橋梁水力災害學

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鑑於天然災害的無法避免，而且人類所知的學理與經驗甚為有限，若能針對目前或歷年來已發生、乃至於未來可能發生的重大災害，進行詳實的調查，並進行系統化的歸納分析與記錄，重視災害經驗的汲取與傳承，既可據以增進橋梁工程設計的信心與改善防災的能力，同時亦可建立一套防災減災的資料庫系統。

PART 1
第一章 前言....................................................................................1-1
1-1 動機與目的....................................................................................................................1-2
1-2 課題探討........................................................................................................................1-3
第二章 橋梁水理概述....................................................................2-1
2-1 橋梁於河道中設立墩基之影響....................................................................................2-2
2-2 河川明渠水力特性概述................................................................................................2-3
2-3 水躍與跌水現象..........................................................................................................2-12
2-4 橋梁上下游之水面剖線..............................................................................................2-37
2-5 跨河橋梁之設計流量..................................................................................................2-42
2-6 橋址處水位壅昇之計算方法......................................................................................2-44
2-7 常用水理數值模式簡介..............................................................................................2-56
2-8 新型(或多重)橋梁水力災害........................................................................................2-59
PART 2
第三章 洪水沖刷災害....................................................................3-1
3-1 一般沖刷........................................................................................................................3-2
3-2 局部沖刷........................................................................................................................3-8
3-3 束縮沖刷......................................................................................................................3-38
3-4 跌水或水躍沖刷..........................................................................................................3-46
3-5 向源侵蝕......................................................................................................................3-62
3-6 側向侵蝕......................................................................................................................3-74
3-7 流石與流木之撞擊、磨損..........................................................................................3-90
3-8 彎道沖刷......................................................................................................................3-95
3-9 水流攻角效應............................................................................................................3-108
3-10 砂石開採.................................................................................................................... 3-116
3-11 填縫料流失................................................................................................................3-120
3-12 軟岩風化沖蝕............................................................................................................3-139
第四章 高水位已達橋梁上構之淹沒災害....................................4-1
4-1 高水位已達橋梁上構、然尚未完全淹沒(即部分淹沒) .............................................4-3
4-2 部份淹沒條件下壓力流(pressure flow)之沖刷深度..................................................4-15
4-3 高水位完全淹沒橋梁上構..........................................................................................4-18
4-4 完全淹沒條件下壓力流之沖刷深度..........................................................................4-24
第五章 土石流之災害....................................................................5-1
5-1 浮托淤埋........................................................................................................................5-5
5-2 漫流改道........................................................................................................................5-7
5-3 沖刷................................................................................................................................5-9
5-4 撞擊磨損......................................................................................................................5-10
5-5 堵塞...............................................................................................................................5-16
5-6 過彎沖毀......................................................................................................................5-20
5-7 挑流束縮......................................................................................................................5-22
第六章 漂流木掛淤之災害............................................................6-1
6-1 影響漂流木掛淤之機制................................................................................................6-2
6-2 漂流木隨洪水掛淤橋墩................................................................................................6-5
6-3 漂流木隨洪水掛淤橋面版............................................................................................6-7
6-4 漂流木隨洪水或堰塞湖潰決後之湧波撞擊橋梁........................................................6-8
6-5 漂流木掛淤對橋梁力學機制與沖刷特性之影響........................................................6-9
第七章 堰塞湖潰決之災害............................................................7-1
7-1 堰塞湖概述....................................................................................................................7-2
7-2 橋梁位於堰塞湖土石壩體上游..................................................................................7-10
7-3 橋梁位於堰塞湖土石壩體處...................................................................................... 7-11
7-4 橋梁位於堰塞湖土石壩體下游..................................................................................7-12
7-5 河道上游之橋梁等跨河構造物因漂流物等影響，形成之類似小型堰塞湖之壅水現象..................................................................................................................7-17
PART 3
第八章 民國89 年高屏溪高屏大橋碧利斯颱洪沖刷災害..........8-1
8-1 高屏溪流域概述............................................................................................................8-2
8-2 橋址河段河川基本資料................................................................................................8-5
8-3 橋梁相關基本資料........................................................................................................8-5
8-4 歷年災害過程(I):民國83 年 ~ 84 年...........................................................................8-9
8-5 歷年災害過程(II):民國85 年賀伯颱洪......................................................................8-16
8-6 民國87 年 ~ 89 年8 月碧利斯颱洪之災害情形與成因探討..................................8-24
第九章 民國97 年大甲溪后豐大橋辛樂克颱洪沖刷災害..........9-1
9-1 橋址河段河川基本資料................................................................................................9-2
9-2 橋梁相關基本資料........................................................................................................9-6
9-3 歷年災害過程(I):民國85 年~ 93 年.............................................................................9-8
9-4 歷年災害過程(II):民國94 年~ 96 年..........................................................................9-17
9-5 辛樂克颱洪災害情形與成因探討..............................................................................9-29
第十章 民國97 年 ~ 98 年旗山溪甲仙大橋辛樂克颱洪沖刷災害與莫拉克颱洪多重災害.................................10-1
10-1 橋址河段河川基本資料..............................................................................................10-2
10-2 橋梁相關基本資料......................................................................................................10-3
10-3 歷年災害過程(I):民國85 年~ 92 年...........................................................................10-6
10-4 歷年災害過程(II):民國93 年~ 96 年........................................................................10-14
10-5 辛樂克颱洪災害情形與成因探討............................................................................10-22
10-6 莫拉克颱洪災害情形與成因探討............................................................................10-28
第十一章 民國98 年旗山溪第十四號橋及第十二號橋莫拉克颱洪多重災害.................................................. 11-1
11-1 橋址河段河川基本資料.............................................................................................. 11-2
11-2 橋梁相關基本資料...................................................................................................... 11-2
11-3 第十四號橋災害情形與成因探討.............................................................................. 11-6
11-4 第十二號橋災害情形與成因探討............................................................................ 11-15
第十二章 民國98 年旗山溪旗尾橋及新旗尾橋莫拉克颱洪多重災害......................................................................12-1
12-1 橋址河段河川基本資料..............................................................................................12-2
12-2 橋梁相關基本資料......................................................................................................12-2
12-3 旗尾橋災害情形與成因探討......................................................................................12-6
12-4 新旗尾橋災害情形與成因探討................................................................................12-25
第十三章 民國98 年荖濃溪撒拉阿塢橋莫拉克颱洪多重災害..13-1
13-1 橋址河段河川基本資料..............................................................................................13-2
13-2 橋梁相關基本資料......................................................................................................13-3
13-3 災害情形與成因探討..................................................................................................13-5
第十四章 民國98 年荖濃溪新發大橋莫拉克颱洪多重災害....14-1
14-1 橋址河段河川基本資料..............................................................................................14-2
14-2 橋梁相關基本資料......................................................................................................14-4
14-3 災害情形與成因探討..................................................................................................14-6
14-4 災後復建情形............................................................................................................14-23
第十五章 民國98 年高屏溪下淡水溪鐵路橋莫拉克颱洪沖刷災害......................................................................15-1
15-1 橋址河段河川基本資料..............................................................................................15-2
15-2 橋梁相關基本資料......................................................................................................15-5
15-3 歷年災害過程(I):民國82 ~ 94 年...............................................................................15-7
15-4 歷年災害過程(II):民國95 ~ 96 年............................................................................15-19
15-5 莫拉克颱洪災害情形與成因探討............................................................................15-33
第十六章 民國98 年高屏溪雙園大橋莫拉克颱洪多重災害....16-1
16-1 橋址河段河川基本資料..............................................................................................16-2
16-2 橋梁相關基本資料......................................................................................................16-2
16-3 災害情形與成因探討..................................................................................................16-6
PART 4
第十七章 橋梁規劃設計與維護管理之建議..............................17-1
17-1 水理及河相變遷對橋梁設計與維護管理之注意事項..............................................17-2
17-2 下降型河川對橋梁設計與維護管理之注意事項......................................................17-8
17-3 堆積型河川對橋梁設計與維護管理之注意事項....................................................17-12
17-4 感潮河段對橋梁設計與維護管理之注意事項........................................................17-17
17-5 位處軟弱岩層地質之橋梁設計考量事項................................................................17-23
17-6 橋梁及保護工防撞設施與維護管理之注意事項....................................................17-24
參考文獻 ..................................................................................... R-1

PART 1
第一章 前言....................................................................................1-1
1-1 動機與目的....................................................................................................................1-2
1-2 課題探討........................................................................................................................1-3
第二章 橋梁水理概述....................................................................2-1
2-1 橋梁於河道中設立墩基之影響......