

圖 3.4 擬動態試驗裝置與量測儀器配置圖

圖 3.5 EL700 PTFE w/o Bar 配置圖

圖 3.6 EL700 PTFE w/ Bar 配置圖

圖 3.7(a) 振動台試驗識別結果 [ 陳皇嘉， 2005]

圖 3.7(b) 擬動態試驗識別結果

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-1.5

Acceleration (g)

EL Centro Acceleration Time History

圖 3.8(a) EL Centro 加速度歷時（正規化至 1g ）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

EL Centro Response Spectrum For 5% Damping

Period = 0.286 sec Period = 0.365 sec

圖 3.8(b) EL Centro 加速度反應譜

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

EL Centro Response Spectrum For 5% Damping

Period = 0.286 sec Period = 0.365 sec

圖 3.8(c) EL Centro 位移反應譜

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-6 -3 0 3 6

Displacement (mm)

EL200 RB w/o Bar -

Displacement Time History of Actuator

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -15

Restoring Force (kN)

EL200 RB w/o Bar -

Restoring Force Time History of Actuator

圖 3.9(a) EL200 RB w/o Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.9(b) EL200 RB w/o Bar 之千斤頂回復力歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -200

-100 0 100 200

Strain (m)

Left Column Right Column

EL200 RB w/o Bar - Column Strain Comparison

圖 3.9(c) EL200 RB w/o Bar 之柱底應變歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -2

-1 0 1 2

Displacement (mm) Left Cap Beam

Right Cap Beam

EL200 RB w/o Bar - Cap Beam Displacement Comparison

圖 3.9(d) EL200 RB w/o Bar 之柱頂位移歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-8 -4 0 4 8

Displacement (mm) CapBeam Displ

Deck Displ

EL200 RB w/o Bar - Displacement Comparison

圖 3.9(e) EL200 RB w/o Bar 之橋面版與柱頂位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -4

-2 0 2 4

Displacement (mm) Left Bearing

Right Bearing

EL200 RB w/o Bar - Bearing Relative Displacement

圖 3.9(f) EL200 RB w/o Bar 之支承相對位移歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-20 -10 0 10 20

Displacement (mm)

EL500 RB w/o Bar -

Displacement Time History of Actuator

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

Restoring Force (kN)

EL500 RB w/o Bar -

Restoring Force Time History of Actuator

圖 3.10(a) EL500 RB w/o Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.10(b) EL500 RB w/o Bar 之千斤頂回復力歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -400

-200 0 200 400

Strain (m)

Left Column Right Column

EL500 RB w/o Bar - Column Strain Comparison

圖 3.10(c) EL500 RB w/o Bar 之柱底應變歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Displacement (mm) Left Cap Beam

Right Cap Beam

EL500 RB w/o Bar - Cap Beam Displacement Comparison

圖 3.10(d) EL500 RB w/o Bar 之柱頂位移歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-20 -10 0 10 20

Displacement (mm) CapBeam Displ

Deck Displ

EL500 RB w/o Bar - Displacement Comparison

圖 3.10(e) EL500 RB w/o Bar 之橋面版與柱頂位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -20

-10 0 10 20

Displacement (mm) Left Bearing

Right Bearing

EL500 RB w/o Bar - Bearing Relative Displacement

圖 3.10(f) EL500 RB w/o Bar 之支承相對位移歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-80 -40 0 40 80

Displacement (mm)

EL700 PTFE w/o Bar -

Displacement Time History of Actuator

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

Restoring Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar -

Restoring Force Time History of Actuator

圖 3.11(a) EL700 PTFE w/o Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.11(b) EL700 PTFE w/o Bar 之千斤頂回復力歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -600

-300 0 300 600

Strain (m)

Left Column Right Column

EL700 PTFE w/o Bar - Column Strain Comparison

圖 3.11(c) EL700 PTFE w/o Bar 之柱底應變歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Displacement (mm) Left Cap Beam

Right Cap Beam

EL700 PTFE w/o Bar - Cap Beam Displacement Comparison

圖 3.11(d) EL700 PTFE w/o Bar 之柱頂位移歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-80 -60 -40 -20 0 20

Displacement (mm)

CapBeam Displ Deck Displ

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparison

圖 3.11(e) EL700 PTFE w/o Bar 之橋面版與柱頂位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -80

-60 -40 -20 0 20

Displacement (mm)

PTFE Bearing RB Bearing

EL700 PTFE w/o Bar - Bearing Relative Displacement

圖 3.11(f) EL700 PTFE w/o Bar 之支承相對位移歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Displacement (mm)

EL700 PTFE w/ Bar -

Displacement Time History of Actuator

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Restoring Force (kN)

EL700 PTFE w/ Bar -

Restoring Force Time History of Actuator

圖 3.12(a) EL700 PTFE w/ Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.12(b) EL700 PTFE w/ Bar 之千斤頂回復力歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -900

-450 0 450 900

Strain (m)

Left Column Right Column

EL700 PTFE w/ Bar - Column Strain Comparison

圖 3.12(c) EL700 PTFE w/ Bar 之柱底應變歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -12

-6 0 6 12

Displacement (mm) Left Cap Beam

Right Cap Beam

EL700 PTFE w/ Bar - Cap Beam Displacement Comparison

圖 3.12(d) EL700 PTFE w/ Bar 之柱頂位移歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-40 -20 0 20

Displacement (mm) CapBeam Displ

Deck Displ

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparison

圖 3.12(e) EL700 PTFE w/ Bar 之橋面版與柱頂位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20

Displacement (mm) ^{RB Bearing}PTFE Bearing

EL700 PTFE w/ Bar - Bearing Relative Displacement

圖 3.12(f) EL700 PTFE w/ Bar 之支承相對位移歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30000

-20000 -10000 0 10000

Strain (m)

Right Steel Bar

EL700 PTFE w/ Bar - Steel Bar Strain

圖 3.12(g) EL700 PTFE w/ Bar 之止震鋼棒應變歷時圖

圖 3.13 擬動態試驗之力量傳遞路徑

圖 3.14 振動台試驗之力量傳遞路徑

-4 -2 0 2 4 Displacement (mm)

-20 -10 0 10 20

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Left Column in Pseudo Dynamic Test

Y = 3.945 X - 0.584

-4 -2 0 2 4

Displacement (mm) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Right Column in Pseudo Dynamic Test

Y = 3.444 X - 0.889

Displacement (mm) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Left Bearing in Pseudo Dynamic Test

Y = 1.157 X + 0.994

-20 -10 0 10 20

Displacement (mm) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Right Bearing in Pseudo Dynamic Test

Y = 1.117 X + 0.047

圖 3.15(c) EL500 RB w/o Bar 在擬動態試驗中之左側支承遲滯迴圈

圖 3.15(d) EL500 RB w/o Bar 在擬動

態試驗中之右側支承遲滯迴圈

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-20 -10 0 10 20

Force (kN)

S2 1/2 Fr Column Fs Bearing Fs

EL500 RB w/o Bar - Left Force Comparison in Pseudo Dynamic Test

圖 3.15(e) EL500 RB w/o Bar 在擬動態試驗中之橋梁左側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

S5 1/2 Fr Column Fs Bearing Fs

EL500 RB w/o Bar - Right Force Comparison in Pseudo Dynamic Test

圖 3.15(f) EL500 RB w/o Bar 在擬動態試驗中之橋梁右側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

S2+S5 Fr Column Fs Bearing Fs

EL500 RB w/o Bar - Total Force Comparison in Pseudo Dynamic Test

圖 3.15(g) EL500 RB w/o Bar 在擬動態試驗中之橋梁整體力量比較

-4 -2 0 2 4 Displacement (mm)

-12 -6 0 6 12

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of Left Column in Pseudo Dynamic Test

Y = 3.634 X + 2.673

-6 -3 0 3 6

Displacement (mm) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of Right Column in Pseudo Dynamic Test

Y = 3.143 X + 1.957

Displacement (mm) -12

-6 0 6 12

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of PTFE Bearing in Pseudo Dynamic Test

Y = 0.777 X - 0.530

-80 -60 -40 -20 0 20

Displacement (mm) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of RB Bearing in Pseudo Dynamic Test

Y = 1.126 X + 0.125

圖 3.16(c) EL700 PTFE w/o Bar 在擬動態試驗中之左側支承遲滯迴圈

圖 3.16(d) EL700 PTFE w/o Bar 在擬動

態試驗中之右側支承遲滯迴圈

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-20 -10 0 10 20

Force (kN)

S2 1/2 Fr Column Fs

EL700 PTFE w/o Bar - Left Force Comparison in Pseudo Dynamic Test

圖 3.16(e) EL700 PTFE w/o Bar 在擬動態試驗中之橋梁左側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

S5 1/2 Fr Column Fs

EL700 PTFE w/o Bar - Right Force Comparison in Pseudo Dynamic Test

圖 3.16(f) EL700 PTFE w/o Bar 在擬動態試驗中之橋梁右側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

Force (kN)

S2+S5 Fr Column Fs

EL700 PTFE w/o Bar - Total Force Comparison in Pseudo Dynamic Test

圖 3.16(g) EL700 PTFE w/o Bar 在擬動態試驗中之橋梁整體力量比較

-8 -4 0 4 8 Displacement (mm)

-30

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Left Column in Shaking Table Test

Y = 3.791 X - 0.219

-8 -4 0 4 8

Displacement (mm) -30

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Right Column in Shaking Table Test

Y = 4.094 X - 0.620

Displacement (mm) -30

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Left Bearing in Shaking Table Test

Y = 1.363 X + 0.250

-20 -10 0 10 20

Displacement (mm) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

EL500 RB w/o Bar - Hysteretic Loop of Right Bearing in Shaking Table Test

Y = 1.506 X - 0.248

圖 3.17(c) EL500 RB w/o Bar 在振動台試驗中之左側支承遲滯迴圈

圖 3.17(d) EL500 RB w/o Bar 在振動

台試驗中之右側支承遲滯迴圈

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-30 -15 0 15 30

Force (kN)

S15 1/2 FI Column Fs

EL500 RB w/o Bar - Left Force Comparison in Shaking Table Test

圖 3.17(e) EL500 RB w/o Bar 在振動台試驗中之橋梁左側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

-15 0 15 30

Force (kN)

S7 1/2 FI Column Fs

EL500 RB w/o Bar - Right Force Comparison in Shaking Table Test

圖 3.17(f) EL500 RB w/o Bar 在振動台試驗中之橋梁右側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -60

-30 0 30 60

Force (kN)

S15+S7 FI Column Fs

EL500 RB w/o Bar - Total Force Comparison in Shaking Table Test

圖 3.17(g) EL500 RB w/o Bar 在振動台試驗中之橋梁整體力量比較

-8 -4 0 4 8 Displacement (mm)

-30 -15 0 15 30

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of Left Column in Shaking Table Test

Y = 3.322 X - 0.851

-8 -4 0 4 8

Displacement (mm) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of Right Column in Shaking Table Test

Y = 3.945 X + 0.735

Displacement (mm) -30

-15 0 15 30

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of PTFE Bearing in Shaking Table Test

-20 -10 0 10 20 30

Displacement (mm) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

EL700 PTFE w/o Bar - Hysteretic Loop of RB Bearing in Shaking Table Test

圖 3.18(c) EL700 PTFE w/o Bar 在振動台試驗中之左側支承遲滯迴圈

圖 3.18(d) EL700 PTFE w/o Bar 在振動

台試驗中之右側支承遲滯迴圈

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Force (kN)

S15 Left FI Column Fs

EL700 PTFE w/o Bar - Left Force Comparison in Shaking Table Test

圖 3.18(e) EL700 PTFE w/o Bar 在振動台試驗中之橋梁左側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

S7 Right FI Column Fs

EL700 PTFE w/o Bar - Right Force Comparison in Shaking Table Test

圖 3.18(f) EL700 PTFE w/o Bar 在振動台試驗中之橋梁右側力量比較

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -60

-30 0 30 60

Force (kN)

S15+S7 Total FI Column Fs

EL700 PTFE w/o Bar - Total Force Comparison in Shaking Table Test

圖 3.18(g) EL700 PTFE w/o Bar 在振動台試驗中之橋梁整體力量比較

圖 3.19 橋梁分析模型示意圖 [ 劉光晏， 2006]

G.L

gray line: rigid link red line: bearing red point: plastic hi

black line: elastic beam-column mass and weight

of superstructure mass and weight of cap beam

simple supported

expansion

圖 3.20 磨擦單擺元素 [SAP2000 ， 2005]

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

Normal Load = 50.8 kN EL700 PTFE w/o Bar - RB Bearing Shear Force Time History in Pseudo Dynamic Test

圖 3.21(a) EL700 PTFE w/o Bar 在擬動態試驗中之 RB 支承墊剪力歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -20

-10 0 10 20

Force (kN)

Normal Load = 50.8 kN EL700 PTFE w/o Bar - PTFE Bearing Shear Force Time History in Pseudo Dynamic Test

圖 3.21(b) EL700 PTFE w/o Bar 在擬動態試驗中之 PTFE 支承墊剪力歷時圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-30 -15 0 15 30

Force (kN)

Normal Load = 50.8 kN EL700 PTFE w/o Bar - RB Bearing Shear Force Time History in Shaking Table Test

圖 3.22(a) EL700 PTFE w/o Bar 在振動台試驗中之 RB 支承墊剪力歷時圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

-15 0 15 30

Force (kN)

Normal Load = 50.8 kN EL700 PTFE w/o Bar - PTFE Bearing Shear Force Time History in Shaking Table Test

圖 3.22(b) EL700 PTFE w/o Bar 在振動台試驗中之 PTFE 支承墊剪力歷時圖

(a) Plastic-wen (b) Gap (c) Hook

圖 3.24(a) 橋梁分析模型

圖 3.24(b) 實體化橋梁分析模型

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-2 -1 0 1 2

Acceleration (m/s2)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL200 RB w/o Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.25(a) EL200 RB w/o Bar 之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -8

-4 0 4 8

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL200 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.25(b) EL200 RB w/o Bar 之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -3

-1.5 0 1.5 3

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL200 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.25(c) EL200 RB w/o Bar 之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-3 -1.5 0 1.5 3

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL200 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.25(d) EL200 RB w/o Bar 之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL200 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Left Bearing

圖 3.25(e) EL200 RB w/o Bar 之左側支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL200 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Right Bearing

圖 3.25(f) EL200 RB w/o Bar 之右側支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-6 -3 0 3 6

Acceleration (m/s2)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL500 RB w/o Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.26(a) EL500 RB w/o Bar 之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

-15 0 15 30

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL500 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.26(b) EL500 RB w/o Bar 之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -8

-4 0 4 8

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL500 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.26(c) EL500 RB w/o Bar 之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-8 -4 0 4 8

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL500 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.26(d) EL500 RB w/o Bar 之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

-15 0 15 30

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL500 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Left Bearing

圖 3.26(e) EL500 RB w/o Bar 之左側支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -30

-15 0 15 30

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test Analytical Result

EL500 RB w/o Bar - Displacement Comparisons of Right Bearing

圖 3.26(f) EL500 RB w/o Bar 之右側支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-4 -2 0 2 4

Acceleration (m/s2)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/o Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.27(a) EL700 PTFE w/o Bar 兩種試驗方式之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -4

-2 0 2 4

Acceleration (m/s2)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/o Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.27(b) EL700 PTFE w/o Bar 與擬動態試驗之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -4

-2 0 2 4

Acceleration (m/s2)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/o Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.27(c) EL700 PTFE w/o Bar 與振動台試驗之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-80 -40 0 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.27(d) EL700 PTFE w/o Bar 兩種試驗方式之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -80

-40 0 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.27(e) EL700 PTFE w/o Bar 與擬動態試驗之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -80

-40 0 40

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.27(f) EL700 PTFE w/o Bar 與振動台試驗之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-8 -4 0 4 8

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.27(g) EL700 PTFE w/o Bar 兩種試驗方式之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -4

-2 0 2 4

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.27(h) EL700 PTFE w/o Bar 與擬動態試驗之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -8

-4 0 4 8

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.27(i) EL700 PTFE w/o Bar 與振動台試驗之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-8 -4 0 4 8

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.27(j) EL700 PTFE w/o Bar 兩種試驗方式之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -8

-4 0 4 8

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.27(k) EL700 PTFE w/o Bar 與擬動態試驗之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -8

-4 0 4 8

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.27(l) EL700 PTFE w/o Bar 與振動台試驗之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-80 -40 0 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of RB Bearing

圖 3.27(m) EL700 PTFE w/o Bar 兩種試驗方式之 RB 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -80

-40 0 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of RB Bearing

圖 3.27(n) EL700 PTFE w/o Bar 與擬動態試驗之 RB 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -80

-40 0 40

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of RB Bearing

圖 3.27(o) EL700 PTFE w/o Bar 與振動台試驗之 RB 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-80 -40 0 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of PTFE Bearing

圖 3.27(p) EL700 PTFE w/o Bar 兩種試驗方式之 PTFE 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -80

-40 0 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of PTFE Bearing

圖 3.27(q) EL700 PTFE w/o Bar 與擬動態試驗之 PTFE 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -80

-40 0 40

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/o Bar - Displacement Comparisons of PTFE Bearing

圖 3.27(r) EL700 PTFE w/o Bar 與振動台試驗之 PTFE 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-6 -3 0 3 6

Acceleration (m/s2)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/ Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.28(a) EL700 PTFE w/ Bar 兩種試驗方式之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Acceleration (m/s2)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/ Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.28(b) EL700 PTFE w/ Bar 與擬動態試驗之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Acceleration (m/s2)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/ Bar - Acceleration Comparisons of Deck

圖 3.28(c) EL700 PTFE w/ Bar 與振動台試驗之橋面版加速度歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.28(d) EL700 PTFE w/ Bar 兩種試驗方式之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.28(e) EL700 PTFE w/ Bar 與擬動態試驗之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Deck

圖 3.28(f) EL700 PTFE w/ Bar 與振動台試驗之橋面版位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-6 -3 0 3 6

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.28(g) EL700 PTFE w/ Bar 兩種試驗方式之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.28(h) EL700 PTFE w/ Bar 與擬動態試驗之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -6

-3 0 3 6

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Left Cap Beam

圖 3.28(i) EL700 PTFE w/ Bar 與振動台試驗之左側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-12 -6 0 6

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.28(j) EL700 PTFE w/ Bar 兩種試驗方式之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -12

-6 0 6

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.28(k) EL700 PTFE w/ Bar 與擬動態試驗之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -12

-6 0 6

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of Right Cap Beam

圖 3.28(l) EL700 PTFE w/ Bar 與振動台試驗之右側帽梁位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of RB Bearing

圖 3.28(m) EL700 PTFE w/ Bar 兩種試驗方式之 RB 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of RB Bearing

圖 3.28(n) EL700 PTFE w/ Bar 與擬動態試驗之 RB 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of RB Bearing

圖 3.28(o) EL700 PTFE w/ Bar 與振動台試驗之 RB 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Shaking Table Test

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of PTFE Bearing

圖 3.28(p) EL700 PTFE w/ Bar 兩種試驗方式之 PTFE 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Displacement (mm)

Pseudo Dynamic Test Neglect the reduction of E Consider the reduction of E

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of PTFE Bearing

圖 3.28(q) EL700 PTFE w/ Bar 與擬動態試驗之 PTFE 支承位移歷時比較圖

0 3 6 9 12 15

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Displacement (mm)

Shaking Table Test Neglect the variation of V Consider the variation of V

EL700 PTFE w/ Bar - Displacement Comparisons of PTFE Bearing

圖 3.28(r) EL700 PTFE w/ Bar 與振動台試驗之 PTFE 支承位移歷時比較圖

圖 4.1 橋梁工程標準圖－上部結構設計圖 [ 台灣省交通處公路局， 1991]

圖 4.3 縮尺橋梁下部結構設計圖 [ 廖垣銓， 2006]

圖 4.4 縮尺橋梁上部結構設計圖 [ 廖垣銓， 2006]

圖 4.5 外加載重配置圖

圖 4.6 橡膠支承墊構造圖

圖 4.7 量測儀器配置前視圖

圖 4.8 量測儀器配置後視圖

圖 4.9 RB 組配置示意圖

圖 4.10 PTFE 組配置示意圖

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Acceleration (g)

EL Centro X-Direction Acceleration Time History

圖 4.11(a) EL Centro X 向加速度歷時（正規化至 1g ）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

1 2 3 4

Sa (g)

EL Centro X-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.11(b) EL Centro X 向加速度反應譜

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

2 4 6 8 10

Sd (cm)

EL Centro X-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.11(c) EL Centro X 向位移反應譜

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-1.5

Acceleration (g)

EL Centro Y-Direction Acceleration Time History

圖 4.12(a) EL Centro Y 向加速度歷時（正規化至 1g ）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

EL Centro Y-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.12(b) EL Centro Y 向加速度反應譜

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

EL Centro Y-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.12(c) EL Centro Y 向位移反應譜

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Acceleration (g)

KOBE X-Direction Acceleration Time History

圖 4.13(a) KOBE X 向加速度歷時（正規化至 1g ）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

1 2 3 4

Sa (g)

KOBE X-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.13(b) KOBE X 向加速度反應譜

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

2 4 6 8

Sd (cm)

KOBE X-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.13(c) KOBE X 向位移反應譜

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Acceleration (g)

KOBE Y-Direction Acceleration Time History

圖 4.14(a) KOBE Y 向加速度歷時（正規化至 1g ）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

1 2 3 4

Sa (g)

KOBE Y-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.14(b) KOBE Y 向加速度反應譜

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

2 4 6 8 10

Sd (cm)

KOBE Y-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.14(c) KOBE Y 向位移反應譜

0 5 10 15 20 25 30 Time (sec)

-1.5

Acceleration (g)

TCU068 X-Direction Acceleration Time History

圖 4.15(a) TCU068 X 向加速度歷時（正規化至 1g ）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

TCU068 X-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.15(b) TCU068 X 向加速度反應譜

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

TCU068 X-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.15(c) TCU068 X 向位移反應譜

0 5 10 15 20 25 30 Time (sec)

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Acceleration (g)

TCU068 Y-Direction Acceleration Time History

圖 4.16(a) TCU068 Y 向加速度歷時（正規化至 1g ）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

1 2 3 4

Sa (g)

TCU068 Y-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.16(b) TCU068 Y 向加速度反應譜

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Time (sec) 0

20 40 60 80 100

Sd (cm)

TCU068 Y-Direction Response Spectrum For 5% Damping

圖 4.16(c) TCU068 Y 向位移反應譜

圖 4.17(a) White Noise X100 南側上部結構識別結果

圖 4.17(b) White Noise X100 北側上部結構識別結果

圖 4.18(a) White Noise Y100 南側上部結構識別結果

圖 4.18(b) White Noise Y100 北側上部結構識別結果

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Ground Accel Cap Beam Accel Deck Accel

EL Centro 100gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons

圖 4.19(a) EL Centro X 向 RB 組之橋梁構件加速度歷時比較（ PGA=0.1g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.6

-0.3 0 0.3 0.6

Acceleration (g)

Ground Accel Cap Beam Accel Deck Accel

EL Centro 400gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons

圖 4.19(b) EL Centro X 向 RB 組之橋梁構件加速度歷時比較（ PGA=0.4g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.8

-0.4 0 0.4 0.8

Acceleration (g)

Ground Accel Cap Beam Accel Deck Accel

EL Centro 700gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons

圖 4.19(c) EL Centro X 向 RB 組之橋梁構件加速度歷時比較（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Ground Accel Cap Beam Accel Deck Accel

EL Centro 100gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons

圖 4.20(a) EL Centro X 向 PTFE 組之橋梁構件加速度歷時比較（ PGA=0.1g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.6

-0.3 0 0.3 0.6

Acceleration (g)

Ground Accel Cap Beam Accel Deck Accel

EL Centro 400gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons

圖 4.20(b) EL Centro X 向 PTFE 組之橋梁構件加速度歷時比較（ PGA=0.4g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.8

-0.4 0 0.4 0.8

Acceleration (g)

Ground Accel Cap Beam Accel Deck Accel

EL Centro 700gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons

圖 4.20(c) EL Centro X 向 PTFE 組之橋梁構件加速度歷時比較（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Force (kN)

EL Centro 700gal X-Direction RB-Group - North Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.21(a) EL Centro X 向 RB 組之北側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

EL Centro 700gal X-Direction RB-Group - South Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.21(b) EL Centro X 向 RB 組之南側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

EL Centro 700gal X-Direction PTFE-Group - North Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.22(a) EL Centro X 向 PTFE 組之北側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Force (kN)

EL Centro 700gal X-Direction PTFE-Group - South Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.22(b) EL Centro X 向 PTFE 組之南側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

KOBE 600gal X-Direction RB-Group - North Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.23(a) KOBE X 向 RB 組之北側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.6g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

KOBE 600gal X-Direction RB-Group - South Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.23(b) KOBE X 向 RB 組之南側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.6g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Force (kN)

KOBE 600gal X-Direction PTFE-Group - North Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.24(a) KOBE X 向 PTFE 組之北側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.6g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

KOBE 600gal X-Direction PTFE-Group - South Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.24(b) KOBE X 向 PTFE 組之南側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.6g ）

0 5 10 15 20 25 30

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

TCU068 700gal X-Direction RB-Group - North Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.25(a) TCU068 X 向 RB 組之北側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

0 5 10 15 20 25 30 Time (sec)

-40 -20 0 20 40

Force (kN)

TCU068 700gal X-Direction RB-Group - South Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.25(b) TCU068 X 向 RB 組之南側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

0 5 10 15 20 25 30

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

TCU068 700gal X-Direction PTFE-Group - North Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.26(a) TCU068 X 向 PTFE 組之北側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

0 5 10 15 20 25 30

Time (sec) -40

-20 0 20 40

Force (kN)

TCU068 700gal X-Direction PTFE-Group - South Bearing Shear Force Time History

Normal Load = 62 kN

圖 4.26(b) TCU068 X 向 PTFE 組之南側支承墊剪力歷時圖（ PGA=0.7g ）

圖 4.27(a) 橋梁分析模型

圖 4.27(b) 實體化橋梁分析模型

0 1 2 3 4 Curvature (1/m)

0

Moment (kN-m)

Moment Curvature of the Interior Column about the X-Axis

Moment Curvature Relation

Moment Curvature Bilinearization

My = 67.67 kN-m

0 1 2 3 4

Curvature (1/m) 0

Moment (kN-m)

Moment Curvature of the Interior Column about the Y-Axis

Moment Curvature Relation

Moment Curvature Bilinearization

My = 82.09 kN-m

圖 4.28(a) 內側橋柱 X 向之彎矩曲率圖圖 4.28(b) 內側橋柱 Y 向之彎矩曲率圖

0 1 2 3 4

Curvature (1/m) 0

Moment (kN-m)

Moment Curvature of the Exterior Column about the X-Axis

Moment Curvature Relation

Moment Curvature Bilinearization

My = 68.26 kN-m

0 1 2 3 4

Curvature (1/m) 0

Moment (kN-m)

Moment Curvature of the Exterior Column about the Y-Axis

Moment Curvature Relation

Moment Curvature Bilinearization

My = 82.81 kN-m

圖 4.28(c) 外側橋柱 X 向之彎矩曲率圖圖 4.28(d) 外側橋柱 Y 向之彎矩曲率圖

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

EL Centro X-Direction RB-Group

圖 4.29(a) EL Centro X 向 RB 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

EL Centro X-Direction PTFE-Group

圖 4.29(b) EL Centro X 向 PTFE 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

KOBE X-Direction RB-Group

圖 4.30(a) KOBE X 向 RB 組之最大柱底剪力圖

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

KOBE X-Direction PTFE-Group

圖 4.30(b) KOBE X 向 PTFE 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

TCU068 X-Direction RB-Group

圖 4.31(a) TCU068 X 向 RB 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

TCU068 X-Direction PTFE-Group

圖 4.31(b) TCU068 X 向 PTFE 組之最大柱底剪力圖

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

EL Centro Y-Direction RB-Group

圖 4.32(a) EL Centro Y 向 RB 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

EL Centro Y-Direction PTFE-Group

圖 4.32(b) EL Centro Y 向 PTFE 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

KOBE Y-Direction RB-Group

圖 4.33(a) KOBE Y 向 RB 組之最大柱底剪力圖

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

KOBE Y-Direction PTFE-Group

圖 4.33(b) KOBE Y 向 PTFE 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

TCU068 Y-Direction RB-Group

圖 4.34(a) TCU068 Y 向 RB 組之最大柱底剪力圖

Force (kN)

Interior Col. Shear Capacity Middle Col. Shear North Col. Shear South Col. Shear

Analytical Interior Col. Shear Analytical Exterior Col. Shear

TCU068 Y-Direction PTFE-Group

圖 4.34(b) TCU068 Y 向 PTFE 組之最大柱底剪力圖

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

EL Centro 100gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.35(a) EL Centro X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.1g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

EL Centro 400gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.35(b) EL Centro X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.4g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.6

-0.3 0 0.3 0.6

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

EL Centro 700gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.35(c) EL Centro X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

EL Centro 100gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.36(a) EL Centro X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.1g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

EL Centro 400gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.36(b) EL Centro X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.4g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

EL Centro 700gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.36(c) EL Centro X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

KOBE 100gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.37(a) KOBE X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.1g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

KOBE 400gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.37(b) KOBE X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.4g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.6

-0.3 0 0.3 0.6

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

KOBE 600gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.37(c) KOBE X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.6g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

KOBE 100gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.38(a) KOBE X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.1g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

KOBE 400gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.38(b) KOBE X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.4g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -0.6

-0.3 0 0.3 0.6

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

KOBE 600gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.38(c) KOBE X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.6g ）

0 5 10 15 20 25 30 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

TCU068 100gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.39(a) TCU068 X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.1g ）

0 5 10 15 20 25 30

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

TCU068 400gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.39(b) TCU068 X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.4g ）

0 5 10 15 20 25 30

Time (sec) -0.6

-0.3 0 0.3 0.6

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

TCU068 700gal X-Direction RB-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.39(c) TCU068 X 向 RB 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.7g ）

0 5 10 15 20 25 30 Time (sec)

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

TCU068 100gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.40(a) TCU068 X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.1g ）

0 5 10 15 20 25 30

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

TCU068 400gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.40(b) TCU068 X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.4g ）

0 5 10 15 20 25 30

Time (sec) -0.4

-0.2 0 0.2 0.4

Acceleration (g)

Test Result Analytical Result

TCU068 700gal X-Direction PTFE-Group - Acceleration Comparisons of Deck

圖 4.40(c) TCU068 X 向 PTFE 組之橋面版加速度歷時比較圖（ PGA=0.7g ）

0 4 8 12 16 20 Time (sec)

-4 -2 0 2 4

Displacement (mm)

Test Result Analytical Result

EL Centro 100gal X-Direction RB-Group - Displacement Comparisons of Deck

圖 4.41(a) EL Centro X 向 RB 組之橋面版位移歷時比較圖（ PGA=0.1g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -12

-6 0 6 12

Displacement (mm)

Test Result Analytical Result

EL Centro 400gal X-Direction RB-Group - Displacement Comparisons of Deck

圖 4.41(b) EL Centro X 向 RB 組之橋面版位移歷時比較圖（ PGA=0.4g ）

0 4 8 12 16 20

Time (sec) -20

-10 0 10 20

Displacement (mm)

Test Result Analytical Result

EL Centro 700gal X-Direction RB-Group - Displacement Comparisons of Deck

在文檔中橋梁功能性支承系統耐震性能設計與評估補強方法之研究－總計畫暨子計畫:位移設計法於橋梁含功能性支承系統耐震性能設計方法之研究(III) (頁 72-169)

第五章 結論與未來展望

5.2 未來展望

5. 在本文中並未考慮垂直地震力對橋梁反應的影響，假如有考慮的 話，則橋面版與支承就有可能在強震下發生分離，而因支承抬起所造成的 磨擦力降低與防落長度增加等現象，有必要進行研究。

6. 有關含橡膠支承之直橋在地震下的行為已有初步之瞭解，針對國內

含橡膠支承之斜橋，其在支承滑動後的反應目前的研究成果並不多，因此

後續應進行含功能性支承的斜橋研究。

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表 1.1 集集地震中支承損壞與下部結構損壞關係

表 2.1 Lindley 理論－橡膠硬度與彈性常數之關係表

表 2.2 民國 84 年公路橋梁耐震設計規範建議之活動支承磨擦係數

表 3.1 縮尺參數表

λ

λ

λ

表 3.2 橋梁原型和縮尺模型的尺寸關係

表 3.3 擬動態試驗測試項目

表 3.4 在兩種試驗方式下柱底最大應變之比較

表 3.5 在兩種試驗方式下柱底最大剪力之比較

表 3.6 橋梁分析模型中所設定之參數

表 4.1 橋梁原型和縮尺模型的尺寸關係

表 4.2 地震歷時規劃表

表 4.3 六組試驗組別之支承磨擦係數

圖 1.1 損傷橋梁百分比 [ 張國鎮， 1999]

圖 1.2 橋梁破壞種類比例圖 [ 張國鎮， 1999]

1.4

RUBBER COVER

RUBBER LAYER REINFORCEMENT

圖 2.1 合成橡膠支承墊示意圖

圖 2.2 橡膠支承墊平面尺寸示意圖 z

t x y

圖 2.3 橡膠支承墊端部旋轉示意圖

圖 2.4 磨擦機制模型 [Bowden, F.P. and Tabor, D. ， 1954]

圖 2.5 滑動隔震支承典型遲滯迴圈 [M. Higashino et al ， 2003]

圖 2.6 不同磨擦界面對於磨擦係數的影響 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.7(a) 動磨擦係數與壓應力的關係 [M. Higashino et al ， 2003]

圖 2.7(b) 動磨擦係數與速度的關係 [M. Higashino et al ， 2003]

圖 2.8(a) 在第 1 循環之磨擦遲滯迴圈 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.8(b) 在第 15 循環之磨擦遲滯迴圈 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.9 磨擦係數與試驗循環數之關係 [ 張國鎮等， 2004]

圖 2.10(a) 在無收縮水泥砂漿面上，初始循環最大磨擦係數與速度之關係

圖 2.10(b) 在混凝土界面上，初始循環最大磨擦係數與速度之關係

圖 2.10(c) 在鋼板界面上，初始循環最大磨擦係數與速度之關係

圖 2.11 橡膠磨擦試驗典型的磨擦力軌跡圖 [ISO 15113 ， 2005]

圖 2.12(a) RB 支承墊磨擦係數與滑動 距離之關係

[ 陳皇嘉， 2005]

圖 2.12(b) PTFE 支承墊磨擦係數與滑 動距離之關係

[ 陳皇嘉， 2005]

圖 2.13 玻璃轉變溫度對磨擦曲線的影響圖 [ISO 15113 ， 2005]

3.1

[

第五章結論與未來展望

5. 在本文中並未考慮垂直地震力對橋梁反應的影響，假如有考慮的話，則橋面版與支承就有可能在強震下發生分離，而因支承抬起所造成的磨擦力降低與防落長度增加等現象，有必要進行研究。

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圖 2.12(a) RB 支承墊磨擦係數與滑動距離之關係

圖 2.12(b) PTFE 支承墊磨擦係數與滑動距離之關係

圖 3.9(a) EL200 RB w/o Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.9(b) EL200 RB w/o Bar 之千斤頂回復力歷時圖

圖 3.10(a) EL500 RB w/o Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.10(b) EL500 RB w/o Bar 之千斤頂回復力歷時圖

圖 3.11(a) EL700 PTFE w/o Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.11(b) EL700 PTFE w/o Bar 之千斤頂回復力歷時圖

圖 3.12(a) EL700 PTFE w/ Bar 之千斤頂位移歷時圖

圖 3.12(b) EL700 PTFE w/ Bar 之千斤頂回復力歷時圖