23桥梁工程-公共工程技术资料库.doc

2.3 橋梁工程 2.3.1 設計概述 道路工程於路線規劃時若遇有阻隔，如河川、溪流、山谷、湖泊、運河、公路、鐵路等，常須設置橋梁來跨越，本基本圖彙編所蒐集之橋梁係針對基層公共工程中常見之版橋及鋼筋混凝土Ｔ型梁橋，提供設計人員之引用參考，並就其引用設計規範、設計步驟、設計方法做概要介紹，使基層設計人員知所遵循。 橋梁所在上中下游區位、地質條件、河床質粒徑及組成、水量變化等環境條件均為影響橋梁設計及施工之要項，應併同現地氣候、人文環境與設計目標考量，決定橋梁之構法及工法，並依據河域之水文特性，慎選橋梁區位以避免洪氾災害；橋基位置應避免於水流攻擊面，橋墩數量及斷面應儘量避免影響通水斷面，以避免橋基之淘刷與通水斷面束縮造成之災害。 由於橋梁載重及服務等級應與連結道路等級相當，同時考慮施工道路之運輸能量及迴轉半徑，減輕大型構材之搬運問題，或考慮現地製作、組裝施工之可能性。 2.3.2 設計規範及準則 (1)公路橋梁設計規範 A. 「公路橋梁設計規範」－交通部(2001) B. 「公路橋梁耐震設計規範」－交通部(2000) C. 「Standard Specification for Highway Bridges」(AASHTO) (1996) D. 「道路橋示方書．圖解說」－日本道路協會(平成8年) (2)設計載重 A. 靜載重： 混凝土重：體積×密度(混凝土密度=2.4tf/m3) 瀝青混凝土重：體積×密度(瀝青混凝土密度=2.3tf/m3) 橋護欄：緣石、橋護欄混凝土及橋欄杆重 土壤重：體積×密度(土壤密度=1.9tf/m3) B. 活載重：AASHTO HS20-44(參考交通部90年設計規範2.5節) (A) 以貨車載重計算，貨車由橋頭走至橋尾，使簡支橋梁結構產生最大應力之載重情況 圖2.3-1　貨車載重示意圖 (B) 以車道(3m寬)集中載重及均佈載重，使簡支橋梁結構產生最大應力之載重情況 圖2.3-2　車道載重示意圖 比較貨車載重及車道載重兩者計算應力取值大者做為活載重設計。 有關AASHTO HS 20-44車輛載重，對簡支梁所產生之彎矩、剪力及反力可參考交通部90年頒布之公路橋梁設計規範附錄4。 C. 耐震設計（參考交通部89年公路橋梁耐震設計規範） 設計最小水平地震力V 其中 經上式修正後之值命為 則 為避免韌性較佳之橋梁在地震時過早產生塑鉸，上式計算值不得低於 ：設計地表水平加速度係數，為設計地表水平加速度與重力加速度g之比值。 C：工址正規化水平加速度反應譜係數。 W：橋梁設計單位全部靜載重。 Z：工址水平加速度係數。 I：用途係數。 ：起始降伏地震力放大倍數。 ：結構系統地震力折減係數。 ：結構系統特性係數。 ：修正之加速度反應譜係數。 D. 橋台及擋土牆之設計最小水平地震力V= E. 工址水平加速度係數Z 工址水平加速度係數Z，代表工址所屬震區回歸期475年地震地表加速度與重力加速度g之比值。  台灣地區劃分為地震甲區及地震乙區，其對應之加速度係數分別為0.33及0.23。各震區包括之直轄市、縣（市）及鄉（鎮、市）如下所列： 地震甲區：Z=0.33 宜蘭市、新竹市、新竹縣、苗栗縣、台中市、台中縣、彰化縣、南投縣、雲林縣、嘉義市、嘉義縣、台南市、台南縣、花蓮縣、台東縣。 高雄縣：三民鄉、六龜鄉、內門鄉、甲仙鄉、杉林鄉、美濃鄉、桃源鄉、茂林鄉、旗山鎮。 屏東縣：九如鄉、三地門鄉、內埔鄉、里港鄉、車城鄉、牡丹鄉、恆春鎮、長治鄉、來義鄉、泰武鄉、高樹鄉、春日鄉、獅子鄉、瑪家鄉、萬巒鄉、滿洲鄉、霧台鄉、鹽埔鄉、麟洛鄉。 地震乙區：Z=0.23 基隆市、台北市、台北縣、桃園縣、高雄市、澎湖縣。 高雄縣：大社鄉、大寮鄉、大樹鄉、仁武鄉、田寮鄉、永安鄉、岡山鎮、阿蓮鄉、林園鄉、梓官鄉、鳥松鄉、茄萣鄉、路竹鄉、湖內鄉、鳳山市、燕巢鄉、橋頭鄉、彌陀鄉。 屏東縣：竹田鄉、林邊鄉、東港鎮、佳冬鄉、枋山鄉、枋寮鄉、南州鄉、崁頂鄉、屏東市、琉球鄉、新埤鄉、新園鄉、萬丹鄉、潮州鎮。 金門與馬祖不屬上述任一震區。但其水平加速度係數可取地震乙區。 F. 用途係數I 國道、省道重要道路、跨越重要設施及地震後仍須維持機能之橋梁，I取1.2，上列以外之橋梁I取1.0。 G. 梁端防落長度N 圖2.3-3　支承長度示意圖 N=50+0.25L+1.0H N：最小梁端防落長度(cm)。 L：跨徑(m)。 H：由基面起算下部結構之高度(m)。對橋台而言，採用鄰近橋墩之橋墩高度，但單跨橋時，H=0 H. 土壓力 (A) 常時 註：本圖之角度以逆時針方向為正值 圖2.3-4　常時土壓力示意圖 a. 主動土壓力　 b. 被動土壓力　　　 式中 ：主動土壓力係數 ：被動土壓力係數 γ：土壤單位重 ：土壤內摩擦角 α：地表面與水平面之夾角 θ：擋土牆背面