第三章 鋼及玻璃纖維橋面格柵板試驗及分析
3.4 試體試驗構架裝置及加載歷時
Factor Weight of Car 0.8 1.75 50 0.4 2
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P Load Total kN
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上 (照片 3.6)。而為模擬貨車後輪行經狀況,本試驗亦使用 AASHTO 規範,將設計 輪胎載重轉化成一400 mm250 mm的長方形平板,並利用門型構架及 500 kN 油壓 制動器施力量予平板上,再由平板將力量傳至橋面格柵板。為減少平板邊緣與格柵 板接觸而產生的應力集中現象,本試驗亦在平板及格柵板之間放置一片與平板同等 大小的橡膠墊片,而其架設狀況如照片 3.6 所示。
3.4.2 油壓制動器
本研究在進行橋面格柵板加載試驗時,所提供施載力量的為一支 MTS 油壓制 動器,其最大輸出力量為 500 kN,衝程限制為±250 mm。在試驗過程中,每當油 壓制動器一移動,系統便會將油壓制動器的資料輸出連接至資料擷取系統,由擷取 系統接收油壓制動器上輸出之力量及位移。此外,由於在本研究試驗中共有兩種不 同的加載歷時需求,因此其相關加載速率將於本章下節 4.4.4 進行詳加敘述。
3.4.3 資料擷取系統
本研究所有試驗量測數據均藉由資料擷取系統收集,本試驗所採取之資料擷取 系統為 InstruNet 100 資料擷取盒,系統共有 64 個頻道可供資料收集,同時配合 InstruNet World 軟體之操作,可適用於多種不同形式之量測儀器,而有關於量測儀 器上之設定方式,皆依據 InstruNet World 軟體操作手冊進行設定。
3.4.4 試驗載重歷時
為了測試橋面格柵板在受到單一輪胎載重下的力學行為及驗證本研究於第二 章中所提出之等效勁度評估方法及理論近似解的適用性。在此本研究中將會進行兩
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種不同的試驗載重歷時來分別對兩種不同材料的橋面格柵板進行測試,以達到本研 究預設之目的,其兩種試驗載重歷時及敘述分別如下所示:
3.4.4.1 單向加載試驗
本研究中單向加載試驗採位移控制,其位移歷時為當油壓制動器位移未達到 2 mm 時,其施壓速率為 0.025 mm/sec,而當油壓制動器位移超過 2 mm 時,其施 壓速率將會調整至 0.05 mm/sec;每當致動器多增加 0.5 mm 位移,試驗便會稍停下 來,觀察格柵板、複合材料梁及螺栓接頭處是否有破壞情況,此動作將會一直持續,
直到最後將格柵板壓至破壞,其單向加載試驗歷時示意圖如圖 3.6(a)所示。
3.4.4.2 疲勞測試試驗
為了測試橋面格柵板在長期貨車行經下是否會發生材料疲勞現象,在此試驗 中也規劃了疲勞測試試驗。由於此橋面格柵板的主要預設用途為替代現有緊急救難 輕便橋鋼橋面板,以達到不須任何吊裝機具,僅用人力即可進行搬運及組裝的目的。
基於僅為救難用途,因此在其生命週期內,橋面格柵板所歷經的車子行經次數勢必 應遠小於一般公路橋面板需求。根據 AASHTO 規範 3.6.1.4.2,對於特殊橋面板系 統,其可通過下列指標來推估橋面板於生命週期內單行車道上的日行車數量:
ADTTSL p ADTT (3.3)
其中, p 為單行車道上車流量係數 (表 3.3),ADTT 為在其生命週期內單方向平均 日行車流輛,而ADTTSL則為生命週期內單行車道上的平均日行車數量。
在此研究中,假設此橋梁僅為單行車道,而在每次災難發生後,輕便橋只會 架設於災難現場兩個星期,且可連續使用 35 年,而在架設時間內(兩個星期內),
平均每十二分鐘便會有一輛客貨車經過,而一天則會有 120 輛客貨車通過,若此輕
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