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1.1 研究動機

台灣的橋型有鋼筋混凝土橋、預力鋼筋混凝土橋、鋼結構橋和斜張 橋,橋的型式不斷在更新,橋的跨度也漸漸變大,因此有些橋型漸漸被 取代,由於台灣位於地震帶,而目前很少有斜張橋於地震之中破壞的案 例,斜張橋相對其他橋梁結構形式,具有成本低的優點,因此斜張橋在 台灣是適用的,而探究斜張橋將更能深入的瞭解斜拉索的重要性,因此 斜拉索的動力特性探討對斜張橋有絕對之必要性。

1.2 研究目的

本研究是為了瞭解纜索系統動力特性的流程與識別不同案例下纜索 特性的方法,分析風力於纜索結構上之動力反應。以高屏溪斜張橋纜索 進行案例分析,並考慮側風力對纜索系統動力反應之影響。

1.3 研究方法與範圍

本研究利用模擬風力於纜索的分析,內容含纜索靜力行為、纜索動 力特性、纜索受風力之行為系統。本文首先介紹大致上纜索文獻皆已探 討過的靜力行為和動態特性,進而利用有限元軟體作分析,確立模型之 正確與瞭解。而在反算纜索索力是利用MATLAB 中的類神經網路模組給 予資料庫作學習,使之有能力預測不同頻率的索力。風力模擬單元則是

分成了兩部分,第一部份是沿用前人的風力模擬方法,將已知的風力頻 譜利用反傅立葉(Inverse FFT)轉成風速時間歷時後再利用抖振擾動公式 將風速歷時轉成風力歷時,再利用有限元軟體將風力歷時加至纜索系統 上作分析。

1.4 論文架構

本文是模擬平衡狀態下的斜拉索,考慮風力作用於纜索上的纜索-風 力振動系統,各章節內容如下:

第一章為緒論,描述研究目的,說明本文研究範圍與方法以及論文 架構之說明。

第二章為文獻回顧,主要是針對纜索靜力系統、纜索動力系統、類 神經網路功用與作法、風力係數制訂和非常定風力係數下風力模擬等方 向回顧。

第三章首先介紹纜索靜力理論。第二節為從靜力角度切入動力部 分,介紹纜索的動力特性。第三節利用有限元軟體模擬高屏溪斜張橋纜 索並與本文和文獻比對其正確性。

第四章則是配合現場實驗之需求採用 MATLAB 類神經網路模組給 予利用有限元軟體模擬不同索力下的纜索頻率作為學習資料庫,進而預 測不同頻率下纜索的索力與中垂量。

第五章為風力之模擬,而風力的模擬乃延用前人之風力模擬方法,

而抖振擾動公式中使用之風力係數則是收集文獻而得,最後將風力放置 有限元軟體模擬之纜索試求其反應。

第六章為本文結論與後續研究之建議。

在文檔中 斜拉索索力與動力反應 (頁 14-17)

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