r - The Hong Kong Polytechnic University

0.
406
K = 691N
(2)
兩 者 的 平 均 來 計 算 水 平 向 的 地 盤 反 力 係 數 。 必 須 注 意 的 是 ,(1) 式 與 (2) 式 中 地 盤 反 力 K 的 單 位 為
tf/m 3 , 而 N 則 代 表 土 壤 之 標 準 貫 入 度 。 求 出 平 均 地 盤 反 力 係 數 後 , 乘 上 每 一 段 基 礎 元 素 之 作 用 面 積
便 可 出 其 所 對 應 的 土 壤 彈 簧 係 數 , 本 研 究 對 於 水 流 以 及 車 行 兩 水 平 向 的 等 效 土 壤 彈 簧 都 以 此 方 式 來
處 理 。
接 著 有 關 主 梁 的 邊 界 支 承 條 件 , 可 分 為 其 與 A1 橋 台 、P1 橋 塔 和 P2 橋 墩 等 三 部 份 來 討 論 。 主
梁 在 A1 橋 台 的 現 地 支 承 系 統 由 多 種 支 承 機 制 組 成 , 其 組 合 構 件 包 含 拉 力 連 桿 、 人 造 橡 膠 支 承 墊 、
剪 力 榫 與 縱 向 水 平 鋼 纜 等 四 部 分 ; 其 中 兩 條 拉 力 連 桿 用 以 束 制 向 上 位 移 , 三 個 人 造 橡 膠 支 承 墊 承 受
垂 直 壓 力 , 兩 個 剪 力 榫 束 制 水 平 橫 向 位 移 , 十 二 根 縱 向 水 平 鋼 纜 束 制 水 平 縱 向 位 移 。 考 慮 這 些 支 承
配 置 , 本 研 究 對 於 主 梁 在 A1 橋 台 處 之 支 承 條 件 首 先 假 設 為 一 個 單 向 鉸 接 端 , 亦 即 束 制 住 UX、UY、
UZ、RX 及 RZ 等 五 個 方 向 。 至 於 主 梁 在 P2 橋 墩 的 現 地 支 承 系 統 則 包 含 盤 式 支 承 、 拉 力 連 桿 與 剪 力
榫 等 三 部 分 ; 兩 個 盤 式 支 承 近 似 橡 膠 支 承 墊 用 來 承 受 垂 直 壓 力 。 根 據 這 些 支 承 配 置 , 本 研 究 對 於 主
梁 在 P2 橋 墩 處 之 支 承 條 件 首 先 假 設 為 一 個 單 向 滾 接 端 , 亦 即 束 制 住 UY、UZ、RX 及 RZ 等 四 個 方
向 。 另 外 , 主 梁 與 P1 橋 塔 之 橫 梁 介 面 本 研 究 僅 設 定 垂 直 向 UZ 之 束 制 , 而 主 梁 與 P1 橋 塔 之 斜 柱 介
面 則 設 定 水 流 向 UY 之 束 制 , 以 上 關 於 有 限 元 素 分 析 的 各 項 主 梁 支 承 條 件 原 始 設 定 均 列 於 表 5。
經 由 上 述 的 斜 張 橋 有 限 元 素 模 型 建 構 , 接 著 我 們 便 可 應 用 SAP2000 軟 體 進 行 振 態 分 析 , 從 而 完
整 求 得 高 屏 溪 斜 張 橋 不 同 振 動 方 向 的 各 個 振 態 頻 率 與 其 對 應 振 形 。 透 過 全 橋 振 形 的 繪 出 , 足 以 清 楚
判 別 出 各 個 振 態 的 主 要 振 動 方 向 , 如 圖 7 與 圖 8 所 示 即 分 別 為 垂 直 撓 曲 第 一 振 態 (BV1) 和 水 平 撓 曲
第 一 振 態 (BH1) 的 有 限 元 素 分 析 振 形 。 藉 助 分 析 振 形 的 協 同 判 斷 , 我 們 可 以 進 一 步 針 對 表 1 至 表 4
所 列 的 十 個 主 梁 各 方 向 實 測 振 態 頻 率 找 出 其 對 應 之 分 析 振 態 頻 率 並 進 行 比 較 , 結 果 整 理 於 表 6。 從
表 5 高 屏 溪 斜 張 橋 有 限 元 素 分 析 模 型 之 主 梁 各 項 邊 界 支 承 條 件 調 整
Support Boundary
Constraint
Original
Modified
UX Yes 10 7 t/m
UY Yes Yes
A1 Abutment
UZ Yes Yes
RX Yes Yes
RY No 10 7 t-m
RZ Yes Yes
UX No No
UY Yes Yes
P1 Pylon
UZ No No
( 主 梁 與 橋 塔 斜 柱 )
RX No Yes
RY No No
RZ No No
UX No No
UY Yes Yes
P2 Pier
UZ Yes Yes
RX Yes Yes
RY No No
RZ Yes Yes
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