鋼筋混凝土(RC)橋墩是極為常見的橋墩類型。
在這裡我們先談橋柱的部分。
[帽梁(cap beam)屬於梁設計或托架(bracket)設計，而橋墩基礎牽涉大地議題比較適合另外討論]
你我都知道，不管哪一類的結構設計，設計(或計算)決不是透過ppt或是網路文章就可以學會。
最有效的方法就是科學方法以及自己動手做:
科學方法用於橋墩設計
科學方法 = 確認問題-->蒐集資料-->建立假設-->驗證假設-->解決問題
用在橋柱設計上就是:
問題:如何將橋柱設計的滿足安全性
蒐集:橋墩設計指引、案例計算書、RC書籍、規範、圖說
假設:滿足規範所訂設計準則即可滿足安全
驗證:比對手中規範準則與計算書，並查得書籍瞭解原理，參照圖說如何反應計算書與規範要求，並確認案例已完工並安全無虞
解決問題:列出規範中相關準則，並模仿或檢驗計算書流程，建立屬於自己專案的計算書，並發展符合規範及計算書結果的圖說
2011年11月16日 星期三
2011年9月4日 星期日
2011年4月15日 星期五
線型與結構平立面圖
為了繪製結構平立面圖，取得線型是最重要的第一步。
線型通常是由路工工程師定線而得，是橋梁設計最前面的工作。不論是公路、鐵路或捷運，對於線型的變化控制皆有規定。
結構平面圖
藉由平面線型及車道配置需求(或捷運軌道車輛動態包絡線及逃生步道配置)，考量護欄寬度(初步可依他案經驗概估)後，可以繪出結構外緣線(ie:直線offset需求寬度=結構外緣線)，再套入現地地形map檔，即可畫出結構平面圖。此外，依需要還會標註其他附屬資訊，如專案起迄里程、伸縮縫型式、橋墩位置、引道擋土牆範圍等。
繪出結構平面圖後，橋梁工程師應優先檢查結構外緣線是否有侵入臨房地權，是否與既有結構衝突，消防空間是否足夠等問題。
(待續...)
線型通常是由路工工程師定線而得，是橋梁設計最前面的工作。不論是公路、鐵路或捷運，對於線型的變化控制皆有規定。
結構平面圖
藉由平面線型及車道配置需求(或捷運軌道車輛動態包絡線及逃生步道配置)，考量護欄寬度(初步可依他案經驗概估)後，可以繪出結構外緣線(ie:直線offset需求寬度=結構外緣線)，再套入現地地形map檔，即可畫出結構平面圖。此外，依需要還會標註其他附屬資訊，如專案起迄里程、伸縮縫型式、橋墩位置、引道擋土牆範圍等。
繪出結構平面圖後，橋梁工程師應優先檢查結構外緣線是否有侵入臨房地權，是否與既有結構衝突，消防空間是否足夠等問題。
(待續...)
2011年4月14日 星期四
現在做的事都是為了未來做準備
"現在做的事都是為了未來做準備"，那天我對即將離職的同事說。
離職在即，長官持續對他"加載"，我也毫不客氣地對其"成果"提出建言，希望他繼續補強。
他笑了笑說，"學長，裡面就你對我最壞"。
我回說，"傻傻的，現在要你做的事，都是在替你的未來做準備"。
這句話才是受用一生的吧。
離職在即，長官持續對他"加載"，我也毫不客氣地對其"成果"提出建言，希望他繼續補強。
他笑了笑說，"學長，裡面就你對我最壞"。
我回說，"傻傻的，現在要你做的事，都是在替你的未來做準備"。
這句話才是受用一生的吧。
2011年2月19日 星期六
設計效率
要提昇設計效率，就是要建立清楚的產品架構並將生產步驟流程化。
以橋梁設計為例，專案可拆成基本課題與特殊課題來看。
當課題解決方案決定後(例如決定採用預力橋、寬度W、橋長L、PGL確立)，須在規定的時間內交出產品並確保一定品質。
產品 --- 也就是設計成果，包含圖、預算書、施工規範、(計算書)，必須滿足安全性、經濟性、完整性、一致性(consistent)等條件。此外，合約明定繳交期限，為避免逾期罰款，時間的控制非常重要。
在時間的條件下，產品及品質必須放在"效率"的觀點來衡量。"效率就是用最少的時間做對的事"，台積電董事長張忠謀說。
以橋梁設計來說，
"做對的事"就是把該畫的圖架構清楚(MECE，mutually exclusive, collectivly exhaustive，彼此獨立全無遺漏)，並且正確地建立設計圖與預算書、施工規範的對應關係。
"用最少的時間"就是把步驟流程化。
其中，計算書的流程化相當普遍，但有效率的設計者會把畫圖的過程也流程化，數量計算的過程也流程化，甚至進階到自動化。
如何判定是否已具有"設計效率"的觀念，你可以這樣測試自己，例如，問自己:"完成一座CIP預力橋要畫哪些圖?預算項目有哪些?施工規範有哪?要如何設計?"
有效率的設計者腦中能清楚地顯現相關細節，甚至能更細地看見每一張圖繪製的步驟、預算書項目編列的原則、施工規範的內容、設計的公式引用的來源等。
但具備"設計效率"的觀念，不代表能有效率的執行。確認自己是否為能有效率的執行，就是檢驗自己的設計速度，例如:一座橋要花多久才能把圖、預算書、計算書做完，1天?1週?1個月?
以橋梁設計為例，專案可拆成基本課題與特殊課題來看。
當課題解決方案決定後(例如決定採用預力橋、寬度W、橋長L、PGL確立)，須在規定的時間內交出產品並確保一定品質。
產品 --- 也就是設計成果，包含圖、預算書、施工規範、(計算書)，必須滿足安全性、經濟性、完整性、一致性(consistent)等條件。此外，合約明定繳交期限，為避免逾期罰款，時間的控制非常重要。
在時間的條件下，產品及品質必須放在"效率"的觀點來衡量。"效率就是用最少的時間做對的事"，台積電董事長張忠謀說。
以橋梁設計來說，
"做對的事"就是把該畫的圖架構清楚(MECE，mutually exclusive, collectivly exhaustive，彼此獨立全無遺漏)，並且正確地建立設計圖與預算書、施工規範的對應關係。
"用最少的時間"就是把步驟流程化。
其中，計算書的流程化相當普遍，但有效率的設計者會把畫圖的過程也流程化，數量計算的過程也流程化，甚至進階到自動化。
如何判定是否已具有"設計效率"的觀念，你可以這樣測試自己，例如，問自己:"完成一座CIP預力橋要畫哪些圖?預算項目有哪些?施工規範有哪?要如何設計?"
有效率的設計者腦中能清楚地顯現相關細節，甚至能更細地看見每一張圖繪製的步驟、預算書項目編列的原則、施工規範的內容、設計的公式引用的來源等。
但具備"設計效率"的觀念，不代表能有效率的執行。確認自己是否為能有效率的執行，就是檢驗自己的設計速度，例如:一座橋要花多久才能把圖、預算書、計算書做完，1天?1週?1個月?
2011年2月12日 星期六
2011年2月7日 星期一
2011年2月1日 星期二
第一座鋼箱型梁橋
第一座鋼箱型梁橋如何開始?
圖:(取得圖，然後問"這張圖要表達什麼?"，然後畫，再問"為了畫，我要知道甚麼?")
A-01:一般說明
S-01:橋梁平立面圖
S-02:橋梁斷面圖
S-11: B001鋼梁平面配置及立面圖
S-12: B001鋼梁拱度圖
S-13: B001鋼梁詳圖(一)
S-14: B001鋼梁詳圖(二)
S-15: B001橫梁及隔鈑詳圖(一)
S-16: B001橫梁及隔鈑詳圖(二)
S-17: B001工地續接詳圖
S-18: B001橋面版詳圖
S-19: 鋼橋標準圖
S-20: 支承詳圖
ST-01: 鋼筋彎紮標準圖
ST-02: 護欄詳圖
J-01: 伸縮縫詳圖
DS-01: 橋面排水配置圖
DS-02: 橋面排水詳圖
計算書:
鋼箱型梁橋若考慮RC橋面板所提供強度為合成箱型梁，若僅把RC橋面板視為附加靜載重而不考慮強度則為非合成箱型梁。非合成箱梁因為只考慮鋼梁斷面之貢獻所以設計步驟較為簡單。梁深受限時仍須以合成斷面處理。國內橋梁結構鋼梁設計仍以ASD為主。
鋼鈑的產製尺寸受現有鋼廠製鈑能力控制，鈑厚及對應可產製長寬尺寸可參考各鋼廠的型錄，一般鋼梁設計時，應力求選擇常見鈑厚及鈑寬，除非遇到特殊情況只得用超厚鈑或斷面接續方式處理。
(非合成梁為例)
基本鋼箱型梁由上翼鈑、腹鈑、下翼鈑構成。鋼梁因屬薄壁構件，受壓側強度由"挫屈"條件控制。為提高各鈑元之抗挫屈強度而發展出"加勁"的概念：包含翼鈑縱向、橫向加勁材配置影響翼鈑容許應力；腹鈑豎向加勁材提供挫屈後強度；腹鈑於彎矩受壓側的縱向加勁材可避免局部挫屈。另有考量鋼梁整體抗扭之隔鈑，支承處之支承加勁材。且每個突出肢亦須滿足寬厚比限制條件。
初步設計時，假設你會配置足夠的加勁材，所以大梁受壓翼鈑容許抗壓強度Fb=0.55Fy，翼鈑厚假設 t，翼鈑寬B，箱梁深 H(腹鈑)，則可約略推出 M/H=C=0.55Fy*B*t。M可由靜載重及活載重組合估算，H約取1/20~1/25L(跨徑)，故上式可應用於鈑厚先決模式(採用常用鈑厚PL22)估算鋼梁寬B，或寬度先決模式(鋼廠出產尺寸有限，約取2.5m)估算鈑厚。
範例：
以公路橋簡支梁40m為例，有關M的快速算法可利用箱梁自重DL1=3 tf/m，附加靜載重DL2=5 tf/m，活載重LL=1 tf/m(假設單車道載重控制時)，衝擊 I=0.3，M,center=1/8(3+5+1*(1+0.3))(40)^2=1860 tf-m。其中活載重估算應考慮短跨時TruckLoad控制，及多車道分配係數的計算。
H=1/20(40)=2 m，採寬度先決取B=2.5m，則1860/2*1000=0.55(3500)*(2.5*100)*t，t=1.93cm，或採常用單位mm表示，取翼鈑PL22，OK。腹鈑採PL13應足以應付H=2m的情況，如果擔心仍可依實際剪力估算腹鈑厚。最後考量加勁材間距等常用配置尺寸，再修正成初設斷面。
圖:(取得圖，然後問"這張圖要表達什麼?"，然後畫，再問"為了畫，我要知道甚麼?")
A-01:一般說明
S-01:橋梁平立面圖
S-02:橋梁斷面圖
S-11: B001鋼梁平面配置及立面圖
S-12: B001鋼梁拱度圖
S-13: B001鋼梁詳圖(一)
S-14: B001鋼梁詳圖(二)
S-15: B001橫梁及隔鈑詳圖(一)
S-16: B001橫梁及隔鈑詳圖(二)
S-17: B001工地續接詳圖
S-18: B001橋面版詳圖
S-19: 鋼橋標準圖
S-20: 支承詳圖
ST-01: 鋼筋彎紮標準圖
ST-02: 護欄詳圖
J-01: 伸縮縫詳圖
DS-01: 橋面排水配置圖
DS-02: 橋面排水詳圖
計算書:
鋼箱型梁橋若考慮RC橋面板所提供強度為合成箱型梁，若僅把RC橋面板視為附加靜載重而不考慮強度則為非合成箱型梁。非合成箱梁因為只考慮鋼梁斷面之貢獻所以設計步驟較為簡單。梁深受限時仍須以合成斷面處理。國內橋梁結構鋼梁設計仍以ASD為主。
鋼鈑的產製尺寸受現有鋼廠製鈑能力控制，鈑厚及對應可產製長寬尺寸可參考各鋼廠的型錄，一般鋼梁設計時，應力求選擇常見鈑厚及鈑寬，除非遇到特殊情況只得用超厚鈑或斷面接續方式處理。
(非合成梁為例)
基本鋼箱型梁由上翼鈑、腹鈑、下翼鈑構成。鋼梁因屬薄壁構件，受壓側強度由"挫屈"條件控制。為提高各鈑元之抗挫屈強度而發展出"加勁"的概念：包含翼鈑縱向、橫向加勁材配置影響翼鈑容許應力；腹鈑豎向加勁材提供挫屈後強度；腹鈑於彎矩受壓側的縱向加勁材可避免局部挫屈。另有考量鋼梁整體抗扭之隔鈑，支承處之支承加勁材。且每個突出肢亦須滿足寬厚比限制條件。
初步設計時，假設你會配置足夠的加勁材，所以大梁受壓翼鈑容許抗壓強度Fb=0.55Fy，翼鈑厚假設 t，翼鈑寬B，箱梁深 H(腹鈑)，則可約略推出 M/H=C=0.55Fy*B*t。M可由靜載重及活載重組合估算，H約取1/20~1/25L(跨徑)，故上式可應用於鈑厚先決模式(採用常用鈑厚PL22)估算鋼梁寬B，或寬度先決模式(鋼廠出產尺寸有限，約取2.5m)估算鈑厚。
範例：
以公路橋簡支梁40m為例，有關M的快速算法可利用箱梁自重DL1=3 tf/m，附加靜載重DL2=5 tf/m，活載重LL=1 tf/m(假設單車道載重控制時)，衝擊 I=0.3，M,center=1/8(3+5+1*(1+0.3))(40)^2=1860 tf-m。其中活載重估算應考慮短跨時TruckLoad控制，及多車道分配係數的計算。
H=1/20(40)=2 m，採寬度先決取B=2.5m，則1860/2*1000=0.55(3500)*(2.5*100)*t，t=1.93cm，或採常用單位mm表示，取翼鈑PL22，OK。腹鈑採PL13應足以應付H=2m的情況，如果擔心仍可依實際剪力估算腹鈑厚。最後考量加勁材間距等常用配置尺寸，再修正成初設斷面。
2011年1月25日 星期二
工作型式
我的工作如何開始?
每一座橋都牽涉多面相問題(路工、結構、大地、排水、景觀、預算...)，除了主辦工程師擔任全案之負責人外，團隊成員都在專案中承擔部分設計內容。
以橋梁結構而言，又會因案子大小而有不同團隊模式來處理。
小案子(單座橋梁)-- 資深工程師x1:負責構想、協調、決策、校核、報告書撰寫、預算評估
+資淺工程師x1:負責實際結構分析、設計繪圖、數量計算
大案子(N座橋梁)-- 結構主辦工程師x1:負責構想、協調、決策
+資深工程師xN:負責構想、協調、決策、校核、報告書撰寫、預算評估
每一座橋都牽涉多面相問題(路工、結構、大地、排水、景觀、預算...)，除了主辦工程師擔任全案之負責人外，團隊成員都在專案中承擔部分設計內容。
以橋梁結構而言，又會因案子大小而有不同團隊模式來處理。
小案子(單座橋梁)-- 資深工程師x1:負責構想、協調、決策、校核、報告書撰寫、預算評估
+資淺工程師x1:負責實際結構分析、設計繪圖、數量計算
大案子(N座橋梁)-- 結構主辦工程師x1:負責構想、協調、決策
+資深工程師xN:負責構想、協調、決策、校核、報告書撰寫、預算評估
+資淺工程師xN:負責實際結構分析、設計繪圖、數量計算
我理想中的工作型式是:
基於橋梁工程是團隊合作完成的，團隊的績效必須由成員來達成，在團隊中每個成員都應有明確的任務及完成的能力。你不應期待麻醉科醫師扮演外科醫師的角色，但是好的麻醉科醫師絕對知道如何配合外科醫師。把這個比喻應用到設計團隊裡，就知道台灣的環境比較像是在資源貧乏的鄉下診所，一個人抵好幾個人用，有時硬是叫麻醉科醫師開刀也是會發生的。
我們不應該期待什麼，但是我們總可以做些什麼吧
我理想中的工作型式是:
基於橋梁工程是團隊合作完成的，團隊的績效必須由成員來達成，在團隊中每個成員都應有明確的任務及完成的能力。你不應期待麻醉科醫師扮演外科醫師的角色，但是好的麻醉科醫師絕對知道如何配合外科醫師。把這個比喻應用到設計團隊裡，就知道台灣的環境比較像是在資源貧乏的鄉下診所，一個人抵好幾個人用，有時硬是叫麻醉科醫師開刀也是會發生的。
我們不應該期待什麼，但是我們總可以做些什麼吧
2011年1月22日 星期六
沒有做過的結構如何入手
沒有做過的結構如何入手?
別人做過:
1.找圖--->看懂結構
2.找計算書--->了解設計原則
3.查規範--->確認滿足設計規範
4.找工具--->繪圖軟體、分析軟體的應用
別人做過:
1.找圖--->看懂結構
2.找計算書--->了解設計原則
3.查規範--->確認滿足設計規範
4.找工具--->繪圖軟體、分析軟體的應用
2011年1月16日 星期日
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