第二章 文獻回顧
2.4 橋墩基礎裸露與橋梁結構振動關係
3.1.3 現地試驗結果
3.1.3.1 舊東澳大橋試驗結果
舊東澳大橋的試驗項目如表3-3所示，
表3-3 舊東澳大橋試驗項目
試驗方式 儀器位置 橋梁振動外力來源 試驗代碼
直接-無行車 橋面版 無 1
間接-無行車-靜止-未發
動 拖車 無 3
間接-無行車-靜止-發動 拖車 橋上隨機車輛 5 間接-有行車-移動 拖車 橋上隨機車輛 7
直接-無行車 墩帽 無 8
原則上，進行振動量測時因該將三軸方向的分量皆納入考慮；
因為本計畫在進行量測時均有施作定平作業，因此，垂直方向的 分量應可忽略。除此之外，每一個試驗均進行分別量測垂直或平 行水流方向之試驗結果(同時)，以下分別說明其試驗結果：
(1) 舊東澳大橋垂直水流方向試驗結果(6/2)
每個試驗代碼均重複試驗10次，每次取樣時間長度為12秒，
以直接-無行車-橋面版試驗(試驗代碼1)為例，其10次的頻譜如圖 3.1所示。
圖3.1.a 舊東澳大橋試驗代碼 1 之歷時紀錄 (kine vs. second) (第一次
於圖3.1的第一振態頻率值如表3-4所示。
表3-4 舊東澳大橋試驗代碼1之第一振態頻率值(第一次試驗，6/2) Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 12.17
2 10.50
3 9.67
4 12.67
5 9.67
6 13.25
7 12.08
8 10.25
9 11.42
10 12.33
平均 11.40
本計畫重複上述試驗過程(即上述試驗施做2次)，第2次所得 的結果如圖3.2與表3-5所示。
圖3.2.a 舊東澳大橋試驗代碼 1 之歷時 (kine vs. sec)(第 2 次試驗，
表3-5 舊東澳大橋試驗代碼1之第一振泰頻率值(第2次試驗，6/2) Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 12.08
2 12.25
3 11.42
4 12.67
5 10.25
6 12.00
7 10.50
8 12.75
9 12.58
10 13.67
平均 12.00
第2次試驗所得之第一振態頻率之平均值為12.00，與第1次試 驗結果11.40相近。一般決定第一振態的頻率時，除了現場的量測 資料外，還會與數值模行(例如有限元素)進行交互驗證，因為本 計 畫 的 目 標 為 探 討 僅 使 用 現 場 資 料 是 否 可 充 分 地 作 為 橋 梁 健 康 的依據，因此，本計畫並沒有進行上述驗證。然而，在沒有驗證 的情形下，僅憑最大能量決定第一振態的頻率值，存有一定的風 險。
間 接-無行車-靜止-未發動試驗(試驗代碼3)的10次的頻譜如 圖3.3所示，相對應的第一振態頻率如表3-6所示。
圖3.3.a 舊東澳大橋試驗代碼 3 之歷時 (kine vs. sec)(第 1 次試驗，
表3-6 舊東澳大橋試驗代碼3之第一振態頻率值 (第1次試驗，6/2) Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 2.58
2 2.75
3 2.67
4 3.00
5 2.17
6 3.08
7 3.25
8 3.67
9 2.58
10 1.83
平均 2.76
試驗代碼3與試驗代碼1最主要的差別在於儀器置放的位置，
由表3-5與表3-6的結果顯示，儀器置放的位置顯然的對於取得頻 率的內含有明顯的影響。表3-7為試驗代碼3的第2次試驗結果，其 結果與第1次試驗相近(2.76 vs. 2.10)。
表3-7 舊東澳大橋試驗代碼3之第一振態頻率值 (第2次試驗，6/2) Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 1.50
圖 3.4b 舊東澳大橋試驗代碼 5 之頻譜(Volt vs. Hz) (第 1 次試驗，6/2) 表3-8 舊東澳大橋試驗代碼5之第一振態頻率值 (第1次試驗，6/2)
Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 2.58*
表3-9 舊東澳大橋試驗代碼5之第一振態頻率值 (第2次試驗) Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 14.08
2 14.00
3 14.25
4 14.33
5 14.25
6 14.08
7 14.08
8 14.33
9 14.08
10 14.33
平均 14.18
試驗代碼5與試驗代碼3最主要的差別在於引擎是否有啟動，
由表3-7與表3-8的結果顯示，引擎啟動與否顯然的對於取得頻率 的內含有明顯的影響。表3-9為試驗代碼3的第2次試驗結果，其結 果與第1次試驗相近(14.23 vs. 14.18)。
間 接-有行車-移動試驗(試驗代碼7)的10次的頻譜如圖3.5所 示，相對應的第一振態頻率如表3-10所示。
圖 3.5.a 舊東澳大橋試驗代碼 5 之歷時 (kine vs. sec)
表3-10 舊東澳大橋試驗代碼7之第一振態頻率值 Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 13.33
2 11.76
3 11.57
4 12.55
5 10.98
6 19.22*
7 11.57
8 18.82*
9 13.73
10 13.92
平均 12.42
*outlier
試驗 代碼7與其他試驗最主要的差別在於儀器是處於行進狀 態，由上圖(振譜)的結果顯示，路面粗糙度、伸縮縫等對取得資料 具有關鍵性的影響，導致難以決定第一振態頻率。本試驗代碼沒 有進行第2次試驗。
本 試 驗 進 行 時 係 利 用 兩 台 速 度 計 同 時 量 測 位 於 橋 面 版 上 與 墩帽上兩個測點上之數值，因此，上述每一組試驗(除試驗代碼7 外)，均有對應(對應的意思為在相同的時間所量測的試驗)的試驗 8，如表3-13所示。
表3-13 各試驗結果與試驗8結果之比較
試驗編號 試驗1 試驗3 試驗5 試驗7 平均值 11.40
(11.88) 2.76
(11.71) 14.18
(10.50) 13.75 ()代表所對應的試驗8之試驗結果。
由於 試驗8係將儀器直接置於墩帽上，其所量測的資料最能 代表墩柱的振動特性，故可將其他試驗項目的結果與之比較。由 表3-13可知，將儀器置於橋面版所量得的頻率最接近置於墩帽上 所取得的頻率；其他的試驗方式，明顯地與試驗8的結果，有一段 差距。表3-13可知在多次的量測過程中，試驗代碼8的結果相當穩 定(平均值分別為11.88、11.71與10.50)，差異性並不大。圖3.6與表 3-12為試驗8其中一次的詳細結果，提供參考。
圖 3.6b 舊東澳大橋試驗代碼 8 之頻譜(Volt vs. Hz) 表3-12 舊東澳大橋試驗代碼8之第一振態頻率值
Frequency corresponding to maximum energy (Hz)
1 14.50
(1) 舊東澳大橋垂直水流方向試驗結果(8/17)
在過程操作跟設定上，並無異於上次(6/2)的試驗，故僅列出 試驗結果如表3-14與表3-15所示。表3-14顯示的趨勢與6/2試驗的 結果相近，僅有試驗1的結果與試驗8比較接近。另由表3-15可知，
試驗8的結果在多次測試下仍然相當穩定，變異性不大。另、由表 3-16可知，試驗5(儀器置於小拖車上)的試驗結果具有較高的不確 定性。
表3-14 各試驗結果與試驗8結果之比較 (8/17)
試驗編號 試驗1 試驗3 試驗5 試驗7 平均值 10.23
(10.11) 2.62 (10.93)
6.30
(10.36) 13.64 ()代表所對應的試驗8之試驗結果。
表3-15 舊東澳大橋試驗代碼8之第一振態頻率值 (8/17) 試驗編號 試驗8 試驗8 試驗8
頻率 10.11 10.93 10.36
平均值 10.47
標準差 1.83
表3-16 舊東澳大橋試驗代碼8風災前(6/2)後(8/17)之試驗結果比較 試驗日期 6/2 8/17
試驗代碼1 11.40 10.23 試驗代碼3 2.76 2.62 試驗代碼5 14.18 6.30 試驗代碼7 13.75 13.64 試驗代碼8 11.36 10.47
*表格中之數值為各次試驗之平均值
(2) 舊東澳大橋平行水流方向試驗結果 (6/2)
基本上，平行方向所進行的試驗項目與垂直方向相同，兩者 的差異僅在於速度計的方向；因此，此節不再重複說明試驗的過 程，各試驗的振譜也一併省略，以下直接就試驗結果進行說明。
水平方向的試驗結果如表3-17與表3-18所示。表3-17顯示，將儀器 至於橋面版的結果十分接近試驗8的結果(儀器置於墩帽上)，而其 他試驗方式(如試驗1、3、5與7)則與試驗8的結果均有所差距，此 結論與垂直方向的結論一致。同垂直水流方向之結果，試驗8本身 的差異並不大，如表3-18所示。
表3-17 各試驗結果與試驗8結果之比較 (6/2)
試驗編號 試驗1 試驗3 試驗5 試驗7 平均值 12.28
(10.74) 5.98
(11.71) 5.87
(10.93) 12.10 ()為相對應試驗8之結果
表3-18 試驗8之平均值與標準差 (6/2)
試驗編號 試驗8 試驗8 試驗8
頻率 10.74 11.71 10.93
平均值 11.13
標準差 0.05
(3) 舊東澳大橋平行水流方向試驗結果 (8/17)
8/17水平方向的試驗結果如表3-19與表3-20所示。表3-19顯示，
將 儀 器 至 於 橋 面 版 的 結 果 十 分 接 近 試 驗8的結果(儀器置於墩帽 上)，而其他試驗方式(如試驗1、3、5與7)則與試驗8的結果均有所 差距，此結論與6/2的結論一致。同6/2之結果，試驗8本身的差異 並不大，如表3-20所示。表3-21可知將儀器置於小拖車上並移動，
量測的數據具有較高的不確定性。
表3-20 各試驗結果與試驗8結果之比較
試驗編號 試驗8 試驗8 試驗8
頻率 11.77 11.50 10.77
平均值 11.35
標準差 0.51
表3-21 舊東澳大橋試驗代碼8風災前(6/2)後(8/17)之試驗結果比較 6/2 8/17
試驗代碼1 12.28 13.93 試驗代碼3 5.98 4.89 試驗代碼5 5.87 5.98 試驗代碼7 12.10 16.48 試驗代碼8 11.13 11.35
*表格中之數值為各次試驗之平均值