• 沒有找到結果。

3.第三年度(本年度計畫)

本年度研究以國內現有橋梁殘餘能力評估方法為基礎,並加入 生命週期成本導向之概念建置「橋梁殘餘壽齡與保全評估決策模 式」。此外,考量橋梁維護修復工法眾多,對於橋梁延壽之效果亦 有所不同。目前相關研究對於延壽技術如何施工、何時施工、施工 數量等問題較少探討,因此本研究收集目前公路總局採用的RC橋 梁維修補強工法與國內外延壽策略等相關文獻,確立不同RC橋梁 維修補強工法之適用性。依此建置RC橋梁各部位維修補強工法資 料,建置工法資料庫。並藉由人工智慧推論模式找出案例資料中,

輸入值(D.E.R.&U.)之調查結果與輸出值維修案例經費之映射關

係。藉此,可依據不同橋梁之D.E.R.&U.調查結果推論可能維護經 費。

最後,導入生命週期成本導向之概念,建置橋梁殘餘壽齡與保 全評估決策模式。由於同一橋梁在不同時間點執行維護下,有不同 之效益。即維修方案執行後使設施保持堪用狀態或延續壽命的程度 可能會有所差異。因此,根據各橋梁之殘餘能力曲線,針對單一橋 梁求得殘餘能力,再依狀況分析,決定橋梁因年限、外力影響受損 之最佳維修時機與預算。

此外,在考量公路橋梁管理單位橋梁現況且維護經費有限情形 下,管理單位無法同時對所有橋梁進行全面檢測與修復之工作。因 此,將有限資源做最有效運用更顯重要。橋梁殘餘壽齡與保全評估 決策模式將同時考量各橋梁所評估之現況及未來可能遭遇風險機 率,輔助公路管理單位針對單一橋梁進行預算分配及經費估計,依 不同橋梁現況有效投入經費進行維護與補強工作。

本年度研究分成四個研究階段,共八個步驟,擬定本研究執行 流程,如下圖1.3所示:

圖1.3 研究執行流程圖

其規劃工作項目與內容,分述如下:

第一階段:研究背景分析及擬定研究架構 步驟1.現地調查與專家座談會

此步驟將現地調查三座橋梁並進行細部評估分析,比對地震、載 重、洪水沖刷維修機率評估結果,以修正既有維修機率預測模式。

首先選擇定期進行D.E.R.&U.且具完整檢測資料(含初步與詳細耐 震能力評估)之橋梁。除依現有之檢測資料比對劣化預測模式所得結 果外(包含:氯鹽含量,中性化深度與鋼筋腐蝕量等),並使用貝氏 定理建立檢測資訊回饋修正機制,可減少時間累積誤差以增進預測準 確度。另外,依耐震能力評估結果,及既有實驗資料以決定各損傷狀 態之界限值,再依其所處區域之地震危害度分析結果評估其維修機 率,並與現有模式之推估值進行比對及修正既有預測模式。

最後舉辦專家座談會及養護工程處說明會各一場,針對現地調查 結果與維修機率預測模式進行討論修正。

步驟2.收集國內外維修工法經費與相關資料

收集目前公路總局採用的RC橋梁維修補強工法與國內外延壽策 略等相關文獻,確立不同RC橋梁維修補強工法之適用性。依此建置RC 橋梁各部位維修補強工法資料,建置工法資料庫。

步驟3.建置維修工法資料庫

本研究初步收集歷史維修紀錄,分別收集非跨河及跨河橋維修案 例,建置維護資料庫。

步驟4.單橋維護成本最佳化模式確立

本階段延續去年度研究成果,初步擬訂單橋維護成本最佳化模 式,應用前年度所建立之橋梁維修機率模式分別計算不同維修方案之 風險影響衝擊程度(5、10、15、20、25及30年),再以最佳化模式找出 最低生命週期成本之維修組合,於第三章詳細說明。

步驟5.橋梁維修機率

橋梁維修機率可分成三個部分,依地震、洪水、元件老化順序介 紹,將依步驟分別得到各橋梁5年、10年、15年、20年、25年及30年之 維修機率。

步驟6.風險衝擊影響程度

風險衝擊影像程度評估中(1)地震部分參考文獻建議使用損傷超 越機率及風險成本;(2)可視老化及洪水則使用人工智慧推論模式-演化 式支持向量機推論模式。

第三階段:單橋維護成本最佳化 步驟7.單橋維護成本最佳化

由於單橋一百年橋梁生命週期中,不同構件損傷與不同工法之維 護方案與維修時間點組合項次難以估計,將高達數億種組合方案。若 以傳統試誤法等方式求解,將無法在短時間內達到答案。因此,本計 畫 用 於 搜 尋 物 料 配 置 最 佳 化 所 使 用 之 模 式 - 生 物 共 生 演 算 法

(Symbiotic Organism Search,SOS),SOS為鄭明淵學者和Doddy Prayogo學者所發展的一種新的最佳化演算法;通過模擬生物生存在生 態系統中與其他生物共生的策略,用以模擬數值優化及解決工程上設 計的問題;此模式之發展可用來解決需要大量計算的工程及管理類的 最佳化演算法相關問題上。

本階段初步擬訂單橋維護成本最佳化模式,分別計算不同維修方 案之風險影響衝擊程度(5、10、15、20、25及30年),再以最佳化模式 找出最低生命週期成本之維修組合。

步驟8.根據單橋維護成本最佳化成果,提出管理策略

根據前一階段單橋維護成本最佳方案成果,可評估維修時間點與 方案,如進行預防性維護將提升橋梁使用期限。因此可考量單橋各構 件之維修方案與加總後之生命週期總成本,就可提出符合工務段需求 且之提前維修方案。