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共 6 筆
------------------------------------------------------------------------ 第 1 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0026-0812200910453047
論文名稱(中文) 圓形渠道之單柱與雙柱之沖刷試驗
論文名稱(英文) Experiments on the Single-pier and Double-piers Scour in a Circular Channel
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 91
學期 2
出版年 92
研究生(中文) 陳志弘
學號 n8690122
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2003-06-25
論文頁數 77頁
口試委員 指導教授-黃進坤
口試委員-唐啟釗
口試委員-顏沛華
關鍵字(中) 二次流
沖刷
橋墩
彎道
關鍵字(英) scour
pier
curved channel
學科別分類
中文摘要 本文主要在探討圓形渠道中單柱與雙柱橋墩沖刷的特性,並與直線渠道做比較,利用實驗所得到的結果來做分析討論。
本實驗在單柱沖刷中,隨著橋墩擺設離內岸的位置遠近,沖刷深度也隨之改變,在扣除離內岸10公分與50公分受邊壁及束縮效應的影響,大體上可以得到愈靠近內岸沖刷越明顯的趨勢,沖刷坑呈現出左右不對稱,沖刷坑範圍靠外岸處比靠內岸處範圍大,其後方的沙丘發展偏向內岸發展。
在雙柱沖刷試驗中,雙柱之前柱的沖刷型態大體上與單柱沖刷相似,兩者沖刷歷程亦頗為相似,而其平衡時間則較單柱時快,黃等(1999)及Hannah(1978)之結果比較,發現之間的沖刷歷程也為相似,平衡時間比直線渠道較快。在後柱方面,因受到前柱的遮蔽效應,或前柱產生之沙丘影響,產生的沖刷歷線與單柱時差異頗大,僅在α=3.5時,其結果與單柱時結果相近,由於後柱在不同柱距的沖刷歷程差異很大,存在變因很多,不便與直線渠道做比較。
英文摘要 This paper is to explore the characteristic of single pier and double piers in the circular channel and to compare with the straight channel. Using the result of the experiment to analyze and discussion.
This experiment is that scouring in single pier with the set of the pier and locate from inner bank lets the scour depth change. Deducting from 10cm away from inner bank and 50cm boundary and contraction effect we broadly can get: The trends of the more are far away from the inner bank the more scouring. The unsymmetry of scour hole arises up. Scour hole range of outer bank is bigger than inner one. Behind sand hill develops to be partial to inner sank.

In the double-piers scour experiment, we find: The scour is similar from single-pier to front one of double-piers. The balance time is more fast than single-pier.
Comparing with result of Huang (1999) and Hannah(1978) we find scouring processes among us are similar and balance time is faster than straight channel. In the side of behind pier, because it is effected by front pier shield effect or sand hill produced from front pier. It makes scour hydrograph much different to single pier. Only at α=3.5 ,the result is similar single-pier. Because behind pier form different scouring processes has large difference and many variables. Let it is not easy to compare to straight channel.
論文目次 中文摘要………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………………Ⅱ
致謝……………………………………………………………………………Ⅲ
目錄……………………………………………………………………………Ⅳ
表目錄…………………………………………………………………………Ⅵ
圖目錄…………………………………………………………………………Ⅵ
符號說明………………………………………………………………………Ⅸ
第一章 前言……………………………………………………………………1
1-1研究動機……………………………………………………………………1
1-2前人研究……………………………………………………………………1
1-3本文結構……………………………………………………………………3
第二章 橋墩沖刷原理以及相關研究論……………………….……….……5
2-1局部沖刷……………………………………………………………………5
2-2實驗橋墩附近之流況………………………………………………………5
2-3彎道水理現象………………………………………………………………7
2-4 沖刷深度之影響參數與因次分析…………………………………… …8
2-4-1 沖刷深度之影響參數……………………………………………… …8
2-4-2 因次分析…………………………………………………………… …8
2-4-3 橋墩群樁沖刷深度的影響參數…………………………………… …9
第三章 實驗設備與步驟………………………………………………………13
3-1實驗設備……………………………………………………………………13
3-1-1 實驗場地…………………………………………………………… …13
3-1-2 實驗儀器…………………………………………………………… …13
3-2 實驗條件……………………………………………………………… …14
3-2-1. 實驗粒料之選定………………………………………………………14
3-2-2. 流速與流量率定………………………………………………………14
3-2-3. 沖刷時間………………………………………………………………15
3-2-4 實驗橋墩擺設……………………………………………………… …15
3-2-5 實驗橋墩刻劃讀取………………………………………………… …16
3-3 實驗步驟……………………………………………………………… …16
第四章 實驗結果與討論………………………………………………………24
4-1 橋墩單樁沖刷………………………………………………………… …24
4-1-1 沖刷過程之觀察…………………………………………………….…24
4-1-2 沖刷現象之討論…………………………………………………….…24
4-1-3 沖刷主軸線之偏移………………………………………………….…26
4-2 雙橋墩縱向排列之沖刷……………………………………………… …27
4-2-1 沖刷過程之觀察…………………………………………………….…27
4-2-2 沖刷歷程…………………………………………………………….…28
4-2-3 沖刷深度…………………………………………………………….…30
第五章 結論與建議……………………………………………………………72
5-1 結論…………………………………………………………………….…72
5-2 建議…………………………………………………………………….…72
參考文獻…………………………………………………………………… …74
自述………………………………………………………………………… …77
著作權聲明………………………………………………………………… …78
參考文獻 1.蔡瑞晃(2000),「彎曲渠道中之橋墩沖刷試驗」國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文
2.蔡文鎗(1989),「圓柱形橋墩之沖刷研究」國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
3.詹元豪(1993),「橋墩單樁與樁群之沖刷研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
4.黃士彰(1990),「明渠二為定量流之研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
5.黃進坤、劉長齡、詹元豪(1999),「雙橋柱沖刷特性及歷程之研究」,中國土木水利工程學刊 第十一卷 第四期。
6.Laursen, E.M.(1960),“Scour at Birdge crossings” J.Hydr.Div.ASCE,Vol.86,No.HY2,Feb.,PP.39-54。
7.Breusers, H.N.C.&G.Nicollet&H.W.Shen (1977)“Local Scour around Cylindrical Piers”,J.Hydr.Research 15,No.3,PP.211-252。
8.Raudkivi, Arved J.&Robeert Ettema (1977)“Effect of Sediment Gradation on Clear Water Scour” J.Hydr.Div.ASCE,Vol.103,No.HY10 Oct., PP1209-1213。
9.Dammuller, D.C.&M.Hanif Chaudhry(1989) “Modeling of Unsteaty Flow in Curved Channel” Journal of Hydraulic Engineering Volume 115,No.11 November。
10.Hannah, L.R. (1978), “Scour at pile groups,” University of Canterbury, Department of Civil Engineering, Research Report, No.78-3。
11.Vittal, N., Kothyari, U.C., and Haghighat, M.(1994), “Clear-water scour around bridge pier group,” Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol 120, No. 11, pp. 1309-1318。
12.Melville, B.W., and Raudkivi, A.J.(1977), “Flow characteristics in local scour at bridge piers,” Journal of Hydraulic Research, Vol 15, No. 4, pp. 373-380。
13.Melville, B.W., and Sutherland, A.J.(1988), “Design method for local scour at bridge piers,” Journal of the Hydraulics Division, ASCE, Vol. 114, No. 10, pp. 1210-1226。
14.Shen, H.W., Schneider, V.R., and Karaki, S.(1969), “Local scour around bridge piers,” Journal of the Hydraulics Division, ASCE, Vol. 95, No. 6, pp. 1919-1940。
15.Raudkivi, A.J. and Ettema, R.(1983), “Clear-water scour at cylindrical piers,” Journal of the Hydraulics Division, ASCE, Vol. 109, No. 3, pp. 338-349。
16.Dargahi Bijan.(1990), “Controlling mechanism of local scouring” Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 116, No.10, pp. 1197-1214。
17.RANGA RAJU, K.G.(2001), “Scour around spur dikes and bridge abutments” Journal of Hydraulic Research , Vol.39,NO.4,pp. 367-374。
18.Julien, Pierre Y. and Deborah J. Anthony(2002), ”Bed load motion and grain sorting in a meanding stream” , Journal of Hydraulic Research , Vol.40,NO.2,pp. 125-133。
19.Christine S. Lauchlan and Bruce W. Melville(2001), “Riprap Protection At Bridge Piers” , Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 127, No.5, pp. 412-418。
20.Francis C. K. Ting , Jean-Louis Briaud, H.C. Chen, Rao Gudavalli , Suresh Perugu , and Gengsheng Wei(2001), “Flume Tests For Scour In Clay At Circular Piers”, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 127, No.11, pp. 969-978。

------------------------------------------------------------------------ 第 2 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0026-0812200910455098
論文名稱(中文) 潛沒式跌水坑對橋墩沖刷影響暨保護工法之初步研究
論文名稱(英文) The Effect of Pier Scour in a Submerged Overfall and Fundamental Study of Protection
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 91
學期 2
出版年 92
研究生(中文) 林達志
學號 n8690118
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2003-06-25
論文頁數 81頁
口試委員 口試委員-唐啟釗
口試委員-顏沛華
指導教授-黃進坤
關鍵字(中) 潛沒式跌水
橋墩沖刷
保護工
關鍵字(英) pier scour
submerged overfall
protection
學科別分類
中文摘要 本文主要探討橋墩在潛沒式跌水下之影響,並對照張(2002)之試驗,探討兩種不同流量下,潛沒式跌水對橋墩沖刷之差異。由試驗結果可知,橋墩設置於跌水沖刷坑之上游平衡位置時,其刷深會小於單純橋墩之沖刷深度;而橋墩設置於下游平衡位置時,其刷深會大於單純橋墩之沖刷深度;而設置在沖刷坑最深點位置時,其刷深會略大於單純橋墩刷深與單純跌水刷深之和。另外本文中使用「成功人工水草」作為保護工,具有導流、穩定流況之作用。實驗選定「導流條直徑」、「導流條長度」作為控制因素。由試驗結果可知,導流條直徑越小、導流條長度越長,越能達到較佳的保護效果。
英文摘要 This paper mainly inquire about scour depth around a pier in a submerged overfall, and compare with the experiment by Chang(2001) to discuss the difference of scour depth around a pier in a submerged overfall in two kind of flow rate. From the experiment and the result of analysis, we know that scour depth around the pier when located in upstream balance position is less than a single pier’s scour depth. And scour depth around the pier when located in downstream balance position is deeper than a single pier’s scour depth. And scour depth around the pier when it’s located in the deepest position on the scour hole is large than the sum of single pier’s scour depth and single waterfall’s scour depth. Furthermore, we use “C.K Artificial Water Grass” for protection that has the function of diversion and making the flow steady. We choose “diameter of diversion cordage” and “length of diversion cordage” for controllable factors. By the results of experiment, the effect of protection is getting better when “diameter of diversion cordage” is smaller or “length of diversion cordage” is bigger.
論文目次 第一章 前言 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 前人研究 2
1-2-1 跌水沖刷 3
1-2-2 橋墩沖刷 3
1-3 研究方向 4
1-4 本文組織 4

第二章 沖刷原理與跌水保護工 6
2-1 沖刷型態分類 6
2-2 局部沖刷型態 6
2-3 影響橋墩刷深之因子 7
2-4 橋墩周圍之局部沖刷機制 9
2-5 跌水之沖刷機制 10
2-5-1 自由式跌水之沖刷機制 10
2-5-2 潛沒式跌水之沖刷機制 11
2-6 防制跌水沖刷之相關保護工法 12

第三章 實驗設備與步驟 19
3-1 實驗條件 19
3-1-1 實驗粒料之選擇 19
3-1-2 沖刷時間之選定 20
3-1-3 試驗段座標設定 20
3-2 試驗內容 21
3-2-1 潛沒式跌水試驗 21
3-2-2 成功人工水草保護工法試驗 23
3-3 實驗設備 25
3-3-1 試驗渠道 25
3-3-2 三角堰率定與試驗流速 25
3-3-3 實驗儀器 26
3-4 實驗步驟 27

第四章 實驗結果與討論 32
4-1 潛沒式跌水之試驗觀察 32
4-1-1 單純潛沒式跌水之試驗觀察 32
4-1-2 單純橋墩沖刷之試驗觀察 33
4-1-3 潛沒式跌水與橋墩互動之試驗觀察 33
4-2 潛沒式跌水之試驗結果 37
4-2-1 沖刷坑之中間線剖面型態 37
4-2-2 潛沒式跌水試驗橋墩0度位置之沖刷歷程 38
4-2-3 潛沒式跌水下橋墩周圍之沖刷結果 39
4-2-4 去除潛沒式跌水因子後橋墩周圍之沖刷結果 40
4-3 不同流量下潛沒式跌水之沖刷比較 43
4-3-1 前人所使用之試驗條件對照 43
4-3-2 單純橋墩沖刷深度對照 44
4-3-3 中間線剖面型態比較 44
4-3-4 去除潛沒式跌水因子後橋墩周圍刷深之比較 45
4-4 成功人工水草保護工法「導流條直徑」試驗之試驗結果 51
4-4-1 「導流條直徑」試驗之試驗觀察 51
4-4-2 「導流條直徑」試驗之保護效果 51
4-4-3 「導流條直徑」試驗之中間線剖面型態 52
4-4-4 「導流條直徑」試驗之水面線型態 52
4-4-5 「導流條直徑」試驗之沖刷歷程 53
4-4-6 「導流條直徑」試驗之保護工破壞情形 54
4-5 成功人工水草保護工法「導流條長度」試驗之試驗結果 58
4-5-1 「導流條長度」試驗之試驗觀察 58
4-5-2 「導流條長度」試驗之保護效果 58
4-5-3 「導流條長度」試驗之中間線剖面型態 59
4-5-4 「導流條長度」試驗之水面線型態 59
4-5-5 「導流條長度」試驗之沖刷歷程 59
4-5-6 「導流條長度」試驗之保護工破壞情形 59
4-6 本文各組試驗結果(等高線圖、立體圖) 64

第五章 結論與建議 76
5-1 結論 76
5-2 建議 77

參考文獻 78

附錄 80
參考文獻 1.石鎮源(2000),「隔板對泥砂導流特性之試驗研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
2.林呈(1999),「橋基保護工法及沖刷防治技術研習會」。
3.林呈、褚炳麟(2000),「橋基跌水或水躍沖刷防治設計指引」財團法人中興工程顧問社專案研究報告。
4.林呈(1998),「本省西部重要河川橋樑橋基災害分析與橋基保護工法資料庫之建立」,交通部運輸研究所專題研究計畫成果報告。
5.林呈(2001),「台灣河流之沖刷對橋樑基礎與道路邊坡之影響及因應對策研究」(期中報告),交通部公路局專案研究計畫。
6.林景輝(1993),「圓柱型橋墩周圍局部沖刷之研究」逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文。
7.周憲德、李祈宏(2000),「砂礫河床之跌水沖刷分析」,第11屆水利工程研討會,台北市台灣大學,pp.E43-E48。
8.張忠潔(2002),「跌水沖刷與橋墩沖刷互動關係之試驗研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
9.陳正炎、陳聖文、林宏宇(2000),「帶工法對投潭水流沖刷特性之研究」,興大工程學刊,第11卷,第三期,pp.1-13。
10.詹元豪(1993),「橋墩單樁與群樁之沖刷研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
11.蔡文鎗(1989),「圓柱型橋墩之沖刷與試驗研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
12.Lauchlan C.S. , Melville B.W. “Riprap Protection At Bridge Piers”, J.Hydr.Res. , 2001 May, pp.421-418.
13.Davis A. C. , Jacob R.P. and Ellett B.G.S. , “Estimating Trajectory of Free Overfall Nappe”, J.Hydr.Res. , 1999 Jan, pp.79-82.
14.Moore W.L., “Energy Loss at the Base of a Free Overfall”, American Society of Civil Engineers N0.2204, pp.1343-1392.
15.M.A Gill., ”Hydraulics of Retangular Vertical Drap Structures”, J J.Hydr.Res, Vol.17 NO.4, 1979, pp.289-302.

------------------------------------------------------------------------ 第 3 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0026-0812200911074522
論文名稱(中文) 八掌溪吳鳳橋至通合橋段河道變遷之研究
論文名稱(英文) Research on the Channel forms between Wu-Fong Bridge and Tong-Ho Bridge of Pa-Chang River
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系專班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering (on the job class)
學年度 92
學期 2
出版年 93
研究生(中文) 張文勅
學號 n8789111
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2003-12-25
論文頁數 68頁
口試委員 口試委員-呂珍謀
口試委員-顏沛華
指導教授-黃進坤
關鍵字(中) 河道變遷
溯源沖刷
八掌溪
關鍵字(英) River channel change
Headcut
Pa-Chang River
學科別分類
中文摘要   每條河川進行整治規劃、設計施工時,都必須仔細調查研究河道變遷或河道形態的改變。已經完成的河工結構物可能因為河道變遷而失敗。八掌溪河道型態變遷,由於人為因素影響,逐年加速改變。八掌溪的資料記載,自民國49年起,才陸續在不同年度,做不同項目的基本資料調查,並在民國76年頒布治理基本計畫,除吳鳳堤防在民國87年興建,其餘堤段之堤防均在民國81年以前完成。本研究為了解河道變遷的過程,除蒐集上述資料外,並藉由圖形編輯軟體,把各年不同比例尺之平面圖,互接套疊比較,配合逐年防洪工程興建位置及土地利用等因素,綜合分析,觀察河流形態的形成原因及變化。結果顯示,民國72年阿里山公路通車,是八掌溪集水區大幅破壞的開始,致水理條件改變;民國76年完工之仁義潭,興建時自八掌溪河道採取築壩材料地點過於集中,及民國87年以前,河川長年被超盜濫採,造成河道失去平衡,讓治理單位孤掌難鳴。早期八掌溪河道,因為上游集水區尚未遭到破壞,水理條件相近,故研究河段內之吳鳳橋至忠義橋間屬於山區游蕩型河流的型態 。近三十年來,河流的邊界及水理條件受到自然及人為因素影響,研究河段內之吳鳳橋至忠義橋間,河流形態已由山區游蕩型轉變為山區河川;軍輝橋至通河橋段的形態,仍屬於游蕩形態,惟因為洪水含沙濃度高、比降減緩,河道極不穩定。
英文摘要   The changes of river channel patterns are the main factors to be taken into account whenever a river is managed and designed to get constructed. Accomplished construction may be a big failure because of the change of river channel. The gradual change of river channel pattern of Pa-Chang River has been influenced by climate change and artificial factors over years. Basic surveys of various items have been implemented since 1950. Fundamental law of river management was set up in 1987. All of the embankments had been finished before 1992 except for Wu-Fong embankment, which was built up in 1998. The research aims at realizing the process of the change of river channel. Addition to collecting the data mentioned above, several graphic editing programs and overlapping of different miniatures are used to help analyze the formation and changes of river channel types synthetically. The result shows that it’s the beginning of the drastic demolition in Pa-Chang River since A-li Mt. Way accomplished in 1983. And this causes the change of the condition of flood and sediment. Result from the vicinity of spots for constructive materials which were used to bank up Jen-I Reservoir and excessive highly excavated river sediment in long terms misbalance the channel. The governmental management office can’t take this situation in charge and therefore causes successive difficulties in river management. The river channel pattern between Wu-Fong Bridge and Chung-I Bridge belonged to wandering type because the upstream watershed of Pa-Chang River was undamaged and the condition of flood and sediment was similar. For recent thirty years, river border and the situation of flood and sediment have been affected by natural and artificial factors, so the river channel pattern is transformed into river. The river channel pattern from Chun-Hue Bridge to Tong-Ho Bridge still belongs to wandering type, but the channel is unsteady because the density of flood sediment is high and the slope gets lowered gradually.

論文目次 目錄
中文摘要......................... ...Ⅰ
英文摘要............................ Ⅱ
誌謝.............................. Ⅲ
目錄..............................Ⅳ
表目錄............................. Ⅵ
圖目錄.......................... ... Ⅷ
照片目.............................Ⅹ
壹、 緒論............................. 1
1-1前言.............................. 1
1-2研究目的............................ 2
1-3研究範圍............................ 2
1-4本文內容概述........................2
貳、河道變遷機制........................... 4
2-1河道型態區分.......................... 4
2-2河道演變因素..........................7
2-3人類活動對河道變遷的影響....................9
叁、研究河段背景說明........................ 12
3-1流域............................ 12
3-2地質............................ 14
3-3水文.............................. 16
3-3過去治理情形及重大事件回顧................... 16
肆、河道變遷分析......................... 24
4-1研究方法............................ 24
4-2水文演變探討......................... 27
4-3水理演變探討.........................27
4-4河床質演變探討.........................29
4-5縱坡降演變探討.........................31
4-6橫斷面演變探討.........................32
4-7平面型態演變探討........................33
4-8綜合討論........................... 35
伍、結論與建議............................ 63
5-1結論..............................63
5-2建議............................. 63
陸、參考文獻........................... 65
參考文獻 1.國土局土木課「八掌溪河川構造物調查書」(昭和18年)
2.張瑞津、石再添、陳翰霖,「台灣西南部嘉南海岸平原河道變遷之研究」,第二十七期師大地理研究報告(1997)。
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------------------------------------------------------------------------ 第 4 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0026-0812200911144664
論文名稱(中文) 階梯式混凝土塊固床工設計之初步探討
論文名稱(英文) none
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系專班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering (on the job class)
學年度 92
學期 2
出版年 93
研究生(中文) 吳金水
學號 n8790101
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2004-05-29
論文頁數 137頁
口試委員 召集委員-蕭慶章
口試委員-謝勝彥
指導教授-嚴沛華
關鍵字(中) 階梯式混凝土塊固床工(堰)
河川沖刷
標準作業程序(規範)
關鍵字(英) River erosion
SOP (guidelines)
Stepped concrete grade control structures (weir)
學科別分類
中文摘要   臺灣地區具有降雨量大、瞬間雨量集中之水文特性,又有山高坡陡、地質破碎之地形特性,造成河川集流時間短、瞬間洪峰高、洪水流速湍急、泥砂含量大、洪枯流量差異顯著等特性。由於臺灣主要河川長期受到人為採砂及來砂減少影響,致河道常見沖刷情事,河床逐年降低,深水河槽亦受水流切割變深,危及河防安全及各種跨河構造物,如堤防、護岸、橋樑、取水工及管路等之功能,甚而造成如堤防潰決、橋樑斷裂、取水工無法取水等災害,造成人民生命財產之損失,河防及交通安全之虞慮。
  早期對河川之防治措施如堤防加高及橋樑各種保護工法如蛇籠工法、混凝土護坦工法、包墩或混凝土塊圍繞法、排樁工法、拋石工法或近橋樑下游之簡易固床工等設施,常無法達到預期功效。階梯式混凝土塊固床工之施作,因其整體穩定性佳,又有分段跌水消能特性,且歷經多次洪水,已證明可有效穩定河槽,保護跨河構造物,故近來施做甚多。因階梯式混凝土塊固床工造價甚高,各河川之水文特性又迥異,為增進該建造物之安全及成效,階梯式混凝土塊固床工之設計宜有標準作業程序(規範)。
  本研究即針對既有之固床工設施,由各案例之受損情況,研判原因,並由前人研究、調查及實驗成果,考量設計時所需資料及分析事項,彙整並研提可能之處理對策,擬定較完整之管控流程,提出階梯式混凝土塊固床工設計之標準作業程序(規範),供規劃、設計之依據。本研究提出:設計目的、設計流程、設計原則、基本資料收集、水理分析、固床工(堰)址及高程之選定、固床工布置、對上下游構造物之影響評估、穩定分析、生態需求考量、環境景觀之調和、其他考量、工程費概估、方案評估與選定等各階段之工作內容、執行步驟等,最後並以「高屏溪斜張橋下游固床工」之設計實例說明階梯式混凝土塊固床工設計時之標準作業程序。


英文摘要   Heavy and rapid concentrating rainfalls are the hydrologic characteristics in Taiwan as well as the steep slope mountains and the fractured geological features. These specific properties caused short concentration time, instantaneously large peak, and rapid flood flow, remarkable discharge variations of flood/ dry season and amounted sedimentation transport in river flows. In addition to the long-term sand/ gravel dredging and reduction of sediment inflow to rivers, channel erosion occurred apparently which scoured and lowered the river bed and hence brings up damages of hydraulic structures such as dikes, river banks, bridges, intake works and pipe crossings. Disaster and lost could be happened due to these hydraulic structures failure.
  Various protections measures such as deepen dikes toes, bridge protections works using gabion, concrete apron, concrete enclose piers, row piles arrangement, riprap or simple downstream grade control structures could not meet the protection requirement. Stepped concrete grade control structures (weir) have been used lately and proved to be successful through several typhoon/flood events due to the entirety stability and energy dissipation properties. Because of the highly constructed costs and ambiguous stream hydrologic characteristics, the standard operation procedure (SOP) or guidelines of stepped concrete grade control structures (weir) design is necessary for safety, efficiency and protection purpose.
  This article proposed the constructing designed SOP which is based on damaged case studies of river prevention works, papers reviewed, field investigations and model test results to supply the step by step items including: project goal, design procedure and principles, data collection, hydraulic analysis, control structure (weir) site and elevation decision making, alignment of the structures, influencing assessment of up and down stream structures, construction stability analysis, bionomics balance and scenery harmony considerations, options, cost evaluations and alternatives selecting. Finally, the project of river protection works downstream the cable stayed bridge of Kao-Ping River has been provided as an example to describe the deign SOP and for future constructing references.


論文目次 1.摘 要 ·····································Ⅰ
2.ABSTRACT···································II
3.誌 謝····································III
4.目 錄······································Ⅳ
5.表目錄·····································Ⅷ
6.圖目錄······································X
7.照片目錄·································ⅩII
第一章 緒 論··································1
1.1 研究背景·································1
1.2 研究動機與目的···························5
1.3 本文組織·································6
第二章 文獻回顧·······························7
2.1 單階跌水工·······························7
2.2 多階跌水固床工··························10
2.3 已興建階梯式混凝土塊固床工(攔河堰)
之損壞情形······························10
第三章 階梯式混凝土塊固床工設計之初步探討····19
3.1 階梯式混凝土塊固床工之設計目的··········19
3.2 階梯式混凝土塊固床工之設計流程··········19
3.3 階梯式混凝土塊固床工之設計原則··········25
3.4 基本資料收集····························26
3.5 水理分析································27
3.6 固床工(堰)址及高程之選定··············31
3.7 固床工布置······························32
3.8 對上、下游構造物之影響評估············· 42
3.9 穩定分析······························· 43
3.10 生態需求考量·························· 45
3.11 環境景觀之調和·························47
3.12 其他考量·······························47
第四章 設計範例:高屏溪斜張橋下游固床工······49
4.1 計畫緣起與目的··························49
4.2 斜張橋下游固床工設計流程················51
4.3 斜張橋下游固床工設計原則················52
4.4 基本資料收集····························55
4.5 河道水理分析····························73
4.6 固床工(堰)址及高程之選定··············93
4.7 固床工斷面布置選定·····················101
4.8 固床工水理計算·························106
4.9 固床工穩定分析·························109
4.10 固床工對上、下游構造物影響評估········115
4.11 生態需求設計··························118
4.12 固床工工程費概估······················120
4.13 方案評估與選擇························121
第五章 結論與建議···························124
5.1 結 論··································124
5.2 建 議··································126
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------------------------------------------------------------------------ 第 5 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0026-0812200911394243
論文名稱(中文) 筐網結構物對橋墩沖刷保護之研究
論文名稱(英文) Penetrant Structure as a Pier Scour Countermeasure
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生(中文) 吳虹邑
學號 n8692106
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2005-06-21
論文頁數 88頁
口試委員 口試委員-周憲德
指導教授-黃進坤
口試委員-羅偉誠
關鍵字(中) 筐網結構物
橋墩沖刷
關鍵字(英) Penetrant structure
Bridge pier
Scour
學科別分類
中文摘要   本文主要目的係開發橋墩基礎保護新型工法-筐網結構物,藉由橋 墩未設置筐網結構物保護措施與設置筐網結構物保護措施情況下,分別比較無保護措施與有保護措施之橋墩沖刷情形。
  本研究認為影響筐網結構物對橋墩保護效果的因素主要有:(1)筐網孔隙率、(2)筐網孔徑、(3)筐網設置距離、(4)筐網設置高度與(5)筐網直徑。由試驗資料可決定出筐網抑制橋墩沖刷發展因素的影響順序:(1)筐網直徑、(2)筐網設置高度(3)筐網孔隙率、(4)筐網設置距離、(5)筐網孔徑。
  試驗分析結果得知,採用筐網孔徑0.4公分、筐網孔隙率為0.5、筐網直徑與橋墩直徑相同的筐網,設置於與橋墩直徑相等長度的橋墩前方,並將筐網設置高度取4/3倍的水深高度,則筐網結構物能提供橋墩61.98%的保護效果。
英文摘要  Experiments of bridge pier scour are carried out under steady clear-water scour conditions with uniform sediments. The case studies on the use of penetrant structure as a pier scour countermeasure are reported. Based on the experiments of bridge pier scour to study the effect of penetrant structure of the bridge pier on the local scour. Penetrant structure’s various parameters are considered. Laboratory data are used to assess the influence of each parameter.
 The results of this study indicate that the local scour depth decreases as the penetrant structure were laid on bridge pier ahead. Penetrant structure improved the protection of bridge pier attained to 61.98%.
論文目次 摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
照片目錄 X
符號說明 XI
第1章 前言 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 橋墩沖刷文獻回顧 3
1-3 本文架構 4
第2章 橋墩沖刷原理與保護機制 5
2-1 沖刷型態分類 5
2-2 橋墩局部沖刷型態 6
2-3 影響橋墩沖刷因子 7
2-4 橋墩周圍之局部沖刷機制 10
2-5 筐網結構物保護橋墩之機制 12
第3章 試驗設備與步驟 15
3-1 試驗條件 15
3-1-1 試驗泥砂 15
3-1-2 沖刷時間 16
3-2 試驗設備 17
3-2-1 試驗渠道 17
3-2-2 流量率定 18
3-2-3 試驗儀器 20
3-3 試驗內容 22
3-3-1 筐網孔隙率、筐網孔徑的選擇與筐網最佳設置距離 22
3-3-2 筐網最佳設置高度與最佳筐網直徑 23
3-4 試驗步驟 25
3-4-1 試驗準備 25
3-4-2 試驗過程 26
3-4-3 試驗記錄 26
第4章 試驗結果與討論 28
4-1 筐網孔隙率變化對減少橋墩沖刷之影響 28
4-1-1 試驗觀察 28
4-1-2 橋墩周圍刷深 28
4-1-3 保護效果 29
4-2 筐網孔徑變化對減少橋墩沖刷之影響 30
4-2-1 試驗觀察 30
4-2-2 橋墩周圍刷深 30
4-2-3 保護效果 31
4-3 筐網孔隙率與筐網孔徑之關係 32
4-4 筐網最佳設置距離 34
4-4-1 試驗觀察 34
4-4-2 橋墩周圍刷深 35
4-4-3 保護效果 36
4-5 筐網最佳設置高度 37
4-5-1 試驗觀察 37
4-5-2 橋墩周圍刷深 38
4-5-3 保護效果 39
4-6 最佳筐網直徑 40
4-6-1 試驗觀察 40
4-6-2 橋墩周圍刷深 41
4-6-3 保護效果 41
4-7 綜合討論 42
第5章 結論與建議 67
5-1 結論 67
5-2 建議 68
參考文獻 69
附錄 75
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------------------------------------------------------------------------ 第 6 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0026-0812200912085730
論文名稱(中文) 筐網結構物在不同水流攻角對橋墩沖刷保護之影響
論文名稱(英文) The protective effect of Penetrant Structure for pier scour in different angle of attack with flow
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 94
學期 2
出版年 95
研究生(中文) 傅家揚
學號 N8693103
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2006-06-22
論文頁數 103頁
口試委員 指導教授-黃進坤
口試委員-唐啟釗
口試委員-呂珍謀
關鍵字(中) 筐網結構物
橋墩沖刷
水流攻角
關鍵字(英) pier scour
Penetrant Structure
angle of attack with flow
學科別分類
中文摘要 摘要
天然河道蜿蜒曲折、主深槽常隨時間擺動,水流流向並不固定。橋墩保護工佈置於橋墩上游難免受水流攻角變化影響。
本文主要探討不同水流攻角對筐網結構物保護橋墩沖刷之影響,藉由改變筐網設置距離與高程,作一系列的討論: (1)沖刷歷程、(2)橋墩周圍底床高程、(3)筐網周圍底床高程、(4) 橋墩兩側底床高程的對稱性、(5)橋墩周圍最小與最大沖刷深度位置及(6)保護效果。另外,本文在不同水流攻角下,根據筐網對橋墩的保護效果探討筐網最佳佈置方式。
當水流攻角的增加時,各相關特性之試驗結果如下:(1)橋墩沖刷歷程沒有規律的變動趨勢;(2)橋墩周圍底床高程隨之下降;(3)筐網周圍底床高程在不同水流攻角彼此重疊,不易判別變動趨勢;(4) 橋墩兩側底床高程的對稱性具有臨界值,此臨界值為最不對稱的狀態;(5)橋墩周圍最小沖刷深度位置具有臨界值,此臨界值位於橋墩側方;最大沖刷深度位置則由橋墩側方移至橋墩迎水面;(6)筐網對橋墩的保護效果隨之降低。
根據試驗結果得知,筐網設置距離橋墩1倍橋墩直徑處、筐網底部設置於底床砂面上為本文試驗條件範圍內筐網最佳佈置方式。
英文摘要 ABSTRACT
The natural rivers are winding, the main channel is often swung with time, and it is not regular that the rivers flow into. The Pier Protection Structure to decorate and upstream on the pier and unavoidably influenced by change of angle of attack with flow.
This paper research into different angles of attack with flow influence as Against Pier scour of Penetrant Structure thing mainly, by change Penetrant Structure set up distance with height, act as a series of discussions. (1) Scouring processes, (2) Bottom bed height around the pier, (3) Bottom bed height around the Penetrant Structure, (4) Pier both sides symmetry in the bottom bed height, (5) Pier the minimum and maximum scour depth position and (6) protect. In addition, this paper is under different angles of attack with flow , research into the Penetrant Structure set up the way to the against pier scour result of bestly according to the Penetrant Structure .
As the increase of the angle of attack with flow , the result of the test of every relevant characteristic is as follows: (1) The pier Scouring processes the change trend without law of course ; (2) High downward thereupon of the bottom bed height around the pier ; (3) Bottom bed height around the Penetrant Structure overlaps each other on different angles of attack with flow, it is difficult to differentiate the change trend ; (4) Pier both sides symmetry in the bottom bed height has critical value , this critical value for the most asymmetric state ; (5) Pier the minimum scour depth position has critical value, this critical value lies in the pier side ; the maximum scour depth position is transfered from pier side to the pier met the surface of water ; (6) Reducing thereupon of protection result to the pier of the Penetrant Structure.
From the results of experiment, the Penetrant Structure sets up from the place of diameter of pier of a time of the pier and the Penetrant Structure bottom is set up the sand of the bed of bottom for the Penetrant Structure fixes up the way bestly in the experimental condition range of this paper.
論文目次 目錄
摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
照片目錄 XII
符號說明 XV

第一章 前言 1
1-1 研究背景 1
1-2 前人研究 2
1-2-1 橋墩沖刷特性之文獻 2
1-2-2 橋墩保護工之文獻 4
1-3 本文架構 5

第二章 沖刷原理與保護工 6
2-1 橋墩沖刷之特性 6
2-2 橋墩周圍之水流型態 10
2-3 筐網結構物介紹 12
2-3-1 筐網結構物周圍流場 13
2-3-2 筐網結構物周圍底床沖淤變化 16

第三章 試驗設備、內容與步驟 19
3-1 試驗設備 19
3-1-1 試驗渠道 19
3-1-2 試驗儀器 20
3-2 試驗條件 24
3-2-1 試驗用砂 24
3-2-2 試驗流量 25
3-2-3 沖刷時間 26
3-2-4 保護工佈置方位設定 27
3-3 試驗內容 28
3-4 試驗步驟 32
3-4-1 試驗準備 32
3-4-2 試驗過程 32
3-4-3 試驗紀錄 33

第四章 試驗結果與討論 34
4-1 筐網設置攻角變化之探討 34
4-1-1 沖刷歷程 34
4-1-2 橋墩周圍底床高程 35
4-1-3 筐網周圍底床高程 36
4-1-4 橋墩兩側底床高程的對稱性 37
4-1-5 橋墩周圍最小與最大沖刷深度位置 38
4-1-6 保護效果 39
4-2 筐網設置距離變化之探討 42
4-2-1 沖刷歷程 42
4-2-2 橋墩周圍底床高程 43
4-2-3 筐網周圍底床高程 44
4-2-4 橋墩兩側底床高程的對稱性 44
4-2-5 橋墩周圍最小與最大沖刷深度位置 45
4-2-6 保護效果 46
4-3 筐網設置攻角與筐網設置距離之關係 49
4-4 筐網底部設置高程變化之探討 50
4-4-1 沖刷歷程 51
4-4-2 橋墩周圍底床高程 51
4-4-3 筐網周圍底床高程 52
4-4-4 保護效果 53
4-5 筐網設置攻角與最佳筐網底部設置高程之關係 54
4-5-1 沖刷歷程 54
4-5-2 橋墩周圍底床高程 55
4-5-3 筐網周圍底床高程 56
4-5-4 橋墩兩側底床高程的對稱性 56
4-5-5 橋墩周圍最小與最大沖刷深度位置 57
4-5-6 保護效果 57
4-6 筐網最佳設置條件 58

第五章 結論與建議 78
5-1 結論 78
5-2 建議 80

參考文獻 81

附錄A 筐網結構物在不同設置攻角與距離之沖淤變化圖 85
附錄B 筐網結構物在不同設置高程之沖淤變化圖 96
附錄C 筐網結構物設置在底床砂面上不同設置攻角之沖淤變化圖 101
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