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規範解說 第一章總則;原PDF第100–103頁。
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¶ 鐵路橋梁耐震設計規範|原檔第100頁
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鐵路橋梁耐震設計規範解說 第一章 總則 C1.1 通則 有關輕軌系統之結構耐震設計應依交通部頒布之「輕軌系統建設及車輛技術 標準規範」相關規定辦理。 C1.2 適用範圍 本規範僅適用於跨度 150 公尺以下之一般鐵路橋梁。特殊結構橋梁如吊橋等, 本規範並不適用,但規範中與橋型和跨度無關之規定,如等級Ⅱ地震水平譜加速度 係數 S 、等級Ⅲ地震水平譜加速度係數 S 、工址地盤放大係數等,應可參考使 a,II a,III 用。 C1.3 耐震設計基本要求 等級Ⅰ考量地震係指地震發生頻率波高,但地震規模不大之地震。 等級Ⅱ地震係考慮 50 年 10%超越機率之均布危害度分析而訂定,其對應地震 回歸期為 475 年。 等級Ⅲ地震係考慮 50 年 2%超越機率之均布危害度分析而訂定,其對應地震 回歸期為 2500 年。 耐震設計之基本原則是在不同等級(或回歸期)之地震作用下,橋梁能維持其 應有的性能,即:一、在等級Ⅲ地震(約 2500 年回歸期)作用時,橋梁不得產生 落橋或崩塌,以避免造成嚴重的人命、財產損失。因為地震之水準已經為最大考量 地震,若還限制其韌性容量之使用,殊不經濟,所以允許橋梁之塑性變形達其極限 值。二、在等級Ⅱ地震(約 475 年回歸期)作用時,允許橋梁產生可修復的塑性變 形。在等級Ⅱ地震時若限制橋梁須保持彈性,殊不經濟,因此容許橋梁在一些特定 位置產生塑性變形,但限制其容許值,藉以消耗地震能量,並降低橋梁所受之地震 力,惟產生塑性變形的位置最好在可檢視之處或容易修補的地方,以方便震後之修 80
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鐵路橋梁耐震設計規範解說 復。三、在等級Ⅰ地震(約 30 年回歸期)作用時,橋梁能保持在彈性限度內,使 地震過後,橋梁結構沒有損壞,以避免常需修補之麻煩。一般而言,對高韌性容量 及長週期的橋梁而言,此一目標可能控制構材之設計。 地震時由於各橋柱底部輸入的地震波,其振幅與相位不同,致使軌道所在平面 在伸縮縫處會產生較大的折角,可能會危及行駛中列車的安全性。因此地震時軌道 變位應加以檢核,使其小於容許值,以確保行車安全性。 需要檢核軌道變位之地震係等級Ⅰ地震,其工址堅實地盤短週期之水平譜加 I II 速 度 係 數 為 S = S / 3.25 , 工 址 堅 實 地 盤 一 秒 週 期 之 水 平 譜 加 速 度 係 數 為 S S I II S = S / 3.25。大地震時不必檢核,係考慮不要太影響結構設計,造成太大的投資。 1 1 C1.4 振動單元 茲舉一例說明橋梁沿橋軸方向與橫向振動單元的取法。如圖 C1-1 所示之橋梁 為四柱三跨連續梁橋梁,在 A、B 位置上設置伸縮縫,橋梁繼續往左、右延伸。 就軸向而言,中間兩柱上為固定支承,兩邊柱上為活動支承。因活動支承不會 傳遞地震力,故以軸向承受地震力而言,上部結構的梁與中間兩柱構成一振動單元, 兩邊柱另外視為兩個振動單元,兩邊柱應考慮活動支承產生的摩擦力,並將其視為 地震力作分析設計。 就橫向而言,四根柱頂均為固定支承,因此以橫向承受地震力而言,上部結構 的梁與四根柱子形成一個振動單元,即將圖 C1-1 所示的橋體整個視為一振動單元。 鐵路之軌道系統,為增加行車之舒適性,通常均採用長銲鋼軌,因此結構分析 應選取之振動單元並非僅為伸縮縫至相鄰的伸縮縫,而應酌以適度延長,以考量長 銲鋼軌的影響。此外,在橋梁配置上,若相同的振動單元重複配置,地震時軌道與 橋梁結構的互制效應較小,但如兩相鄰振動單元的勁度相差很多,則橋軌之互制作 用會較為顯著,勁度小的振動單元引致的地震力會透過鋼軌傳遞給勁度大的振動 單元。 鐵軌可能在地震時挫曲或拉斷,因此鐵路橋梁仍應以不考慮互制的情況為主 來分析設計,但仍需要再考慮互制的作用,以檢核如上述勁度大的振動單元之設計 是否恰當。 81
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鐵路橋梁耐震設計規範解說 C1.5 基面 基面係地震輸入橋體的水平面,其上之橋體即為本規範所訂的振動單元。通常 此基面訂在橋柱直接基礎下緣、樁基礎之基礎版下緣或沉箱上緣。事實上橋體結構 在基面下尚有土壤或基礎(如基樁或沉箱),因此要考慮其下土壤或土壤與基樁或 沉箱的互制作用,得到基面的等值基礎勁度,納入基面以上的橋體一起作分析。 若於地震時土層產生液化,則會喪失其傳遞地震波至橋體的能力及支承的能 力,此時應視該土層不存在,而將基面降低至液化土層的下方。當然屆時有一部分 基礎構造(如基樁),會變為振動單元的一部分,而此時的等值基礎勁度必須根據 降低後基面以下的構造特性去分析。 橋梁因沖刷或淤積,其基面會改變,設計時最好對基面可能的位置均檢核其安 全性。關於沖刷影響之考量,在等級 II 地震時,除須考慮河床長期的沖刷外,局 部沖刷部份,不必考慮最大洪水位之沖刷,但須考慮常水位之沖刷及最大洪水位沖 刷後之回淤,通常可考慮最大沖刷深度一半(不含長期沖刷)。 C1.6 耐震分析方法 以規則橋梁而言,按第二章靜力分析方法求得之設計總橫力與地震力之分布 已頗為準確。但對不規則性橋梁而言,其動力特性較為複雜,所以應根據動力分析 結果方可求得較準確之地震力與地震力之分布,故規定不規則性橋梁除靜力分析 方法外,應另用較精確的動力分析法作分析。 C1.7 韌性設計 橋梁結構若設計成在等級Ⅱ地震及等級Ⅲ地震發生時,其行為仍保持彈性反 應,殊不經濟,故本規範容許在等級Ⅱ地震及等級Ⅲ地震發生時,橋梁產生塑鉸, 並具有良好的韌性,控制橋梁引致的地震力不增加,同時有較大的變形能力而不崩 塌。上述橋梁的韌性行為須藉構材細部韌性設計來達成。因本規範制定上述兩種設 計地震力時,已考慮橋梁具有韌性,而將設計地震力加以折減,因此構材之設計應 符合韌性設計要求,否則橋梁的耐震能力會偏低,在很小的地震地表加速度下就可 82
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鐵路橋梁耐震設計規範解說 能會產生破壞。 如因細部韌性設計不易施工,而擬採用較不具韌性的細部設計時,則必須進行 韌性容量之分析,並依實際韌性容量換算容許韌性比,以求得較大的設計地震力作 分析設計。 83
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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。