跨越池上斷層之玉里大橋長期潛動分析研究

A STUDY ON THE LONG-TERM CREEP AND DISPLACEMENT CHARACTERISTICS OF THE YU-LI BRIDGE CROSSING CHIHSHANG FAULT

10.6652/JoCICHE.202003_32(1).0009

蘇進國(Chin-Kuo Su)；林宏軒(Hong-Syuan Lin)；宋裕祺(Yu-Chi Sung)；洪曉慧(Hsiao-Hui Hung)；趙國宏(Kuo-Hung Chao)；鄧文廣(Wen-Kuang Teng)；陳松堂(Sung-Tang Chen)；楊秉順(Ping-Shun Yang)

跨越斷層橋梁 ； 地表潛動位移 ； 土壤結構互制 ； 有限元素分析 ； crossing-fault bridges ； creep ground displacement ； soil-structure interaction ； finite element analysis

中國土木水利工程學刊

32卷1期（2020 / 03 / 01）

101 - 115

繁體中文

對於橋址座落鄰近斷層或跨越斷層之橋梁結構，主要的地震影響可歸納成瞬時反應及地表長期潛動位移等二類，前者以短時間釋放能量及速度脈衝為特徵，後者則以長時間地表緩慢變形為主，惟斷層發生相對錯動時，兩者均將造成橋梁上、下部結構間相對位移及結構體損傷等情形。為有效掌握跨越斷層或近斷層橋梁特性，本文以台9線玉里大橋為例，採用大地強制變位分析法，研析池上斷層長期潛動下的橋梁結構變形現況，並與長期量測資料進行比對，據此探討橋梁結構安全性及推估後續長期潛動發展趨勢。研究成果冀能對於學術研究或工程實務提供實質助益。

For bridges that are near-fault or crossing-fault, the ground motion that causes hazards can be categorized into short-term transient displacement and long-term creep displacement. The hazard cause by former can be characterized by accumulated energy dissipation in a short time and a conspicuous velocity-impulse behavior, and the latter can be distinguished for gradual deformation of structure due to long-term creep. However, both could induce adverse relative displacement between superstructure and substructure, and the structural members could damage or even progressive collapse while the displacement demand is less than the design capacity. In this paper, a case study of the Yu-Li Bridge was conducted to investigate the effect of long-term creep on the seismic behavior of bridges. A three-dimensional finite element model that incorporates both the whole bridge and the surrounding soil was established to take the soil-structure interaction effect into account directly. Using this model, nonlinear static analyses were performed to obtain the seismic responses of the bridge due to incremental displacement of the Chihshang fault. By a meaningful comparison with historic measured data, the seismic response and future development of the bridge associated with ground motion are both discussed. It is expected that the research results could provide useful and practical perception to those who are interested in the domains of near-fault or cross-fault ground research.

1. 李健宏,詹佩臻,吳亮均,林銘郎(2018)。跨斷層國道三號田寮 3 號橋與中寮隧道北口段變形機制。中國土木水利工程學刊，30(1)，17-28。
   連結：
2. Autodesk Inc..Autodesk Inc., AutoCAD Civil 3D User Manual..
3. Bowles, J. E.(1996).Foundation Analysis and Design.McGraw Hill.
4. Budhu, M.(2000).Soil Mechanics and Foundations.New York:Wiley.
5. Cernica, J. N.(1995).Geotechnical Engineering：Soil Mechanics.Canada:John Wiley and Sons Inc..
6. Das, Braja M.(1998).Principle of Geotechnical Engineering.PWS Publishing Company.
7. Ellis, Rick,Martin, Russell(2017).A Practical Guide to GIS in AutoCAD Civil 3D 2018.CADapult Press, Inc..
8. Rowe, R. K.(2001).Geotechnical and Geoenvironmental Engineering Handbook.Kluwer Academic.
9. 中野友裕、福島康宏、藤田亮一(2008)。非線形動的解析に基づく断層変位作用下のＲＣアーチ橋の損傷評価。コンクリート工学年次論文集，30(3)
10. 日本道路協會(2012)。道路橋示方書‧同解說 V 耐震設計編。東京:丸善株式會社。
11. 台灣邁達斯股份有限公司(2016)。台灣邁達斯股份有限公司，Midas GTS NX 使用手冊，台北 (2016)。
12. 交通部，公路橋梁設計規範，交通技術標準規範公路類公路工程部 (2009)。
13. 交通部，公路路線設計規範，交通技術標準規範公路類公路工程部 (2015)。
14. 交通部公路總局第四區養護工程處(2010).花蓮、玉里工務段轄區橋梁耐震補強評估報告書.花蓮:中興工程顧問股份有限公司.
15. 吉川卓、大木太、浦川洋介、角本周(2005)。PC 連続ラーメン橋の境界条件が面內断層変位に対する耐震性能に与える 影響。Proc. 28th JSCE Earthquake Engineering Symposium，京都:
16. 成富勝、武林和彦、管谷晃彦、大塚久哲(2003)。断層変位を受けるコンクリート連続桁橋の耐震対策案について。コンクリート工学年次論文集，25(2)
17. 宋裕祺(2011)。橋梁耐震能力評估與補強設計原理。公路橋梁耐震能力詳細評估與補強工程研討會，台北:
18. 林宏軒(2017)。台北，國立台北科技大學土木與防災研究所。
19. 松永昭吾、大塚久哲(2009)。道路橋における活断層変位対策の検討。第 30 回土木学会地震工学研究発表会論文集，福岡:
20. 胡植慶,劉啟清,楊燦堯,景國恩,鄭錦桐(2015)。經濟部中央地質調查所委託研究計劃經濟部中央地質調查所委託研究計劃,台北:經濟部中央地質調查所。
21. 胡植慶,劉啟清,饒瑞鈞,李元希,鄭錦桐,張午龍,陳卉瑄,景國恩,唐昭榮(2011)。經濟部中央地質調查所研究報告經濟部中央地質調查所研究報告,台北:經濟部中央地質調查所。
22. 胡植慶,劉啟清,饒瑞鈞,李元希,鄭錦桐,張午龍,陳卉瑄,景國恩,唐昭榮(2012)。經濟部中央地質調查所研究報告經濟部中央地質調查所研究報告,台北:經濟部中央地質調查所。
23. 張中白,蕭乃祺,陳燕玲,邱乙太(2017)。臺灣地區 106 年中大型地震震源資訊之快速彙整與提供，中央氣象局技術報告臺灣地區 106 年中大型地震震源資訊之快速彙整與提供，中央氣象局技術報告,台北:中央氣象局。
24. 張國鎮、蔡益超、宋裕祺、張荻薇、謝尚賢、廖文義、柴俊甫等人，鋼筋混凝土橋梁耐震能力評估系統，https://sercb.civil.tw/sercbbridgeweb/Default.aspx，台北(2011)。
25. 張竝瑜,陳文山,郭陳澔,黃文正(2015)。經濟部中央地質調查所委託研究計劃經濟部中央地質調查所委託研究計劃,台北:經濟部中央地質調查所。
26. 陳忠誠(2013)。因應斷層帶上橋面版抬升－會長高的玉里大橋補強大作戰。營建知訊，361，56-66。
27. 經濟部中央地質調查所(2013)。經濟部中央地質調查所，「臺灣之活動斷層分布與地表變形觀測」(2013)。
28. 葛岳淵,李彪,李思霖,張運鴻(2012)。池上斷層在玉里地區之電阻率構造。地工技術，131，97-104。