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規範本文 第四章構材設計;原PDF第45–49頁。
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第四章 構材之設計 第四章 構材之設計 4.1 載重組合 鐵路橋梁耐震設計之地震效應載重組合應依本節之規定。 1. 構材以強度設計法設計時: (1) 1.2D + L + I + LF + B + E + SF + EQ E E E E E (2) 0.9D + B + E + SF + EQ E E 其中, D = 靜載重。 L = 地震時列車載重,參見 2.4 節中 LE之相關規定。 E I = 對應於 LE之衝擊載重。 E LF = 對應於 LE之煞車力。 E B = 浮力,取常水位。 E = 地震時動態土壓力。 E SF = 地震時水壓力,取常水位。 E EQ = 地震力,依第 2.3 節及第三章規定所計算者。 2. 檢核地震軌道變位時: L + I + LF + CF + 0.5T + E + B + SF + (EQ) E E E E E I 其中, CF = 對應於 L 之離心力。 E E T = 溫度效應。 E = 土壓力。 (EQ) = 檢核軌道變位之地震力,依 7.3 與 7.4 節規定。 I 3. 檢核長銲鋼軌對橋梁結構之影響時: (1) 1.2D + L + I + LF + 0.5T + B + E + SF + EQ E E E E E (2) 0.9D + 0.5T + B + E + SF + EQ E E 4. 鋼構材以工作應力法設計時: D + L + I + LF + B + E + SF + EQ E E E E E 25
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第四章 構材之設計 鋼構材之容許應力可提高 33%。 本節所有載重組合中,當地震力係沿行車方向時,計算地震力可不計列車載 重。 4.2 橋墩設計剪力 除壁式橋墩強軸方向外,橋梁耐震設計基本原則為容許等級Ⅱ地震發生時橋柱 先產生塑鉸,避免先產生剪力破壞及其他脆性破壞。若產生塑鉸則必須計算塑 鉸產生後構材設計剪力,並據以設計構材,以下就不同之構材說明塑鉸產生後 構材設計剪力之計算方法。 4.2.1 單柱橋墩 單柱橋墩二主軸方向及壁式橋墩沿弱軸方向,或構架式橋柱沿弱軸方向之設計 剪力,係以最早發生塑鉸斷面之最大可能彎矩強度除以對應之柱高估計之。鋼 筋混凝土柱之最大可能彎矩強度得以其計算彎矩強度乘以 1.3 求得,鋼橋柱之 最大可能彎矩強度得以其標稱降伏彎矩強度乘以 1.25 求得。計算最大可能彎矩 強度時,柱軸力得採用靜載重引致之軸力。 柱之設計剪力不必超過地震力V 乘以1.2α F 時彈性分析所得者。 II y u,II 4.2.2 具有雙柱或雙柱以上之構架式橋墩 具有雙柱或雙柱以上之構架式橋墩,橋柱之設計剪力為柱頂與柱底之最大可能 彎矩強度相加後除以柱之淨高。計算最大可能彎矩強度時,應考慮柱軸力變化 之影響。最大可能彎矩強度之計算得比照 4.2.1 節之規定。 柱之設計剪力不必超過地震力V 乘以1.2α F 時彈性分析所得者。 II y u,II 4.2.3 壁式橋墩 壁式橋墩強軸方向之設計剪力,為依等級Ⅰ地震下水平地震力、等級Ⅱ地震下 26
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第四章 構材之設計 水平地震力與等級Ⅲ地震下水平地震力之大值,經彈性分析結果再經載重組合 後計算之。弱軸方向設計剪力依 4.2.1 節之規定計算。 4.2.4 多跨剛接連續橋 行車方向為多跨剛接連續橋時,橋柱之設計剪力得依 4.2.2 節之規定計算。 4.3 接合部之設計剪力 帽梁與橋柱間、橋柱與基腳或樁帽間之接合部,其設計剪力應根據柱產生塑鉸 後之應力推算,但其值不必超過地震力為V 乘以1.2α F 時彈性分析所得者, II y u,II 並據以設計之。 4.4 基礎之設計力 橋柱之基礎設計力為橋柱產生塑鉸後,柱底傳至基礎之作用力。壁式橋墩沿強 軸方向之基礎設計力,則為橋墩剪力達標稱剪力強度時,柱底傳至基礎之作用 力。但均不必大於V 乘以1.2α F 時彈性分析所得者。 II y u,II 柱底產生的塑性彎矩及其對應的剪力、軸力如沿某一角度發生時,可能對基礎 產生最不利效應者,必須予以考慮,但不須考慮 2.10 節所述其他方向地震力之 載重組合。 4.5 支承系統之設計力 支承系統係指將上部結構力傳遞至下部結構之構件組合,一般包括垂直力傳 遞、剪力傳遞及抗拉拔等裝置。 4.5.1 支承系統之垂直承載力 支承系統之垂直強度須符合下述規定: 1. 等級Ⅰ地震作用下支承構件不得降伏。 27
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第四章 構材之設計 2. 支承系統之垂直極限承載力不得小於 R : BV R = R + R + 0.3 R (4-1a) BV d ( HEQ VEQ ) R = R + 0.3 R + R (4-1b) BV d ( HEQ VEQ ) 其中 R :靜載重作用下之支承反力。 d R :支承垂直設計壓力,為(4-1a)式與(4-1b)式之較大值。 BV R :以塑鉸產生後推算之支承垂直反力,其值不必大於V 乘以1.2α F 時 HEQ II y u,II 彈性分析所得之垂直反力。 R :垂直等級Ⅱ地震作用下,由彈性分析所得之支承垂直反力。 VEQ 4.5.2 支承系統之水平承載力 支承系統之水平強度須符合下述規定: 1. 等級Ⅰ地震力作用下支承構件不得降伏。 2. 支承系統極限強度不得小於以墩柱塑鉸產生後推算之支承水平力,但不必 大於V 乘以1.2α F 所引致之水平力。 II y u,II 4.5.3 支承系統抗拉拔承載力 支承系統之抗拉拔強度須符合下述規定: 1. 在等級Ⅰ地震力作用下,若支承承受之拉拔力 Q 為靜載重反力 R 之 50% d 至 100%時,橋梁應設置支承抗拉拔裝置,且此抗拉拔裝置至少應以靜載重 反力之 10%為拉拔力設計之;若拉拔力 Q 超過靜載重反力 R 時,抗拉拔 d 裝置應依1.2(Q − R ) 為拉拔力設計之,但不得小於靜載重反力之 10%。在 d 上述情況下,支承抗拉拔裝置承受之應力不得高於抗拉拔裝置之短期容許 應力。 2. 支承系統抗拉拔裝置之極限強度,不得小於依(4-2a)式及(4-2b)式所求得之 拉拔力 QBT。 28
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第四章 構材之設計 Q = Q + 0.3 Q − R BT HEQ VEQ d (4-2a) Q = 0.3 Q + Q − R BT HEQ VEQ d (4-2b) 其中, Q = 支承垂直設計拉力,為(4-2a)式及(4-2b)式之較大值,且不得小 BT 於 0.15Rd。 Q = 以橋柱塑鉸產生後所推求之支承拉拔力,但其值不必大於地震 HEQ 力V 乘以1.2α F 時彈性分析所得之拉拔力。 II y u,II Q = 垂直地震作用下,由彈性分析所得之支承拉拔力。 VEQ 4.6 P- ∆ 效應 穩定指數 QS超過 0.05 時,須考慮 P − ∆ 效應,QS定義如下: P∆ 0 Q = S V l u c (4-3) 其中 P = 載重組合下柱之軸力。 ∆ = 橋柱承受V 時,柱頂對柱底產生之相對彈性變位。 0 u V = 載重組合下柱之剪力。 u l = 柱高,可算至節點中心。 c 29
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來源:交通部《鐵路橋梁耐震設計規範》,110年11月30日。依交通部政府網站資料開放宣告註明出處;本站分章與導覽整理不代表發布機關認可或背書。查核日期:2026年8月31日。