¶ 公路橋梁耐震評估與補強設計規範－第四章 耐震能力詳細評估 4.1 通則
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17第四章 耐震能力詳細評估
4.1 通則結構耐震能力詳細評估應綜合考量結構耐震容量與橋梁工址附近之地震需求等因素，藉由可信的結構力學方法進行相關分析，達到結構多重耐震性能評估之目的。
詳細評估時應蒐集評估之橋梁相關數據資料，除基本資料、構件材料種類與結構系統特性外，如所需資料不足或無法取得，致進行詳細評估有疑慮時，宜實施必要之相關檢測或試驗，以取得結構耐震容量計算使用參數，據以建立橋梁結構分析模型。
¶ 4.2 分析方法之選擇
規則性橋梁之結構非線性分析應採用靜態側推分析法或非線性動力歷時分析法；不規則性橋梁之結構非線性分析應採用非線性動力歷時分析法。
¶ 4.3 橋梁構材之非線性行為
¶ 4.3.1 鋼筋混凝土橋墩之塑鉸特性
¶ 4.3.1.1 鋼筋與混凝土之應力-應變關係
鋼筋之應力-應變關係應能反映鋼筋受力後之彈性與非彈性之特性。混凝土之應力-應變關係應能反映混凝土受圍束應力作用時，極限強度與極限應變會較無圍束者為大之現象。
¶ 4.3.1.2 鋼筋混凝土橋墩之塑鉸設定
鋼筋混凝土橋墩柱之塑性鉸特性應能反映撓曲破壞、撓剪破壞或剪力破壞等三種破壞模式。
¶ 4.3.1.3 鋼筋混凝土壁式橋墩之塑鉸特性
鋼筋混凝土壁式橋墩之分類如下：
(1) 低矮型鋼筋混凝土壁式橋墩：塑性鉸特性以剪力行為為主。
(2) 非低矮型鋼筋混凝土壁式橋墩：塑性鉸特性須考量撓曲與剪力行為。
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¶ 4.3.2 鋼橋墩之塑鉸特性
應能反映撓曲破壞、撓剪破壞及剪力破壞等三種破壞模式。
¶ 4.3.3 支承
支承之分析模式應根據使用材料及邊界條件給予適當模擬。視支承實際狀況適度反映剪力變形、滑動變形及支承損壞後與鄰近構件碰撞現象。
¶ 4.3.4 止震塊
混凝土止震塊之非線性模式應考慮止震塊縱向、橫向鋼筋與混凝土剪力強度之貢獻。
¶ 4.3.5 橋台
橋台模擬應依其結構型式、基礎型式及背填土性質等合理反映其地震作用時彈性與非彈性特性。
¶ 4.3.6 增設防止落橋裝置
之分析模式應能反映上部結構在地震時之最大位移小於防落長度。
¶ 4.4 基礎
進行橋梁結構地震需求與耐震容量分析時，結構系統模擬須適當考量基礎勁度。對於基礎與土壤互制之模擬，應依據地質調查與相關試驗資料，針對不同目的，選用適當之分析模式與參數。
¶ 4.4.1 基礎耐震評估與補強設計原則
既有橋梁基礎耐震評估與補強設計應符合下列原則：
1. 等級 II 地震作用下，基礎承載地盤容許發生液化，基礎系統若非主要塑性化構件，其受力與變形不可超過基礎系統之降伏狀態。基礎系統若為主要塑性化構件，其受力與變形可超過基礎系統之降伏狀態，基礎系統進入塑性化狀態，其反應塑性率應小於基礎系統之等級II地震容許塑性率。
2. 等級 III 地震作用下，基礎承載地盤容許發生液化，基礎系統若非主要塑性化構件，其受力與變形不可超過基礎系統之降伏狀態。基礎系統若為主要塑
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性化構件，其受力與變形可超過基礎系統之降伏狀態，基礎系統進入塑性化狀態，其反應塑性率應小於基礎系統之等級III地震容許塑性率。
¶ 4.4.2 基礎耐震分析之載重組合
基礎耐震分析需考慮下列載重:
(1) 主要載重
A. 靜載重
B. 靜土壓
C. 水壓
D. 浮力與上揚力
(2) 地震作用
A. 結構物重量引起之慣性力
B.
地震動態土壓
C.
地震動態水壓
D. 土壤液化與流動地盤
E.
地震時地盤變位
(3) 載重組合
(1)主要載重+(2)地震作用所有載重係數應為1.0應選擇最不利載重組合，進行基礎系統之耐震評估設計。
¶ 4.4.3 基礎耐震分析模式
基礎耐震分析應針對不同等級之載重組合，依據基礎形式、基礎構材與地盤材料之非線性特性，建立分析模型，計算基礎系統變形、基礎構材斷面力與地盤反力，以檢核基礎系統與構件之耐震性能。基礎地盤若會發生液化，應檢核土壤液化對基礎耐震性能之影響。
¶ 4.4.4 基礎系統與構件之彈性限度
可定義為基礎系統加載、卸載後，無明顯殘餘變形條件下所能承受的最大受力與變位狀態。
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¶ 4.4.5 基礎系統之降伏狀態
在載重作用過程中，因基礎構材塑性化、地盤塑性化或基礎上揚，使上部結構物慣性力作用位置上之位移開始急速增加之狀態，稱之為基礎系統之降伏狀態。
¶ 4.4.6 基礎系統之反應塑性率與變位
考慮基礎系統為主要塑性構件時，以下式計算基礎系統之反應塑性率與反應變位，若基礎地盤會發生液化，應考慮土壤液化的影響。
{}{}221(1)
1(/)
(
0)
1 1 (/)
( = 0)
2
acFayFacFayFFrFrrrr SrrSSrμμ−−+−+≠
+
(4-1)
其中，Frμ：基礎系統之反應塑性率；
Frδ：因基礎系統變形上部結構慣性力作用位置之水平反應變位；
Fyδ ：因基礎系統到達降伏狀態時上部結構慣性力作用位置之水平反應變位；
r ：基礎系統降伏後勁度與降伏前勁度之比值；
ayFS：基礎系統到達降伏狀態時之譜加速度；
acFS：基礎系統耐震檢核之設計譜加速度。
¶ 4.4.7 基礎系統之容許塑性率與變位
基礎系統容許塑性率與變位之決定，應將橋墩基礎系統之性能，限制在等級II地震容許發生可修復之損傷，等級III地震時橋梁不發生坍塌。
¶ 4.4.8 基礎構件之檢核
依據4.4.3節所計算之基礎構件斷面力，應滿足下列要求。
1. 等級 II 地震作用下，非塑性構件斷面力小於斷面設計容量；彎矩強度折=，剪力強度折減係數；
2. 等級 III 地震作用下，非塑性構件斷面力小於斷面設計容量；彎矩強度=，剪力強度折減係數φV =1.0。
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¶ 4.5 橋梁結構非線性行為之分析方法
¶ 4.5.1 靜態側推分析
橋梁結構施作靜態側推分析時，應依據構材斷面計算各構材之塑鉸性質，釐訂各構材之結構非線性特性後，再進行全體橋梁靜態側推分析。
¶ 4.5.2 非線性動力歷時分析
至少須採用三個工址附近具代表性之水平地震紀錄，調整至與所考量之地震需求等級對應之工址反應譜相符之水平地震歷時進行分析。
製作與工址設計反應譜相符之水平地震歷時時，應針對任一個水平地震紀錄，計算其5%阻尼之反應譜，並同時調整地震紀錄使得位於0.2T 至1.5T 週期範圍內任一點之譜加速度值不得低於設計譜加速度值之90%及於此週期範圍內之平均值不得低於設計譜加速度值之平均值，其中T 為橋梁基本模態之振動週期。
橋梁施作非線性動力歷時分析時，應依據橋梁結構與斷面計算塑鉸特性，選定合宜的遲滯迴圈模式，釐訂各構材之結構非線性特性後，再進行全體橋梁之非線性動力歷時分析。
¶ 4.6 橋梁耐震性能評估
¶ 4.6.1 靜態側推分析耐震性能評估
1. 整體結構耐震性能靜態側推分析所得之容量譜曲線經等值雙線性化程序可求得如圖1-1所示之
，再依圖1-1與表1-3可決定性能狀態A、B 與C 點對應之譜位移容量整體結構系統在不同地震等級下之譜位移需求,d IIS和,d IIIS可由雙線性化容量譜曲線各階段之非彈性位移，配合橋梁之振動週期與不同地震等級之設計反應譜計算而得，所求得之譜位移需求,d IIS和,d IIIS須滿足1.2.3節之耐震性能檢核規定。
2. 局部構材耐震性能當整體結構系統譜位移分別達,d IIS和,d IIIS時，由此階段對應之單一構材位移與轉角反應可求得各等級地震作用時，橋墩或基樁集中塑鉸區轉角韌性需求
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，以及等級II和等級III地震作用時，橋墩或基樁反曲點與最大彎矩處間。所求得之韌性需求μ 和μIIIII
1.2.3節之耐震性能檢核規定。
¶ 4.6.2 非線性動力歷時分析耐震性能評估
採用非線性動力歷時分析法進行耐震評估時，須分別以等級II和等級III地震對應之地表加速度歷時，利用非線性動力歷時分析求取橋墩或基樁單一構材於不同等級地震作用時之韌性比須滿足1.2.3節之規定。加速度歷時資料依第4.5.2節之規定。