研究結果

一 、 文 獻 之 收 集 與 整 理 方 面

1. 完 成 了 國 內 外 有 關 橋 梁 斷 面 模 型 試 驗 成 果 資 料 之 收 集 與 整 理 (第 三 章 )， 以 描 述 目 前 橋 梁 斷 面 模 型 試 驗 之 概 況 。

2. 完 成 了 相 關 氣 動 力 系 統 識 別 分 析 方 法 之 文 獻 收 集 (第 三 章 )。

二 、 風 洞 試 驗 方 面

1. 完 成 了 矩 形 、 梯 形 、 六 角 形 與 ㄇ 形 等 4 種 斷 面 形 狀 5 個 寬 深 比 (B/D=5, 8, 10, 12.5, 15)之 模 型 製 作 ， 並 建 立 了 模 型 製 作 之 流 程 (第 四 章 第 一 節 )。

2. 整 合 了 現 有 相 關 之 試 驗 設 備，並 建 構 了 試 驗 整 備 架 構 與 量 測 之 標 準 操 作 程 序 (第 四 章 第 一 、 二 節 )。

其 中 ， 長 跨 度 橋 梁 斷 面 模 型 風 洞 試 驗 之 操 作 程 序 包 含 模 型 建 構 、 儀 器 整 備 、 模 型 架 設 、 試 驗 量 測 與 資 料 分 析 等 5 個 基 本 步 驟 ， 已 整 理 詳 述 於 附 錄 一 。

3. 完 成 了 5 個 寬 深 比 (B/D)矩 形 、 梯 形 、 六 角 形 與 ㄇ 形 等 4 種 橋 體 之 斷 面 模 型 試 驗，獲 得 了 各 橋 體 斷 面 在 不 同 風 攻 角 與 風 速 下 相 應 於 垂 直 向 與 扭 轉 向 振 動 位 移 之 結 果 (第 四 章 第 三 節 )。

試 驗 結 果 顯 示 ， 大 多 數 個 案 在 高 風 速 時 有 振 動 量 驟 增 情 況 之 發 生 。 此 顫 振 發 生 之 時 機 (風 速 )隨 著 橋 體 斷 面 形 狀 、 寬 深 比 與 風 攻 角 之 改 變 而 變 化 。

4. 依 據 前 述 試 驗 結 果，獲 得 各 情 況 之 臨 界 風 速，據 以 評 估 與 比 較 矩 形、梯 形、六 角 形 與 ㄇ 形 橋 體 斷 面 形 狀 與 寬 深 比 對 氣 動 穩 定 性 之 影 響 (第 四 章 第 四 節 )。

5. 針 對 近 期 相 關 文 獻 之 成 果，與 現 有 之 風 洞 試 驗 結 果 進 行 比 對，以 驗 證 本 研 究 成 果 之 正 確 性 (第 四 章 第 五 節 )。

三 、 數 值 模 擬 方 面

1. 考 量 標 準 化 風 洞 試 驗 流 程，發 展 出 簡 便 且 有 效 的 系 統 識 別 方 法 ， 據 以 獲 得 精 準 的 氣 動 力 參 數 (第 五 章 第 一 、 二 節 )。

依 據 試 驗 振 動 歷 時 資 料 ， 研 究 中 提 出 了 MITD 的 識 別 方 法 ， 以 有 效 地 求 得 各 風 速 下 橋 體 相 應 之 顫 振 導 數 。

2. 以 高 屏 溪 斜 張 橋 風 洞 實 驗 資 料 為 例，驗 證 所 用 系 統 識 別 方 法 之 準 確 性 與 適 用 性 (第 五 章 第 三 節 )。

MITD 法 經 高 屏 溪 斜 張 橋 實 例 之 驗 證 後 ， 即 應 用 於 本 研 究 之 試 驗 分 析 中 。

3. 依 據 風 洞 試 驗 垂 直 與 扭 轉 向 振 動 位 移 之 時 序 列 資 料 進 行 顫 振 導 數 之 識 別 (第 五 章 第 四 節 )，進 而 據 以 細 部 分 析 矩 形、梯 形 與 六 角 形 橋 體 之 氣 動 力 行 為 。

除 了 依 據 橋 體 試 驗 在 垂 直 與 扭 轉 向 之 振 動 量 結 果 以 瞭 解 橋 梁 之 振 動 反 應 外 ， 研 究 中 亦 針 對 顫 振 導 數 與 風 速 之 變 化 關 係 ， 以 橋 體 動 態 特 性 之 觀 點 詮 釋 橋 體 之 氣 動 力 行 為 。

四 、 綜 合 分 析

整 合 了 斷 面 模 型 試 驗 結 果 ， 以 臨 界 風 速 為 指 標 ， 針 對 矩 形 、 梯 形、六 角 形 與 ㄇ 形 4 種 形 狀 之 橋 體 初 步 評 估 並 比 較 其 氣 動 穩 定 性 (第 四 章 第 四 節 )。結 果 顯 示，在 氣 動 穩 定 性 上 四 種 斷 面 形 狀 中 以 六 角 形 橋 體 的 整 體 表 現 最 佳 ， 在 設 計 上 應 作 最 優 先 之 考 慮 。 除 六 角 形 橋 體 外，當 寬 深 比 (B/D)為 5 時，矩 形、梯 形 與 ㄇ 形 之 氣 動 穩 定 性 並 無 顯 著 差 異 ， 然 以 梯 形 表 現 較 優 。 當 寬 深 比 大 於 8 時 ， 矩 形 是 除 六 角 形 外 之 次 佳 選 擇 。 此 外 ， 在 梯 形 與 ㄇ 形 二 者 氣 動 穩 定 性 的 比 較 上 ， 大 寬 深 比 情 況 (B/D=12.5 與 15)時 以 ㄇ 形 較 佳，而 當 寬 深 比 為 8 時 以 梯

形 較 優 。 五 、 專 家 諮 詢

本 研 究 業 於 102 年 7 月 22 日 與 10 月 25 日 進 行 了 兩 次 專 家 諮 詢 會 議 ， 藉 以 獲 得 了 專 家 對 本 研 究 之 指 導 與 建 議 。

第二節 問題檢討與對策