第二章 文獻回顧
2.1 橋梁通阻檢測分析模式建立之研究
橋梁為台灣地區之重要交通工程設施，但台灣屬季風型氣候 夏季多雨，每年洪水來襲皆造成橋梁重大威脅，由於河水沖刷將 導致河床降低，致使橋梁基礎深度變淺，因此影響橋梁的安全性 能。且台灣為多地震的國家，一旦發生地震等大規模天然災害時，
橋梁倒塌或斷裂的機率很高。為避免災害發生時，造成橋梁損壞 導致交通中斷、居民受困甚或是人員傷亡等事件的發生，對現有 橋梁進行全面檢測勢在必行。然而國內橋梁數量高達數萬座，若 對所有橋梁進行破壞性檢測或全面性結構分析，將花費許多時間 與經費。
有鑑於此，交通部運輸研究所港灣技術研究中心(以下簡稱港 研中 心)委託國立臺灣科技大學[15]，發 展建置一 套橋梁通 阻檢測 分析模式，模式應用移動式非破壞性振動檢測、材料劣化評估橋 梁 現 況 與 殘 餘 容 量 ， 再 整 合 地 震 破 壞 潛 勢 分 析 詳 細 計 算 橋 梁 Ay(降伏加速度)、Ac(完全損壞加速度)，最後應用人工智慧橋梁 耐震能力推論模式推論其他橋梁之Ay、Ac，成果可迅速對現有橋 梁安全程度進行診斷，得到不同橋梁之損壞機率，並作為災後橋 梁封橋管制後是否開放通行之依據。其流程與架構如下圖2.1所示:
如圖2.1所示，研究取得公路總局計畫成果中，132座橋梁細 部分析與簡易評估資料庫。並根據中央氣象局公佈之地震資訊、
或人為假設地震規模與位置，運用地表震動分析模式推估各地區 之地表加速度。以移動式振動檢測及材料劣化評估方式求取橋梁 殘餘強度。將分析之結果結合橋墩裸露深度等橋梁現況做為側推 分析之輸入，進行橋梁耐震能力評估分析。最後運用人工智慧方 式學習輸入(地震耐震能力影響因子)與輸出(降伏加速度Ay、損壞 加速 度Ac)之映射關係，並依此結果得到不同地震強度下之橋梁 損壞機率。模式中外部資料將藉由「災害預警資料交換機」取得，
各階段概要步驟如下所述:
1.基本資料收集:取得公路總局「公路橋梁耐震能力評估及補 強工程可行性研究」計畫成果中，針對132座橋梁細部分析的資料。
2.模擬地震: 地震災害分析可分為災前與災時，災前將應用 模擬震源方式，假設地震規模與位置。
3.真實地震:災時應用港研中心「交通工程防災預警系統建立 之研究」中所建置之「災害預警資料交換機」，與中央氣象局連 結，透過資料交換整合取得即時地震資訊。
4.地表震動分析模式:根據前階段中災前與災時所得到之地 震資訊，如地震規模與震源等資料。利用震動強度衰減率修正地 震規模和距離之關係，推估台灣不同地區之地表震動強度。並以 格網方式將台灣地區切割成不同格狀區域，再依各地區的地盤種 類和距離之不同，分別求算其地表加速度。
5.振動檢測與分析模式:評估並建置適合於國內採用之震動 頻率檢測方式。排定實驗計畫，運用港研中心既有之振動檢測設 備(速度計及加速度計各1組)，利用移動式非破壞性振動檢測，針 對車行方向、水流方向等進行量測，分析不同水位、流速、車行 振動及橋梁劣化等狀況，解析沖刷深度或橋梁破壞所造成頻率的 影響，進行儀器測試與校正。其結果可作為側推分析與殘餘能力 分析模式中之輸入及結果驗證比對之依據。
6.材料劣化與殘餘強度分析模式:考量台灣地區環境因素，應 用「災害預警資料交換機」，擷取港灣研究中心大氣腐蝕實驗室 所量測建置之台灣地區大氣腐蝕資料，及中央氣象局歷年溫度、
溼度、二氧化碳與風速等資料，再應用材料實驗方式分析，求得 大氣環境對橋梁RC材料之影響，據此初步繪製橋梁劣化曲線圖，
以求得較精確之橋梁殘餘容量，並作為後續推估地震破壞潛勢分 析之依據。
7.側推分析與殘餘能力分析模式:根據橋梁設計或竣工圖，結 合現地環境、橋梁現況(移動式非破壞振動檢測結果)、殘餘容量 (材料劣化評估結果)等資料，兼顧計算準確與操作簡易的特性，
透過地震損壞影響因子求算Ay及Ac值。為驗證該分析模式的準確 性，針對基本資料收集步驟中132座橋梁細部分析資料，選擇其中 12種代表性的橋梁型式，以所開發的側推分析模式求得之橋梁Ay 與Ac值與「公路橋梁耐震能力評估及補強工程可行性研究」計畫 132座橋梁分析結果進行比對，驗證所開發的側推分析之準確性。
8.建立案例庫:首先以132座經細部評估求得之橋梁Ay、Ac值 為輸出(Output)，並同樣以132座橋梁簡易調查之資料為輸入因子 (Input)，建立資料庫。但由於此資料庫，再經橋梁類型分類後，
將會有案例數不足，不利AI學習，預測準確度較差的問題，因此 本計畫考量現有資料庫條件限制下，未來將透過前一階段地震破 壞潛勢評估中所建立之側推分析與殘餘能力分析模式，持續增加 案例資料庫之案例數，以提升AI預測之準確性。
繪製出地表震動影響下橋梁地震健康度曲線，定義出不同地表震 動下橋梁可能的損壞機率。
11.橋梁封橋管制後開放通行評估:應用非破壞性振動檢測分 析模式，使用港研中心既有振動檢測儀器，針對災後橋梁所量測 到之頻率主頻偏移，解析沖刷深度或橋梁破壞所造成頻率的影響，
判斷橋梁之安全狀態，進而做為橋梁封橋管制後是否開放通行之 依據。