鼎型塊織布橋基保護工法之現地試驗與成效評估(2/4)-橋基沖刷數值模型建置與分析

簡介

本計畫針對地工織布應用於橋墩基礎保護工法，以國道3號大甲溪橋為研究對象，於109年完成現地地工織布保護工法之鋪設，驗證地工織布保護工法之施工可行性，並於110-111年進行觀測，本年度(112年)除延續觀測試驗橋址鼎型塊的穩定性及成效評估外，另透過室內水工模型試驗結果檢定數值模擬所需參數，以FLOW-3D建置三維數值水槽模型，藉以探討鼎型塊+織布之條件設置及模擬程度，做為後續計畫於現地保護工數值模擬使用及分析之依據，以合理模擬分析及評估現地保護工之成效。
本計畫透過室內水工模型試驗、現地鋪設試驗及數值水理分析模式進行探討，以建立多元分析驗證及成效評估方法，做為橋管單位鋪設橋墩基礎保護工法之應用，相關成果可提供大甲溪下游之橋梁管理單位如公路局、高速公路局、臺灣鐵路管理局以及縣市政府等單位未來施政之應用。
研究成果效益：
1. 藉由現地試驗，驗證地工織布結合鼎型塊保護工法之成效，提供橋梁管理單位未來設置相關保護工決策之參考。
2. 延續前期室內水工模型試驗成果基礎下，建置鼎型塊+織布三維數值水理分析模型，可做為未來建立多元分析驗證方式之基礎。
提供應用情形：
1.本計畫研提之地工織布結合鼎型塊保護工法，已鋪設於國道3號大甲溪橋P22L、P23L及P24L橋墩基礎保護工作及提供橋管政策上之積極創新管理作為。
2.本計畫所進行的室內水工模型試驗方案、現地橋址保護工鋪設案例及數值模擬案例，可提供本所及相關單位後續研究之參採。

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目次

目 錄
目錄 Ⅰ
圖目錄 Ⅹ
表目錄 XV
第一章 前 言 1-1
1.1 研究緣起 1-1
1.2 研究目的 1-2
1.3 研究方法 1-2
1.4 研究內容與流程 1-3
第二章 文獻回顧 2-1
2.1 地工織物在山區道路邊坡保護之應用 2-1
2.2 地工織布於海洋環境中之工程特性 2-2
2.3 地工合成材料在永續工程之應用 2-3
2.4 模擬濁流中地工織物損傷之室內試驗 2-6
2.5 國道1號中沙大橋墩基沖刷治理計畫委託技術服務工作 2-9
2.6 台13甲線北勢大橋橋基裸露之應變對策及耐洪評估 2-10
2.7 本所歷年橋墩保護工法之研究 2-14
2.8 三維數值水理模式應用於橋墩底床沖刷相關文獻 2-25
2.9 小結 2-28
第三章 地工織布保護工法保護成效觀測與評估 3-1
3.1航拍觀測規劃 3-1
3.2成效觀測 3-4
3.3成效評估 3-12
第四章 數值水理分析模型建置 4-1
4.1 FLOW-3D簡介 4-1
4.2 FLOW-3D控制方程式 4-2
4.3 數值方法 4-12
4.4 室內水工模型水槽試驗 4-21
4.5 數值水理模型建置 4-29
第五章 階段性成果發表與應用情形 5-1
5.1 獲中華民國發明專利 5-1
5.2 參與「2022台灣創新技術博覽會」發明競賽 5-3
5.3 參與交通部創新提案制度審查 5-4
5.4 階段性成果發表與推廣 5-5
5.5 實務應用情形 5-8
第六章 結論與建議 6-1
6.1 結論 6-1
6.2 建議 6-2
6.3 研究成果效益 6-3
6.4 提供應用情形 6-3
參考文獻 參-1
附錄一 專家學者座談會會議紀錄 附錄1-1
附錄二 第1次工作會議紀要 附錄2-1
附錄三 第2次工作會議紀要 附錄3-1
附錄四 第3次工作會議紀要 附錄4-1
附錄五 期末審查意見及辦理情形說明表 附錄5-1
附錄六 簡報資料 附錄6-1