移動式非破壞性振動檢測可行性評估

移 動 式 非 破 壞 性 振 動 檢 測 擁 有 潛 在 的 經 濟 效 益 及 本 身 具 有 的機動性之優點，即使如此，此法亦有無法建立長期監測資料之 缺點。不過如前所述，此法為橋梁檢測之新技術與概念，仍有許 多重要的關鍵點需要加以驗證，說明如下：

1.因量測儀器係裝置於車輛之中，其所接收之訊號的傳遞媒 介包含了橋梁及車子本身，惟橋梁工程師僅對橋梁部分有興趣，

故需確認所收集的震動訊息確實包含橋梁的部分。例如先前的研 究，主要以墩柱振動頻率之變化作為橋量沖刷程度的判斷依據。

移動式量測因儀器係裝置於車上，推測其所得之振動頻率大多來 自於橋面板，此頻率是否可作為判斷指標，應列入觀察重點，因 此，本計畫於後續的現地試驗中，將儀器同時設置於墩柱與非墩 柱部分，並比較數據用以驗證於非墩柱設置儀器是否仍可以取得 墩柱的振動頻率。

2. 所取得之振動頻率是否具有隨洪水前後(沖刷前後)而變 化的特質。因為現地試驗受限於洪水是否發生之條件(例如若執行 計畫該年並無洪水與沖刷情事)，無法確定墩柱頻率變化的趨勢，

因此，本計畫擬定於台大水工試驗所進行縮尺寸試驗，驗證沖刷 深度與振動頻率間的關係。

根據 以 上考量， 本計 畫將應 用先前港 研中心100年度建立之

「移動式振動檢測模式」^[15]與其他檢測方式進行相關課題的研究。

振動檢測的方式眾多，於進行現地檢測前，應先確認適合的檢測

於本年度的檢測。以下先說明檢測方式的分類原則：

1. 有無外力作用於橋梁：可分為兩類:(1)等速動態載重試驗(有)及(2) 微振量測(無)。(1)項中，外力來源又可分為大型卡車(6 噸)、小型休 旅車(1.5 噸)及小型自用車(1.5 噸)三種；外力作用於橋梁之速度有 10 公里/小時、20 公里/小時及 40 公里/小時等。

2. 儀器是否直接置於橋梁結構體上，則可分為以下兩類；(1)直接量測 (有)及(2)非直接量測(無)；直接量測係指量測儀器直接置於橋梁結 構體上，非直接量測係指量測儀器置於小自客或無動力拖車(斗)中。

3. 量測儀器移動與否，則可以分為移動式與靜止式量測；其中，移動 式量測中，儀器可能設置於小型自用車之行李箱中或小拖車上。靜 止式量測時，儀器可能設置於橋面板橋墩上方處、小自客後行李箱 中及小拖車中。

綜合 上 述，本計 畫團 隊於100年度已進行評估的試驗項目計 有：

(1) <等速動態載重法 - 非直接量測 - 移動>

(2) <等速動態載重法 - 非直接量測 - 靜止>

(3) <等速動態載重法 - 直接量測 - 靜止>

(4) <微振法 - 非直接量測 - 靜止>

(5) <微振法 - 直接量測 - 靜止>

另、根據定義，以下三種組合為不可能實現之情形：

(6) <等速動態載重法 - 直接量測 - 移動>：若為直接量測，

表示儀器係直接設置於橋梁結構體上，則儀器自然不可能為移 動狀態。

(7) <微振法 - 非直接量測 - 移動>：既然是微振法，表示沒 有外力來源，如此，沒有具移動性之車輛可提供儀器放置。

(8) <微振法 - 直接量測 - 移動>：理由同第七個量測法。

以上各檢測方式的名稱過長，進一步精簡如下：

(1) <移動式量測法>

(2) <等速動態載重法 - 非直接量測>

(3) <等速動態載重法 - 直接量測>

(4) <微振法 - 非直接量測>

(5) <微振法 - 直接量測>

其中，經觀察知，在五個試驗法中，僅有第一個量測法其儀 器為移動形式，故精簡為<移動式量測法>；而第二個至第五個試 驗則其儀器均為靜止狀態，故省略。

本團 隊曾於100年交通部運輸研究所「橋梁通阻檢測分析模 式建立之研究」^[15]計畫中，曾對四座橋梁進行五次試驗，各個試 驗之目的及關係如下表3-1所示。

表3-1 各橋梁試驗之目的及關係

通的情形下可取得振動頻率，應為較理想的檢測方式，故此次檢 測相較於前次試驗，主要是增加這項考量。此研究的檢測方式說 明如下；

1. 儀器(速度計)直接置於橋面版上，橋梁上無任何行車。

2. 儀器(速度計)直接置於橋面版上，橋梁上行車正常。

3. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車靜止未發動，橋梁上無 任何行車。

4. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車靜止未發動，橋梁上行 車正常。

5. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車靜止但發動，橋梁上行 車正常。

6. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車已10km/hour等速前進，

橋梁上行車正常。

若上述各方法均可行，最佳選擇之優先順序為：6、5、4、3、

2、1；上述順序亦反映出各量測法中，對訊號的干擾程度。

第6個量測法為最優先選擇主因為其符合機動性佳、儀器可 以設置於車上不須搬動，且不需進行任何交通管制計畫，除滿足 利用單一儀器快速量測多個橋梁的目的，對交通衝擊最小且對施 作性最佳；第5個量測法相較於第6個量測法，其量測過程中，除 機動性稍為不理想(因試驗車輛必須短暫停止但不需熄火)，需時 較第一個量測方法稍久，但有相當程度的機動性，且同樣地，因

以上各量測方法進一步精簡如下：

1. <直接-無行車>

2. <直接-有行車>

3. <間接-無行車-靜止-未發動>

4. <間接-有行車-靜止-未發動>

5. <間接-有行車-靜止-發動>

6. <間接-有行車-移動>

以上名稱與先前相近，目的在於精簡各試驗名稱，增加本報 告之閱讀性。此三座橋梁試驗之重點與結果如下表3-2所示。

表3-2 各橋梁試驗結果

4. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車靜止未發動，橋梁上行 車正常。

5. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車靜止但發動，橋梁上無 任何行車。

6. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車靜止但發動，橋梁上行 車正常。

7. 儀器(速度計)置於小拖車上，汽車已10km/hour等速前進，

橋梁上行車正常。

8. 儀器(速度計)直接置於墩柱上，橋梁上無任何行車。

9. 儀器(速度計)直接置於墩柱上，橋梁上行車正常。

因為每座現地橋梁的條件並不相同，每座橋梁將視個別情況 選擇適宜的試驗方式，例如舊東澳大橋因已無交通功能，在多數 的時間下並無行車，因此，無法執行上述第2、第4、第6與第9個 試驗項目。