第三章 現有港灣構造物安全評估方法之檢討
3.5 重力式碼頭結構破壞之新型評估方式研議
3.5.2 重力式碼頭之個別破壞指標
重力式碼頭在設計時必須做壁體滑動、壁體傾覆及基礎承載力檢 討,以確定碼頭之安全性。可見壁體滑動、壁體傾覆及基礎承載為造 成重力式碼頭可能破壞之主要機制。碼頭建造完成後,會造成壁體滑 動或壁體傾覆之可能性相當罕見,除非遇到大地震或海嘯或洪水等巨 大之天然災害。平時則以海浪掏刷、不當及過度之堤腳濬深,以及範 圍較大之孔洞發生時,可能對重力式碼頭之安全造成危害。
因此本節訂定重力式碼頭之破壞指標時,將以壁體滑動、壁體傾 覆及基礎承載之危害為主要依據,安全評估方法主要以整體結構為考 慮,個別構件之定義則以檢測段或個別結構段(如沉箱碼頭以每座沉箱 段或塊石堆疊碼頭以塊石段)加以區別。
重力式碼頭個別破壞指標估算時,如前所述不以能量累積做為破 壞指標,而以壁體滑動、壁體傾覆及基礎承載之危害為指標。其中如 構造段e 代表某一長度段碼頭之檢測單元(依實際檢測時之規劃而定),
該段碼頭於破壞調查及檢測時之數據,再由其中數個(p 個)較小段碼頭 之破壞情形平均得出。單一小段之破壞指標表示如式(3-23)及(3-24),
其中(3-23)式為碼頭壁體傾覆危害指標,(3-24)則為碼頭壁體滑動危害
指標: 3.5.3 重力式碼頭之整體指標(structural state index)
重力式碼頭之整體破壞指標,在計算時把其他檢測項目之數據一
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(setting loss of tilting ground),以個別檢測單元之範圍 估算。
β3=(1–孔洞體積占原體積比)=(1-Vtc/V0)=(1-Rvl)
式中V0為該檢測範圍重力式碼頭之總體積。重力式碼頭整體結構 安全指標相關之各種係數,經本階段研究修正後條列於表3-9 中。
表 3-9 重力式碼頭整體結構安全指標相關之係數
參數 範圍 定義 判斷依據
De ≥1.0 構件現況破壞係數 依檢測數據計算
ve ≦1 實測數據變異係數 (1-檢測數據誤差%)/0.95,若≦5%則 不以計入le ≦1 綜合損失係數 le 123
β1 ≦1 碼頭沉陷量係數 (1-Rsl) β2 ≦1 材料劣化係數 (1-Rdl) β3 ≦1 孔洞體積係數 (1-Rvl) 3.5.4 重力式碼頭結構安全評估
重力式碼頭的檢測數據代入上式相關公式計算後,可得出整體碼 頭破壞指標Φ值。由於在個別指標運算中已考慮安全係數之影響,如 碼頭壁體傾覆安全係數,根據交通部頒訂之港灣設計準則,於平時訂 為 1.2,考慮地震時則訂為 1.1;碼頭壁體滑動安全係數,於平時訂為 1.2,考慮地震時則訂為 1.0。故整體碼頭破壞指標Φ值可以單獨作為安 全評估依據,其與結構安全之相關性建議如下:
Level1:Φ值≧0.85 時,結構基本為安全僅需日常檢測維修即可。
Level2:0.85>Φ值≧0.68 時,結構安全有局部威脅,需進一步進行檢 修,但仍可使用。
Level3:0.68>Φ值≧0.50 時,結構安全有重大問題,應停止使用或做 即時監測並進行大型檢修。
Level4:Φ值<0.50 時,結構已重大毀損為不堪用狀態,應立即停止使 用並考慮重建計畫。