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<TITLE>現代營建 404---門架式剛構RC橋之設計</TITLE>
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<center>

<font class="t1">門架式剛構RC橋之設計</font><br><br>
<table><tr><td valign="top"><FONT SIZE=3 color="darkred">□林楚儒／技師
</FONT></td></tr></table><br>

<table border=1 cellpadding=20 cellspacing=5 width=700 bgcolor="white" bordercolor="black"><tr valign=top><td>

<P ALIGN="JUSTIFY">一、前言</p>
<img src="404-01.gif" align="right">
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;跨越高速公路的單跨橋梁，並非一定是預力混凝土橋，如圖1所示之門架式剛構(Portal rigid frame) R.C.橋，其兩邊笨重的大牛腿係埋在兩開挖之邊坡的土裏，還好是看不到的，橋梁其實看起來還蠻輕盈，頗類似拱橋，也算是美觀之橋梁。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;此種鋼筋混凝土橋也只能在開挖的路面才能採用，而且土壤的承載力不能太差，左右兩牛腿處都要做成沉箱式，裏面皆逐箱室回填土方，工程進展較慢，況且要耗用大量混凝土，不是綠能所揭櫫之典範。以結構力學觀點而言，卻因係開挖路面，可將路面挖成梁的底部拱形狀，以省下支撐之鷹架及底部模版費用，此種剛構橋固然可以承擔橋梁本身呆重，也可撐起車輛所產生之活載重，但因兩端節點巨大之故，所以橋梁左右兩邊趨近於完全固接(Rigidity)情形，但對於溫度的變化就相當敏感，會產生很大的節點彎矩，所以梁兩端的鋼筋要充分延伸進入墩柱裏面。<br>

<P ALIGN="JUSTIFY">二、溫度及乾縮荷重之重要參數</p>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;溫度及乾縮之參數，上面說過對剛構橋兩端之巨大節點，因勁度很強，一點點的溫度上升或下降，就會使門架柱頂端產生很大的彎曲應力，尤以溫度下降影響最大，因混凝土乾縮就跟溫度下降的效果一樣，是同方向的荷重情況。至於混凝土潛變的行為，因本類型的結構只有直立的牛腿式之墩柱跟水平的大梁，算是主要的兩階段施工，而第一階段的墩柱向下的慣性之潛變行為，只是簡易的向下潛變變形量，而對於本結構不會產生額外之彎矩及剪力等等，重要參數如以下所敘：<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;混凝土乾縮係數：0.0002<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;混凝土潛係數：<img src="404-02.gif" valign="middle">=2.0<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;乾縮對混凝土的應力變化程度為<img src="404-03.gif" valign="middle"><br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;相當於溫度收縮<img src="404-04.gif" valign="middle">因此當溫度下降20C時，加上乾縮受潛變緩解的影響，就等於是27.86C的溫度降低量。<br>

<P ALIGN="JUSTIFY">三、牛腿墩柱之基腳的反應力之荷重組合</p>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (一)呆重+附加載重+車輛活載，Factor=1.0<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;經電腦計算門架式構架結果如下： <br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<img src="404-05.gif"><br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (二)呆重+附加載重+溫度下降+潛變+乾縮+車輛活載，Factor=1.25<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;經電腦計算門架式構架結果如下：<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<img src="404-06.gif"><br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (三)呆重+附加載重+溫度上升+潛變+乾縮+車輛活載，Factor=1.25<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;經電腦計算門架式構架結果如下：<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<img src="404-07.gif"><br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<img src="404-08.gif"><br>

<P ALIGN="JUSTIFY">四、反應力合併表</p>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(一)呆重+附加載重+車輛活載<br>
<center><img src="404-09.gif"><br><img src="404-10.gif"></center>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(二)呆重+附加載重+溫度下降+潛變+乾縮+車輛活載<br>
<center><img src="404-11.gif"></center>

<P ALIGN="JUSTIFY">五、配筋校核</p>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;箱梁部份<br>
<center><img src="404-12.gif"><br><img src="404-13.gif"></center>

<P ALIGN="JUSTIFY">六、橋台地盤反力係數</p>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;所謂地盤反力係數就是彈簧係數單位為t/m，對於承載的岩盤面而言，分為垂直於岩壁或沿著岩壁兩方向之彈簧如圖10所示。<br>
<center><img src="404-14.gif"></center>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;地盤彈簧係數：<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<img src="404-15.gif"><br>

<P ALIGN="JUSTIFY">七、結論</p>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;雖然現在設計橋梁的電腦程式很發達，但對於門架式剛構R.C.橋跟岩壁、岩盤的互制作用，電腦還無法有效模擬，只好以上述條列式的說明，才能設計成一座既美觀又安全的橋梁。<br>

</td></tr>
</table>
<p align="center"><br><a href="http://www.arch.net.tw"><img src="././pic/end_arch.gif" border="0"></a></p>
</center>
</BODY></HTML>