一、前言
台灣橋梁受海島型氣候影響,環境中充滿鋼筋腐蝕 劣化的因子,本計畫以鋼筋混凝土橋梁為研究範疇。從 現有橋梁之健康度評估在不同時間點進行維護之延壽與 經濟效益。
主管單位:交通部運輸研究所港灣技術研究中心 計畫主持人:邱永芳、林雅雯 合作單位:國立臺灣科技大學 計畫主持人:邱建國
「橋梁殘餘壽齡與評估保全決策模式之研究(2/4)」
Development of A Bridge Lifetime Detection and Analysis Model
二、橋梁風險因子辨識
本研究將風險類別分為可視老化(visible)與潛勢危 害(invisible),如下圖所示。
橋 梁 風 險 因 子
可視老化 (visible)
潛勢危害
(invisible)
D.E.R.&U.
(CI)
結構耐震容量 (AI推論AyAc)
SSI
(D.E.R.&U.) 蒙地卡羅模擬
蒙地卡羅模擬 受損結構性能
修正模型
可靠度指標 元件老化
地震
洪水沖刷 風險因子
風險類別 風險指標 風險評估
三、橋梁風險分析
本階段將根據上階段所建議橋梁風險指標進行量化分 析,評估橋梁危害發生之機率,結合風險衝擊影響程度計 算流程如下圖所示。
元件劣化CI 地震DPA 洪水SSI
風險分析開始
劣化曲線建立
轉換為可靠度指標β
失敗門檻μ
l n S訂定
統計分析 橋梁分類
案例資料建置
蒙地卡羅模擬,找 出橋梁失敗機率
失敗門檻訂定
統計分析 橋梁分類
洪水事件產生器
人工智慧學習
橋梁維護成本推 估模式建置CfF
可視老化 危害潛勢
橋梁分類
材料劣化模式
橋梁側推分析
獲得風險機率PfE及 破壞程度
獲得風險機率PfF及 破壞程度 獲得風險機率PfM及
破壞程度
單橋綜合能力評量E(COST)
風險衝擊影響程度 危害發生機率
預計第三年度完成 本年度完成
橋梁維護成本推 估模式建置CfE
案例資料建置
人工智慧學習
橋梁維護成本推 估模式CfM
DPA指標與維修成本 關係建立
DPA指標與維修成本 關係建立 CI指標與維修成本關
係建立
SSI指標與維修成本 關係建立
地震損傷評估
蒙地卡羅模擬,找 出橋梁失敗機率
地震事件產生器 失敗門檻訂定
文獻建議值
不同機率展示成果 不同排序條件結果
條件搜尋
整合展示分析成果
下降值=平均下降 CI(考量變異數)
STAR
初始CI-下降值
<=門檻值
失敗次數+1
P=失敗次數/模擬次數n YES (需維修)
NO(不需維修)
i是否等於n
YES 橋梁
1.橋梁類型 2.車流量 3.距海遠近 4.CI下降趨勢
i=i+1 i=0
可視老化造成維修機率蒙地卡羅計算流程圖
下降值=發生洪水重現 其(1~200年)X對應下
降SSI STAR
初始SSI-下降值
<=門檻值
失敗次數+1
P=失敗次數/模擬次數n YES (需維修)
NO(不需維修)
i是否等於n
YES 跨河橋梁
1.所屬流域 2.SSI下降趨勢
i=i+1 i=0
洪水造成維修機率蒙地卡羅計算流程圖
TELES_ID
工程處 工務段 所在縣市 所在鄉鎮 洪水造成維修機率
A01-0020-098A
一區 景美 台北縣 貢寮 67.02
A01-005A-006A一區 景美 台北縣 汐止 33.39
A01-0050-017B一區 景美 台北縣 汐止 20.72
A01-0050-016A一區 景美 台北縣 汐止 12.35
A01-0020-026A一區 景美 台北縣 石門 12.03
. .
A01-0020-052A
一區 景美 台北縣 萬里 0.01
A01-0020-075A
一區 景美 台北縣 瑞芳 0.0
A01-0020-076A
一區 景美 台北縣 瑞芳 0.0
蒙地卡羅模擬洪水造成維修機率結果(節錄)
可視老化造成維修機率蒙地卡羅計算結果(節錄)
TELES_ID
工程處 工務段 所在縣市 所在鄉鎮 洪水造成維修機率
A01-0020-098A
一區 景美 台北縣 貢寮 0
A01-005A-006A
一區 景美 台北縣 汐止 7.97
A01-0050-017B
一區 景美 台北縣 汐止 38.83
A01-0050-016A
一區 景美 台北縣 汐止 14.51
. .
A01-0020-052A
一區 景美 台北縣 萬里 0
A01-0020-075A
一區 景美 台北縣 瑞芳 0
A01-0020-076A