蘭陽大橋試驗結果 (1) 蘭陽大橋試驗結果

蘭 陽 大 橋 的 試 驗 項 目 與 舊 東 澳 大 橋 最 大 不 同 處 在 於 試 驗 當 時為不影響既有交通並未進行局部封橋，因此，所有須將小拖車 吊掛於小自客的試驗項目均未施作，蘭陽大橋的試驗項目如表

3-22所示。

表3-22 蘭陽大橋試驗項目

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

直接-有行車 橋面版 橋上隨機車輛 2 間接-無行車-靜止-未發

動 拖車 無 3

間接-有行車-靜止-未發

動 拖車 橋上隨機車輛 4

直接-無行車 帽梁 無 8

直接-有行車 帽梁 橋上隨機車輛 9

基本上，除了上述試驗項目與舊東澳大橋略有不同外，試驗 的理念與步驟均類似。因此，本節，同樣地，不再重複說明試驗 的過程，各試驗的振譜亦省略，以下直接就試驗結果進行說明。

表3-23與表3-24分別為蘭陽大橋垂直與平行水流方向之震動 頻率試驗結果；由結果顯示，雖然試驗8(平行)在兩次試驗間仍然 具有良好的穩定性，但在垂直向則不太理想，其他試驗則更呈現

表3-23 蘭陽大橋垂直水流方向之震動頻率試驗結果 垂直水流方向之震動頻率

試驗編

號 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4 試驗 9 試驗 8 6/2 4.53 4.49 4.33 12.71 13.80 13.11 8/17 3.29 5.55 10.08 11.73 14.33 15.35

表3-24 蘭陽大橋平行水流方向之震動頻率試驗結果 平行水流方向之震動頻率

試驗編

號 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4 試驗 9 試驗 8 6/2 5.4 5.72 12.93 13.86 12.00 8.47 8/17 16.00 16.58 5.64 5.37 14.75 8.52

根據上述，11/11的試驗主要希望釐清

(1) 前後兩次(如試驗1、2、3、4與9)的結果為何具有如此大的差 異?

(2) 試驗1與試驗8的結果是否相近?

表3-25與3-26為試驗的結果，由結果可知:

(1) 試驗1、2、3、4與9的結果並未如先前的試驗數據所示，具有 較大的差異。但垂直方向的試驗9與平行方向的試驗2仍然有很大 的不同。這兩個試驗橋上均有車輛隨機行駛，可能為此結果之原 因。

(2) 試驗1與試驗8仍然有極大的差距。圖3.7與圖3.8所示為典型的 試驗1與試驗8之頻譜，由此二頻譜可知，其譜形非常類似，且在 頻率3、6、10、16與19(Hz)處，均為兩個試驗之相對高能量的頻 率處，表示若能有效濾除雜訊，試驗結果1仍可能十分接近試驗結 果8。

(3) 除了上述利用濾波器外，未來亦可針對不同的支撐進行調查，

深入了解不同支承對量測結果的影響。濾波器的濾波範圍除可利 用大量的有限元素模型預測外，亦可參考國內外相關文獻進行進 一步的探討。

表3-25 蘭陽大橋垂直水流方向之震動頻率試驗結果(11/11) 垂直水流方向之震動頻率

試驗編

號 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4 試驗 9 試驗 8

表3-26 蘭陽大橋平行水流方向之震動頻率試驗結果(11/11) 平行水流方向之震動頻率

試驗編

號 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4 試驗 9 試驗 8

第一次 3.13 3.10 6.65 5.84 15.80 19.13

第二次 3.12 9.65 6.61 6.04 15.30 19.96

圖3.7 典型的試驗 1 試驗結果(平行水流)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0 1 2 3 4 5 6 7 8

x 10^-4

圖3.8 典型的試驗 8 試驗結果(平行水流) (11/11)

以 上 試 驗 結 果 大 致 上 的 趨 勢 為 將 儀 器 置 於 橋 面 可 獲 得 較 理 想的結果，然而，現場試驗時，需要作業時間確認儀器是否準確 地水平放置，理想上若可以自動整平，將簡化與加速實際作業的 時間。經查，中科院曾開發一「自動水平穩定調整機構」，如圖 3.9所示，此機構包括一機座平台，一承載平台與一連桿組,該連桿 組係 設於該機 座平台 與該承載 平台之 間,作為動力調節之機構,該 連 桿 組 包 括 有 一 侷 限 連 桿 及 複 數 制 動 伸 縮 連 桿 組,該侷限連桿一 端係 固結於該 機座平 台,該侷限連桿另端係設有一接頭,用與該承

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

x 10^-4

圖 3.9 中科院所研發之自動水平穩定調整機構

本研究團隊期中報告後與此專利研發人員進行討論後，基於 類似的設計理念，設計出一個具有自動調整水平的機構，如圖3.10 所示。此機構藉由單軸加速感應器偵測平台是否傾斜，經回饋控 制設計，由線性驅動器修正平台之誤差，進而達到自動定平的結 果。由圖中可知，本團隊利用三隻成直角三角形之線性驅動器於 底 平 面 上 構 成 一 個 卡 式 座 標 以 利 修 正 誤 差 ， 整 個 機 構 係 利 用 Arduino開發版設計研發，目前測試達預期目標，此原型設計或可 運用於未來進一步的計畫案。

圖3.10 本團隊初步開發的自動定平機構