中原大學土木工程學系學位論文
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都市中由於人口與經濟快速成長，致各都市中普遍存在嚴重之交通問題，為滿足民眾之需求、解決嚴重的交通問題，除了原有的公車系統外，積極地興建捷運系統，是各個都市努力執行的工作。但是捷運系統完工通車之後，若不能與公車系統作一致性的整合，將產生路線重複性過高、乘客步行時間過久、候車時間過長…等不利使用問題，尤其是平行捷運之公車路線。因此，管理業者亟欲瞭解平行捷運公車路線之問題及調整方式，實為刻不容緩之議題。 有別於一般公車路網設計採全面性重新規劃，使用績效評估指標進行公車路線調整，本研究旨在針對平行捷運系統之公車路線，以最佳化分析進行部分重複路線及站點之調整。首先，就選定之研究地區分類出平行捷運之公車路線，並對這些路線進行路線之特性分析。隨後以「平行捷運公車路線總成本最小」為目標，其中總成本包含公車業者營運成本以及乘客使用成本，限制條件則考量符合乘客之預期路線、改變乘客最少的搭乘習慣、及降低調整所造成之衝擊，訂定路線調整之目標式以及所需之決策變數與限制式。模擬分析分為單一以及混合班距發車，運用最佳化模式，求解公車站點之去留、路線數以及選擇搭乘公車的乘客數，為一系統局部性改善之應用策略。
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摘 要 台灣地區之長途大眾運輸系統，除了現有之國道客運、台鐵客運、航空客運服務外，高鐵亦預計於民國94年通車，加入長途大眾運輸服務之行列。由於長途大眾運輸僅提供「線」的運輸服務，因此旅客需透過轉運服務之銜接，才能形成完整之長途運輸旅次，連結實際之起迄點。但現有公共轉運服務（如公車及計程車），有時間、空間、費率及其它運輸特性上之空缺，無法提供完整之服務，因此本研究探討中介運輸(paratransit)作為長途大眾運輸轉運服務之角色，並嘗試建立其運作系統。中介運輸係為介於私人運輸與大眾運輸間之公共運輸，其具有私人運輸之彈性，同時亦具有大眾運輸之公共服務性質；此外，中介運輸通常能提供需求回應(demand respond)、彈性路徑、彈性時間與及戶(door-to-door)之小眾運輸服務。 本研究首先說明中介運輸在整體運輸系統中之角色定位，並整理國外相關案例，同時探討中介運輸與其他運輸系統及各類活動地點結合之契機，以及台灣現有中介運輸服務之現況。其次就本研究所針對中介運輸提供轉運服務之結合標的--長途大眾運輸--進行特性分析，包括長途大眾運輸之需求趨勢與服務時間、運輸場站之區位、場站設施配置、停車場容量及費率等，此外亦提出長途運輸場站公共轉運服務所面臨之議題。接著釐清現有公共轉運服務之供給與需求現況，以瞭解轉運服務之供給缺口與顧客偏好。最後則是建立中介運輸服務系統之架構，包括管制者、營運者與使用者等層面之操作流程，並提出中介運輸系統營運與服務之績效評估指標。
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中文摘要 本文主要利用2N數值法處理結構動力問題，探討結構自然頻率接近載荷頻率時，所產生的共振現象及時間積分法因假設所造成的假共振問題。 計算的過程中乃利用解析處理方法建立數學模型進行分析，採用的是精細時間積分及狀態空間數值計算。其中為了使2N數值法的線性化誤差達到最小，在此引入動量平衡方程式的觀念。 由於2N數值法為解析計算法，所以沒有高頻消散能力，因此模擬物理問題為了降低物體因空間半離散所產生的不正確高頻反應，在模擬前先分析模型基本振態，再根據模型自然振動頻率的分佈並配合雷利阻尼的選取，使得2N-精細時間積分法亦具有高頻消散能力。 關鍵字：2N數值法、精細時間積分、狀態空間數值空間、動量平衡方程式、假共振。
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中文摘要 台灣地區農業水路過去考慮輸水效率及施工容易的前提下，以混凝土內面工為基本設計，塑造了光滑表面和單調流況之農水路，不利於生物在此種環境下生存與繁衍。隨著時代的變遷及產業的轉型，農政單位積極倡導生產、生活與生態的三生農業，農業水路工程應採用有利於創造生物多樣性空間的生態工法，提供動植物生存與繁衍的水域環境，以期恢復田野自然風貌。 本文針對現有矩形混凝土農業水路，進行生態化改善工程之探討，在不破壞現有水工結構物功能，考量結構和水理的安全下，於渠岸設置生態孔洞，營造出生物棲息處所，改善既有之光滑無孔隙而不利生物生存之混凝土渠面。為達上述目標，進行渠面生態孔洞之水工模型試驗，探討改善工程對水理特性的影響，在兼顧水理安全和環境生態下，求得生態孔洞最適之尺寸、深度及縱向間距；最後，藉由統計方法中的回應曲面法，來了解操作參數（孔洞之直徑、深度及縱向間距）對目標函數（水深）的重要性，在坡度1/250、流量0. 0384 cms、水深24 cm及渠寬30 cm等試驗條件下，經試驗分析獲得最適組合，在渠側底部連續開兩孔時，孔洞直徑/渠寬(D/B) = 3.28/30、孔洞深度/渠寬(d/B) = 0.7D/B及孔洞縱向間距/渠寬(L/B) = 5.32D/B；在1/2倍水深處連續開兩孔時，孔洞直徑/渠寬(D/B) = 3.40/30、孔洞深度/渠寬(d/B) = 0.69D/B及孔洞縱向間距/渠寬(L/B) = 5.01D/B；在渠側底部及1/2倍水深處連續開兩孔時，孔洞直徑/渠寬(D/B) = 3.34/30、孔洞深度/渠寬(d/B) = 0.6D/B及孔洞縱向間距/渠寬(L/B) = 4.84D/B。本試驗結果可提供相關工程規劃和設計之參考，促進農政單位加速生態化工程的推展。
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台灣地區受到地形與氣候的限制，水資源分配十分不平均，加上我國於民國91年加入世界貿易組織WTO後，各產業產量有所增減，相對的也影響到水資源的使用量，所以各標的用水量規劃將必須以區域性整體聯合調配作為考量，配合政府整體建設計畫，做適時的檢討修正，以符合各標的的用水需求。 本論文調查結果顯示，桃園地區各標的用水量以農業用水量為最大宗，佔整體用水量近70%，但近年來由於農田用地的休耕及轉作，使得農業用水量降至整體用水的50%左右；工業用水量則有與日俱增的趨勢；而生活用水量則隨著人口數的成長穩定增加。未來各標的用水量預估農業用水量將趨於一穩定的需求，在不休耕的情況下預估最大年用水量約為750百萬噸；工業用水量因未來政府整體開發建設計畫將持續增加至民國110年的452百萬噸；而生活用水量至民國110年預估為340百萬噸。總用水量至民國110年預估將為1541百萬噸。
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由於近年來台灣地區經濟發展迅速，在平地資源有限的情況下，山坡地之開發面積正迅速擴張，因此各種坡地安全防範機制逐漸受到重視，尤其對於坡地社區、學校等，建物之安全更需要建置一個坡安全管理系統，以期能掌握週遭環境的安全，降低災害造成的損失並保障人民生命財產之安全。 本研究將擷取國內各坡地管理系統之優勢，如簡易及傳統監測系統、航照技術、資訊系統架構、防災機制建立等，針對個別坡地社區、學校之特點，設計適合的坡地安全管理系統，並搭配傳統監測儀器進行安全觀測，此系統亦將提供監測數據管理及查詢之功能，綜合以上觀點設計一套自主型坡地安全管理系統，評估此系統應用於坡地社區以及學校之適用性。 本研究設計成果將以往繁雜的數據運算繪圖系統簡化，系統運作管理可利用本研究成果達成自主化，並利用資料庫建立監測數據查詢系統，使用者亦可透過網站系統提供的防災資訊協助防災機制運作。
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自古以來，橋樑肩負著聯絡情感與創造人類文明的重任。歐洲文藝復興和英國工業革命造就了西方科技的進步，也使西方社會進入了橋樑工程的新世紀。二十世紀初期懸索橋遂漸漸取代了懸臂鋼橋，如1937年的金門大橋。在二次世界大戰後，隨著電子計算機的發展，更促成了斜張橋的興起。而人們對於橋梁工程的要求已經不再只限於安全性，同時對於環保、經濟、美觀及舒適度等亦有所要求，而斜張橋正符合了這種時代性的需求，漸漸成為新興的橋梁主流。 斜張橋風力的設計與分析中，首重對於扭轉及垂向的耦合顫振、扭轉顫振發散判定以及抖振現象與渦激振動現象的探討。其中顫振發生原因為流體流經橋梁，產生氣動力勁度與氣動力阻尼，當氣動力阻尼與結構系統阻尼相互抵消，達到總體阻尼為零時，即達顫振臨界風速。抖振為逼近流場的速度擾動，對橋梁系統產生不穩定荷載及振動現象。本文由節段模型與全橋模型試驗與藉<公路橋梁設計指南>推估台北某斜張橋的顫振臨界風速、渦激振動可能發生風速進行比對，並檢驗顫振臨界風速是否高於顫振檢驗風速。 隨著橋梁技術的發展與進步，國內外橋梁正朝向超大跨徑橋梁的方向發展。對於斜張橋等大跨徑橋梁，風力的影響是一項不可忽視的重要因素，而國內尚無明確的法規與準則對於橋梁受風反應的進行檢核與規範。本文藉由節段模型與全橋模型風洞試驗的進行與顫振臨界風速、渦激振動發生風速的估算，期望能對於未來推動橋梁受風力影響規範的建立有所幫助。
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地工蜂巢格網為新興之地工合成材，於國內仍較少被使用，本研究目的即是希望能透過此一研究，對地工蜂巢格網在影響路基土壤承載力的提升與鋪面設計時可減少的舖築結構厚度，進行更詳盡之探討，以瞭解地工蜂巢格網應用於鋪面時的成效。 本研究前後可分為兩大階段，第一階段為以三種不同介面條件因子的地工蜂巢格網進行直剪試驗，剪動速率控制在1.0mm/min，砂土的相對密度控制為95%，以瞭解三種不同類型的材料與砂土的摩擦阻抗機制，並應用承載力公式，計算地工蜂巢格網加勁於砂土，可提升的承載力，研究結果顯示加勁後的砂土承載力比未加勁前的砂土承載力，上升至少2倍，由此可知當地工蜂巢格網應用於軟弱土層時，可提升承載力，增加施工的便利性。 第二階段為應用路基土壤強度MR值設計鋪面厚度，本階段透過對未加勁砂土施作回彈彈性模數試驗，得出原狀土壤的MR值，再透過路基土壤與上層級配複合而得的K值，經由前人的研究得出加勁後複合K值可能的上升範圍，轉換回加勁後的路基土壤強度MR值，應用此兩種不同的MR值設計鋪面厚度，交通量以都會區高速公路設計，由研究結果得出加勁後的基層厚度比勁前的基層結構層減少約24公分，地工蜂巢格網應用於舖面設計確實可有效減少舖築材料的使用，降低施工成本。
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中文摘要 大垮徑斜張橋為現代橋樑科技發展的一個重要的方向。主梁、主塔、斜拉索是構成斜張橋的三個主要構件。斜拉索在主塔上的錨固構造處理是斜張橋設計中必須考慮的重要細節，設計原則是要力求主塔受力明確，構造簡單，以方便斜拉索的施工與更換。由於錨固區受到強大的斜拉索力作用，因此，該處構造與傳力比較複雜且受力集中，需要在錨塊內配置預應力鋼腱，並做局部的分析研究。本文以台北縣某斜張橋作為案例，透過有限元素分析軟體ANSYS 8.1，探討錨塊在受到吊索拉力後的應力分佈情況，以確保斜拉索錨固區混凝土構造能符合設計應力的要求，達到安全的目的。 關鍵詞：斜張橋、混凝土錨塊、應力分析
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斜張橋在斜拉索的錨固區域結構複雜、受力集中是整個設計的重點部位。掌握錨固區域在強大索力的作用下的應力大小及分布情形是相當重要的。本文以台北縣某座斜張橋為實例，進行主樑端錨固區鋼錨箱的應力分析。透過有限元素分析軟體ANSYS，探討鋼錨箱在巨大索力之下的應力分布，並比較利用不同元素做分析時的應力分布與應力集中情形。本文並針對鋼錨箱應力較大的區域與可能發生疲勞現象的部位進行疲勞分析，以檢測在反覆載重作用下是否會發生結構安全上的問題。