本研究的主旨是對於鋼筋混凝土橋梁上部結構提出一個安全評 估的方法,主要是以 AASHTO LRFD 橋梁設計規範作為依據,先以 一階或二階可靠度法(FORM/SORM)對橋梁進行可靠度分析,進一步 應用非破壞性檢測的暫態彈性波法對橋梁的混凝土性質進行檢測,再 以貝氏統計法對試驗資料之材料參數的機率分佈進行修正,並藉由修 正後的試驗資料對橋梁進行可靠度再評估。
經由前面幾章的討論,可以歸納出以下幾點的結論:
1. 應用暫態彈性波法進行非破壞性檢測,經由貝氏統計法的修正,可 以有系統地將檢測資料與原始設計資料結合,重建橋梁經過使用 後混凝土受損的機率分佈。
2. 對於載重及強度機率分佈模型的建立,除了考量美國地區的統計資 料外,針對台灣地區統計數據的特異性進行考量,將有助於實踐 國內橋梁案例的安全評估。
3. 本研究中安全評估的方法是建立在AASHTO橋梁設計規範及非破 壞檢測的基礎之上,因此不但具有相當的可信賴度,也將較一般
的目視法來得客觀與有效。
4. 一階可靠度法分析的結果經過二階可靠度法及Monte Carlo模擬法 等的印證,因此各破壞準則敏感度分析的結果可以做為橋梁生命 週期中維護、補強的依據。
在應用非破壞檢測於橋梁的可靠度評估上,仍存在許多可以進一 步努力的空間:
1. 經由數值算例分析比較的結果,年代較早的橋梁因為設計方法的 較為保守,相對於新建的橋梁可以得到較高的可靠度。唯此一結 果是建立在橋梁規範準則的基礎之上,未來仍須考量其他如裂 縫、混凝土中性化等的外在影響因素,以求得更符合實情的結果。
2. 在混凝土抗壓強度後分佈的模型建立上,是以常態分佈做為假
設,若能就不同抗壓強度的混凝土試體做多次波速量測,並且擴 大抗壓強度的實驗範圍,將有助於建立更可靠的統計模型。
3. 對於具有特殊重要性的橋梁,考量材料因為地域性等因素所造成 的差異,可以在橋梁建造之初灌製試體進行保存,日後對該座橋 梁進行非破壞檢測時,便可完整地建立混凝土抗壓強度與暫態彈 性波波速的關係,而得到更為精準的可靠度再評估結果。
參考文獻
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計畫成果自評
本年度預計完成的五個工作項目如下:
1. 發展單跨距、多跨距之 T 型梁及箱型梁分析程式。
2. 發展鋼筋混凝土橋梁上部結構安全評估程式。
3. 以算例驗証所發展之安全評估法。
4. 研究不同破壞準則對破壞機率及破壞機率敏感度的影響。
5. 提出橋梁維修的基本指導原則。
以上工作都已完成,並已發表一篇期刊論文及二篇會議論文:
1. P.-L. Liu and B. F. Shang, “Evaluation of Bridge Safety Based on Concrete Nondestructive Test,” Chinese Journal of Mechanic – Series A, vol. 18, no. 4, 2002
2. P.-L. Liu and B.-F. Shang, “Evaluation of Bridge Safety Based on Concrete Nondestructive Test,” Proceedings, the 26th National Conference on Theoretical and Applied Mechanics, Hu-Wai, Dec.
2002.
3. P.-L. Liu and C.-Y. Kuo, “Safety Evaluation of the Upper Structure of
Bridge Based on Concrete Nondestructive Tests,” Proceedings, the 9th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering, Berkeley, CA, July 2003.