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港灣季刊99期(103年10月)

一、沉箱式碼頭震動台液化模型試驗與資料分析
    本研究以重力沉箱式碼頭為研究對象,典型沉箱式碼頭之配置如圖1沉箱式碼頭斷面圖(資料來源:「港灣工程專有名詞」)所示,其基本組成包括沉箱本體結構、背填礫石、背填砂、拋石基礎,整體坐落於海床上。選擇沉箱式碼頭做分析之原因有三:(1)沉箱式碼頭具有堅固且耐久的優點,為碼頭整建常用之碼頭型式,沉箱式碼頭在地震時需考慮土壤-沉箱之互制行為,而相關研究國內較為少見,現有沉箱式碼頭之抗液化強度分析均有待補正;(2)沉箱式碼頭在做為耐震結構時,與沉箱牆體重量成比例之地震力會作用於牆體,形成不利之條件,且考慮土壤非線性動態性質,以靜力分析方法難以反應結構物於地震時之動態反應,須以動力分析方法分析設計;(3)沉箱式碼頭之破壞經常由碼頭位移控制,以極限平衡法無法計算位移量。而發展考慮土壤-沉箱系統於液化前後之動態互制分析為進行相關結構設計、安全性評估及研擬防制對策之要件。

二、動力分析應用於板樁式碼頭之耐震性設計之研究
    本研究依據國際航海協會於 2001年提出之港灣構造物耐震設計準則為基礎,進行板樁式碼頭之動力分析,分析程式採用二維有限差分之FLAC程式,分析方式為有效應力分析,並以Mohr-Coulomb 模式來模擬土壤破壞之情況,同時考慮 Finn 模式以模擬孔隙水壓激發之現象。最後以具代表性之人造設計地震為輸入荷載,並以實際案例之參數作為選用之依據,進行非線性動力歷時數值分析,探討板樁式碼頭之性能表現,以供後續板樁式碼頭之耐震設計之參考。

三、淡水河河口段之河床水理特性及沙嘴變遷研究
    控制淡水河河口輸砂的主要因素為潮汐、波浪、流量、河口地形及懸浮質及底床特性等。挖子尾砂嘴灘線逐年變動並有持續溯河延伸及外擴的趨勢,砂嘴內凹的淺灘潟湖則趨淤淺。臺北港靠近北防波堤處之淺水區逐年向岸侵蝕,灘線則向海淤積。淡水河靠河口處之粒徑以中砂為主,河口內左側顆粒較細、右側顆粒較粗。淡水河砂丘存在,水流速度介於 0.5 -1.0 m/s屬低流速流況。在淡水河口底床最大砂丘高度約 1m,河口段之砂丘長度為25-70m。沙丘砂粒往下游運動亦間接證明砂源來自淡水河上游。淡水挖子尾砂嘴地形演變及河口之河槽斷面有逐漸淤積的趨勢,應持續進行水深量測及地形監測,並考慮兼顧生態及環境保育的條件下進行人工疏濬作業的可行性。

四、以Flow-3D模擬船舶航行於臺北港的興波特性研究
    本研究模擬船舶航行於臺北港所引發的興波效應,並計算船舶興波引發的水波震盪,波浪與堤岸作用所產生的反射波。首先,本文探討理想船模航行時波艏的興波夾角,得到的預測結果很接近文獻的預估值。再者利用電腦輔助設計工具來製作船模與港模,本研究設計模型有船模、港模與水深地形圖。船模有貨櫃船與拖船,港模則為臺北港模型,水深地形圖的製作是結合運輸研究所提供的水深地形資料,並結合 Google Earth 地圖上的精準空照圖繪製而成。解析船舶航行進入臺北港所引發的興波作用,本計畫的成員前往臺北港進行資料蒐集,拍攝一系列船舶進港與停泊靠岸的照片。藉由這些照片的輔助,我們模擬船舶進港停泊的過程可分為三階段:首先為拖船隨著大型船舶進港;再者當船舶到達停泊區,兩拖船協助船舶迴轉;最後為兩拖船協助船舶靠岸。這些過程引發的興波效應應用計算流體力學的技術加以模擬計算,產生的波高時序列分析於本文有詳加的探討。

五、臺北港平面流況分佈特性研究
    海域之水流分佈特性主要係受潮汐漲退變化及局部地形效應所影響,因此為瞭解海流在時間及空間上的分佈特性,必須進行海域現場流況觀測分析。本研究基於考量對船舶進出港口之航行安全,必須有效掌握港口航道水域平面流況分佈特性,遂藉由分析民國 94 年至民國 97 年間及 102 年,應用漂流浮標追蹤法及配合浮標流況追蹤時程所同步進行潮汐、水下定點流及陸域風速風向等觀測資料進行彙整與分析。經分析探討所得之觀測資料,除可瞭解海岸地形改變對區域流場特性的影響,亦可提供未來臺北港後續分析工程建設運用及研擬海岸地形變遷保護對策之依據。


本文原始來源(另開新視窗)

發佈日期:2017/04/24 15:38:02       更新日期:2017/04/24 15:38:02



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