橋樑測試實驗結論與建議

7.7.1 第二試驗段儀器設備使用心得

A. 風洞第二試驗段、風速範圍 2m/s~12m/s

風洞運轉兩小時、試驗段溫度約上升十度，因此會影響到試 驗儀器之量測。

風洞內天車機構可能對於風場量測會有影響，現階段無法直 接驗證天車對於流場的影響。

由於建築試驗群之用電量受限制，可能在未來造成風洞試驗 無法進行長時間的連續試驗工作。

風洞試驗館周圍生活機能不足(照明、膳食、居住)

B. 試驗過程中曾使用皮托管、壓力計、壓力轉換計、雷射位移計、

採樣系統(採樣卡、電腦) 、應變訊號調節儀等儀器設備。

採樣系統速度較 Dos 系統耗時，實驗數據經採樣系統分析後 會出現bug，應予改善。

7.7.2 橋樑測試實驗結論

A. 儀器設備測試結果

量測儀器性能均經測試，除採樣系統需略予改善外，其他儀 器設備功能合乎風洞試驗所需。

風洞本體性能尚有改善空間，仍需作進一步調整測試。

B. 試驗結果

已完成兩階段之風洞試驗，其項目如表6 所示，其結果分述如下：

在風力係數方面：

（1） 平均阻力係數（CD）為拖曳向平均風力係數：平板橋樑 斷面與高屏溪橋樑斷面無論正負攻角其值皆為正值，且 隨風攻角增加而稍微增大。

（2） 平均昇力係數（CL）為垂直向平均風力係數：平板橋樑 斷面模型受到上舉的風力隨攻角遞增有遞增的現象，反 之亦有隨攻角遞增其下壓的風力亦遞增；高屏溪橋樑斷

面約以正四度界，小於正四度之攻角其模型受到下壓力 較嚴重且隨攻角遞減有遞增的現象，表示高屏溪橋模型 較易受到下壓力的影響。

（3） 平均扭力係數（CM）為扭轉向平均風力係數：由於平板 橋樑斷面為一對稱斷面，因此正負攻角其值有對襯的趨 勢；高屏溪橋樑斷面，平均風力係數隨攻角遞增而有增 大的趨勢，且因形狀並非對稱，造成其最小值並未發生 在零度攻角處。

（4） 若利用已知資料做為比較，則可看出本次試驗值之平均 阻力係數（CD）、平均昇力係數（CL）、平均扭力係數（CM） 與已知資料接近。

在顫振導數方面：

（1） A2*：代表橋樑斷面的扭轉向氣動力阻尼參數。平板橋樑斷 面在正三度攻角較零度與負三度攻角有較早發生由負轉正 的現象，其表示正三度攻角其模型有較不穩定的趨勢，其顫 振臨界風速則較低。高屏溪橋樑斷面在負三度攻角時，其值 恆為負值，表示在負三度攻角下不易產生顫振反應，在零度 及正三度攻角下則易產生顫振不穩定的現象。

（2） A3*：代表橋樑斷面的扭轉向氣動力勁度參數。平板橋樑斷

面對於攻角的變化對於氣動力穩定性的影響較輕微。高屏 溪橋樑斷面負三度攻角較其他攻角更易產生氣動力振態耦 合而降低其穩定性。

（3） H1*：代表橋樑斷面的垂直向氣動力阻尼參數。平板橋樑斷 面與高屏溪橋樑斷面，在三個攻角方面均隨風速的增加其 值逐漸遞減，在低無因次化風速時，其風攻角的變化對於 其氣動力阻尼參數並無明顯變化；在較高無因次化風速 下，高屏溪橋樑斷面之正三度攻角遞減明顯，表示其垂直 向振幅的穩定性較其他攻角佳。

（4） A1*：代表橋樑垂直向的振動對於扭轉向氣動力阻尼的影 響。在零度攻角其值隨無因次化風速遞增而增加，其正負 三度則無明顯規律。

（5） H2*：代表橋樑扭轉向的振動對於垂直向氣動力阻尼的貢 獻。平板橋樑斷面在攻角為負三度及正三度攻角時，隨無 因次化風速增加而從正貢獻轉至負貢獻。而零度攻角則隨 無因次化風速增加其正貢獻越大。

（6） H3*：代表橋樑扭轉向的振動所引發的垂直向氣動力勁度。

平板橋樑斷面在各攻角變化下，其隨無因次化風速增加其值 有遞增的現象，表示隨風速的遞增對橋樑產生負貢獻。

在高屏溪橋樑斷面之顫振臨界風速方面：高屏溪橋樑斷面在 正三攻角時其顫振臨界風速約在108.05m/s 左右，隨攻角轉為 負值其風速遞增，表示隨攻角變為負攻角時，其橋樑斷面較 不易發生顫振不穩定的現象。