車橋互制理論於橋梁損傷識別之應用

在地震與颱風等天災過後，橋梁的安全性是相當重要的課題。橋梁頻率為一項十分重要的振態參數，它隨著橋梁結構勁度的改變而改變；相對模態振型和阻尼而言，橋梁的頻率資訊比較容易擷取，因此有關橋頻的量測法，在過去的半個世紀已有成熟的發展。傳統的橋梁識別方法是直接將感測器安裝於橋梁上，並利用感測器所量測到的橋梁動力反應，進行頻率之識別，此法稱之為直接量測法。 自2004年以來，Yang等首創另外一種量測方式，以改善直接量測法的缺點，提供更機動且經濟的好處，吾人稱之為間接量測法，其概念是將感測器安裝在移動的車輛上，讓車輛行駛通過橋梁並記錄其反應，再從車體的動力反應分析中擷取出橋梁的頻率資訊。由於其具高機動性，在天災之後能更快速地檢測橋梁並獲取相關模態資訊，提供工程師破壞檢測與安全評估之參考依據。 本研究目的在於利用數值模擬，進行橋梁間接量測法之探討。首先，從基本的車橋互制理論開始推導，探討光滑路面下的間接量測結果。接著，引入路面粗糙度之影響，分析在不同等級路面粗糙度下量測車車體之反應。此外，也將利用前後相連的伴隨車通過橋梁，所獲致的反應頻譜，予以相減，以排除路面粗糙度干擾之影響。另外，針對數個假設的損傷情境，將嘗試利用結構傳遞率，來進行橋梁結構的損傷識別。最後，根據本文各章的例題分析，吾人將針對各種案例及其效應提出具體結論，並對未來研究之研究方向提出參考意見。