| 姓名 |
陳威廷(Wei-Tin Chen)
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畢業系所 |
營建管理研究所 |
| 論文名稱 |
生命週期導向橋梁評估系統之研究
(Research of Life-Cycle Based Bridge Evaluation System)
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| 摘要(中) |
在公路建設上，為跨越河川、山谷等障礙物，橋梁便成為路網構成不可或缺的元素之一。依據交通部橋梁維護管理單位的普查與統計資料，目前全國橋梁橋齡多數已超過20年以上，隨著老舊橋梁之數目逐漸增多，政府勢必逐年增加橋梁的維護費用，因此必須賴以宏觀的生命週期角度來審視整體橋梁的保固維修，並制定適當之檢查維修機制，以減少公共工程經費之支出。
而橋梁的生命週期從規劃、設計、施工、到維護，每個階段都是必要的考量因素，而建立生命週期導向橋梁管理系統即可整合規劃、設計、施工、維護各階段所需面臨之管理資訊。但是生命週期各階段未經過濾的龐雜資料對一個急需瞭解目前情形的管理人員為相當沈重的負擔，甚至連專家也容易發生判斷上的錯誤。就另一方面而言，單一性的檢測表格與權重分數資訊，卻也使得管理人員不知其代表的真正含意。
本研究嘗試利用針對橋梁生命週期相關資料設計完成之安全性、耐久性二指標，以及生命週期成本分析，建立一套合理之評估建議準則，用以輔助橋梁管理者於生命週期各階段可以對每一座橋梁進行評估，並擬定適當的橋梁管理策略，以此方式期望可以解決橋梁在生命週期分析時的資料繁雜不易處理。此外，並初步設計一個除了指標評估外，亦能針對生命週期各階段、各評分不同範圍提供狀態說明與專家建議資訊給予管理者之評估系統，而此系統亦可提供使用者以生命週期成本為考量做較佳方案的選擇。 |
| 摘要(英) |
There are more than 23,000 bridges in Taiwan. According to the statistical information from the Ministry of Transportation and Communications, most of the bridges are between 20 to 40 years of age. To achieve effective management functions, an evaluation scheme is needed for examining conditions of the bridges. However, since performance of a bridge is significantly influenced by decisions made in its planning, design, construction, and maintenance phases; the evaluation scheme should be extended to cover all the life-cycle phases of the bridge.
This research aims at establishing a bridge evaluation scheme that comprises of a Safety index, a Durability index, and an analysis of life-cycle cost for a bridge. The evaluation scheme is structured to cover the planning, design, construction, and maintenance phases of a bridge. For the Safety and Durability indices, a scale between 0 and 100 can be calculated based on the input data of the bridge at each of the four phases. For the life-cycle cost analysis, the life-cycle costs can be obtained for various alternatives at the planning phase, and the bridge’s life-cycle costs can also be calculated at the later phases.
Based on the established scheme, an automated life-cycle based bridge evaluation system (LCBBES) is developed in this research. LCBBES is able to provide suggestions, obtained from interviewed bridge experts, for the bridge that are rated low in their Safety and Durability indices. LCBBES also allows a user to select a better option among alternatives based on estimated life-cycle costs. LCBBES is planned to be field tested in the near future at agencies which are responsible for performing bridge management functions. |
| 關鍵字(中) |
★ 安全性
★ 生命週期
★ 橋梁管理系統
★ 耐久性
★ 生命週期成本 |
關鍵字(英) |
★ Life Cycle Cost
★ Bridge Management System
★ Life Cycle
★ Durability Index
★ Safety Index |
| 論文目次 |
碩博士論文授權書 I
謝 誌 II
論文摘要 III
Abstract IV
目 錄 V
表 目 錄 VII
圖 目 錄 IX
系統畫面目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 研究內容 4
1.4 研究範圍 5
1.5 研究流程及方法 5
1.6 論文架構 7
第二章 文獻回顧 9
2.1 橋梁管理系統之定義 9
2.2 橋梁管理系統之發展 11
2.2.1 美國橋梁管理系統之發展現況 11
2.2.2 歐洲地區橋梁管理系統之發展現況 13
2.2.3 日本橋梁管理系統之發展現況 13
2.2.4 我國橋梁管理系統之發展現況 14
2.3 生命週期導向橋梁管理系統之定位 16
2.4 生命週期橋梁安全性、耐久性、經濟性分析之簡介 19
2.4.1 混凝土橋梁安全性指標及評估方法 19
2.4.2 混凝土橋梁耐久性指標及評估方法 22
2.4.3 橋梁生命週期經濟性成本分析模式 24
2.5 公路橋梁檢測評估準則及常用維修工法簡介 27
2.5.1 橋梁各檢測評估準則 27
2.5.2 橋梁D.E.R.&U.目視檢測評估準則簡介 30
2.5.3 國內橋梁常用維修工法簡介 31
2.6 小結 34
第三章 橋梁安全性與耐久性指標評估之研析與架構 35
3.1 安全性指標於各階段使用之初步分類 36
3.2 耐久性指標於各階段使用之初步分類 40
3.3 安全性指標及耐久性指標與檢測維修項目初步整合 42
3.3.1 D.E.R.&U.檢測項目與維修項目資料彙整 42
3.3.2 安全性及耐久性指標與檢測維修項目彙整 45
3.4 橋梁安全性與耐久性指標評估模組架構 49
3.4.1 橋梁安全性與耐久性指標評估模組架構 51
3.4.2 指標評估運作架構 52
3.4.3 系統提示與建議輔助功能運作架構 54
3.4.4 安全性與耐久性指標評估模組資料庫初步規劃 58
3.5 小結 62
第四章 橋梁生命週期經濟性成本分析之研析與架構 63
4.1 橋梁生命週期經濟性成本分析之探討 63
4.2 橋梁生命週期經濟性成本分析之模組架構 66
4.2.1 橋梁生命週期經濟性成本分析模組 67
4.2.2 橋梁興建總價概估模組 68
4.2.3 橋梁生命週期成本分析模組 74
4.3 小結 82
第五章 系統簡介與操作 83
5.1 應用程式與開發工具 83
5.2 系統操作與功能簡介 84
5.2.1 橋梁安全性指標評估模組 86
5.2.2 橋梁耐久性指標評估模組 93
5.2.3 橋梁生命週期經濟性成本分析模組 96
5.3 案例實作與驗證 109
5.3.1 橋梁案例實作 109
5.3.2 橋梁案例實作結果分析 119
5.4 小結 120
第六章 結論與建議 121
6.1 研究結論 121
6.2 未來研究方向與建議 123
參考文獻 125
附 錄 128
附錄A 安全性指標評估表格 129
附錄B 耐久性指標評估表格 136
附錄C 指標整合「提示與建議」列表 138
附錄D 各階段指標項目及欄位列表 158
附錄E 橋梁總價概估模組項目及欄位列表 164
附錄F 橋梁生命週期成本分析模組項目及欄位列表 166 |
| 參考文獻 |
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2.Håkan Sundquist, Raid Karoumi, “Whole life costing and degradation models for bridges”, 2003
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35.劉偉文，”資訊管理系統與企業決策效能之探討”，碩士論文，大葉大學事業經營研究所，民國92年
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38.盧智宏，”橋梁防落裝置耐震行為之研究”，碩士論文，國立台灣大學土木工程學研究所，民國91年
39.蕭清輝，”橋梁工法成本分析與最佳化初選模式研究”，碩士論文，中華大學土木工程學系，民國90年
40.謝忠穎，”鐵路橋梁管理系統架構之研究”，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，民國91年 |
| 指導教授 |
姚乃嘉(Nie-Jia Yau)
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審核日期 |
2004-7-18 |
| 推文 |
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