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高鐵列車引致地盤振動之遠域影響範圍評估

摘要 本研究藉由歷年對台灣高速鐵路之振動量測資料，使用原振動量法、淨振動量法及日本規範修正法，探討高鐵列車行經路堤結構、橋梁結構-淺基礎及橋梁結構-深基礎引致地盤振動之振波衰減係數(α)與振動波傳之影響距離(D)。同時針對各影響因子，包括列車之行車速度、結構體積、土層種類、剪力波速(Vs)、頻率因素等進行探討與比較。最後藉由上述之分析結果，針對其衰減模式與遠域影響距離建立高鐵遠域衰減及影響距離之相關特性。 依據本研究之結果顯示，日本規範修正法在衰減係數及影響距離之分析常顯示離散及不合理的現象，較不適合納入作為評估之依據，故建議以原振動量法及淨振動量法進行分析。 在遠域衰減係數(α)之整體頻率分析，路堤原振動量法及淨振動量法分別為1.2~3.8 (10-3/m)及3.3~7.9 (10-3/m)；淺基礎原振動量法及淨振動量法分別為1.8~2.9 (10-3/m)及4.2~8.8 (10-3/m)；深基礎之原振動量法及淨振動量法分別為0.9~1.9 (10-3/m)及2.4~6.3 (10-3/m)。結果顯示路堤與淺基礎之衰減趨勢為Vs愈大α愈小，而深基礎之趨勢結果則與淺基礎及路堤相反。 在遠域影響距離評估方面，分析其與車速、剪力波速及頻率之關係。以整體頻率而言，路堤影響距離之原振動量法及淨振動量法之範圍分別為172~306 m及273~811 m；淺基礎影響距離之原振動量法及淨振動量法之範圍分別為151~338 m及306~698 m；深基礎影響距離之原振動量法及淨振動量法之範圍分別為194~475 m及 414~1280 m。在車速部分，路堤與深基礎之趨勢大體上一致，為車速愈快，影響距離愈遠，但淺基礎之趨勢則不同。在剪力波速之評估方面，路堤及淺基礎為剪力波速愈大，影響距離愈大，但深基礎之趨勢則不同。 衰減係數及影響距離以1/3被頻譜之21個頻率進行分析，各結構之最大衰減係數發生之頻率，路堤、淺基礎及深基礎分別為63~100 Hz、25 Hz及63 Hz、40~63 Hz。而高鐵各結構之影響距離隨著1/3倍頻之頻率增加，而影響距離有隨之變小之趨勢。

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橋梁沖刷感測器的研發與測試

橋梁沖刷為橋梁破壞的主因之一，且對於橋墩與橋台的安全危害甚大。然而橋梁的沖刷因為隱藏於河流水面以下，因此不容易進行監測。近年來以有相當多的沖刷感測器被提出，但往往有其使用上的限制。本文只在開發一套新型橋墩監測儀器，具有可靠、經濟與耐久性且更換方便等優點。其組成是以微機電加速度計搭配簧片安裝於橋墩的不同高度，透過量測所得之加速度計歷時是否超過門檻值以及訊號平均值是否改變可用於監測水位、沖刷深以及流速。此外，本研究同時採用墩內攝影機、加速度計、雷射測距儀等儀器紀錄實驗過程，用以驗證新式簧片感測器的正確性。另一方面，本研究同時利用橋墩頂部加速度計歷時訊號搭配希爾伯特-黃轉換的時頻分析方式，探討橋墩基本振動頻率與沖刷深的間的關係。實驗結果顯示本文所提的簧片感測器可用於判定水位高、水土交界、回淤後高程與偵測傾倒之情形，且橋墩頻率隨沖刷深度增加而逐漸減少。

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土壤－結構互制效應對橋梁耐震評估之影響

由於土壤與地下結構僅能提供有限的束制能力，因此橋墩底部的勁度會低於理想固接支承下的邊界條件。結構勁度的降低會導致基本振動週期變長，雖然所對應的譜加速度減少，但結構的位移亦將隨之增加，故土壤─結構互制對橋梁耐震評估的效應有待討論。本研究分別建立橋墩底端固接與考慮土壤─結構互制效應下之樁基礎與直接基礎等三種數值橋梁模型，後兩者以等效土壤彈簧模擬土壤─結構互制，利用非線性靜力側推分析探討考慮土壤─結構互制效應對橋梁耐震評估的影響，並比較靜力側推與動力歷時分析於考慮土壤─結構互制效應下之差異。其次，利用參數分析探討不同土壤、基樁埋深、直接基礎尺寸等對橋梁耐震評估的影響。模擬結果顯示理想固接支承會導致較保守的設計，而考慮土壤─結構互制效應可有效降低柱底的韌性比。

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策劃性特殊活動之交通疏運計畫分析-以桃園縣跨年晚會為例

本研究探討地點固定、週期性舉辦、參加者多使用私人運具的策劃性特殊活動之參加者旅運選擇行為。首先本研究以問卷調查方式蒐集活動參與者之旅運選擇行為相關資料。其次，本研究提出策劃性特殊事件中參加者之出發時間、運具、路徑選擇行為模式。接著利用中觀運輸規劃軟體Cube建立此模式，以模擬分析策劃性特殊活動參與者之出發時間/運具與路徑選擇行為。最後應用此策劃性特殊活動旅運選擇模式分析各種疏運計畫對策劃性特殊活動活動參與者及一般用路人的衝擊。本研究以桃園縣跨年晚會為例進行案例分析。研究結果顯示：活動參加者對行程變動時間成本越重視，較會選擇適當的出發時間出發。減少公共運具使用成本與增加私有運具停車成本，能提高活動參加者使用公共運具的比例，提升路網整體績效指標值，有助於減少活動對非參加活動民眾的影響。

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探討斜張橋與脊背橋於不同塔高及內、 外置預力組合的力學行為

摘要 本文著重於分析斜張橋與脊背橋在不同塔高以及不同內置與外 置預力鋼鍵組合下之結構行為。 選定一單塔斜張橋並變換不同塔高後與另一座相同幾何形狀的 脊背橋做一系列的結構行為與工程效益之探討與分析。 本文中，我們用TANGO 軟體來分析與討論在不同載種組合下的主 樑彎矩、軸力、剪力、垂直變位以及索力的變化。 最終，再對兩種橋型的安全性與工程效益做比較，並期盼對未來 的工程師有所助益。 關鍵

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階段施工混凝土潛變的向量式有限元模擬

本文利用向量式有限元素法模擬梁、桿構件組成結構的混凝土潛變行為。對向量式有限元素法計算原理做介紹，並建立施工階段模擬程序。潛變為混凝土的重要力學特性之一，在固定載荷作用下變形隨著時間持續增加，在長期的載荷作用下潛變變形為彈性變形的2~3倍，同時靜不定結構還會產生應力重分配，進而影響結構的長期行為，因此結構的設計與施工應考量潛變的影響。利用向量式有限元素法及齡期調整有效模量法建立混凝土潛變的數值模擬程序，利用一些簡單算例來進行驗證。

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大型場館人員疏散模擬研究－以台北小巨蛋為例

隨著經濟活動的發展，大型場館舉辦多元文化活動的頻率日益增加，提供民眾不同性質的活動的參與，如：演唱會、歌舞劇、體育賽事、集會活動……等，且大型場館一年內舉辦活動的頻率高達83%。舉辦一場大型活動所容納的人數，也將近是場館建築物可容納的最大人數量，人數眾多的建築物也必須要有良好的人員疏散計畫，以避免突發事件的發生，讓場內人員造成不必要的傷亡。 本研究針對大型場館人員疏散模擬研究，以人員疏散模擬軟體Pathfinder，分別進行模擬模式的穩定性評估、模式的驗證、模式的應用與策略性評估。驗證模擬模式與真人散場時的情況做比較。在模式的應用與策略性評估上，模擬情境策略包括：逃生門/梯的使用與否、(分區)分時疏散、新增逃生梯、導引人員等，不同情境的組合來進行模擬研究。 本研究模擬結果顯示逃生門/梯開啟時，必須搭配場館內引導疏散的工作人員，避免場內人員不熟悉環境或是疏散人員移動方向有衝突，造成場內人員疏散不順暢，延長疏散時間。另建議場館內可考量新增一座逃生梯，可使總疏散時間縮短至18分鐘以內。