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營建科技 橋樑設計
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營建工程
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何謂營建科技? 營建是指人類依據不同的需求,運用知識及技術將天然或人工材料組合成建築物。
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營建工程的範疇 大地工程 土木工程 水利工程 運輸工程 環境工程 營建工程 特殊工程 住宅房屋 工業廠房 建築工程 商業建築 公共建築
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房屋建築工程 以提供居住、辦公、公共聚會或生產之用途。 學校 工廠 商業大樓 住宅 體育場
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交通運輸工程 以解決人類行的問題為目的。 道路 鐵路 高鐵 橋樑 機場 捷運 港灣
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環境工程 以處理廢棄物、減少公害及提高生活品質為目的。 焚化爐 汙水處理廠 下水道
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水利工程 河川整治、水庫興建以達到防洪、蓄水、灌溉和觀光等目的之工程。 水庫 運河 水壩
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輸送管道工程 以輸送能源及民生用水為目的。 高壓輸電系統 自來水管路 瓦斯管路
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其他特殊工程 核能電廠 油井探勘 太空站
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房屋的結構1/2 石板屋 磚造(加強磚造)屋 石屋 木屋
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房屋的結構2/2 鋼筋混凝土(RC)結構 鋼骨鋼筋混凝土(SRC)結構
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橋樑建築
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橋樑各部介紹1/2
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橋樑各部介紹2/2
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橋樑實例 1.樑式橋 2.拱橋 3.懸索橋
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樑式橋 力量傳遞的主要特色是橋樑上部結構的荷重垂直地傳至支承,再由支承傳至下部結構。此類橋樑尚可依結構支承型式分為簡支橋樑(Simply Supported)、連續式橋樑(Continuous)以及懸臂式橋樑(Cantilever)三類。 泰雅大橋 西螺大橋
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拱 橋 力量傳遞是斜向(Diagonal)的壓力。古代之拱橋多用石塊或礦石構築,新式的拱橋則通常以鋼筋混凝土或鋼鐵為主要材料。鋼架橋(Rigid Frame)亦可視為拱橋的一種類型。 冬山河橋 捷徑橋
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受力狀況與拱橋相反,其上部結構之索狀構件均為受拉,作用力傳至橋塔。例如吊橋(Suspension)與斜張橋(Cable-Stayed)。
懸索橋: 受力狀況與拱橋相反,其上部結構之索狀構件均為受拉,作用力傳至橋塔。例如吊橋(Suspension)與斜張橋(Cable-Stayed)。 高屏溪斜張橋 南方澳跨港大橋 舊金山金門大橋
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浙江省三門縣上叶橋
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台北縣關渡大橋
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日本瀨戶大橋
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可動橋
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傾斜橋--蓋茨黑德千禧橋 蓋茨黑德千禧橋,長126米,當大型輪船通過時,該橋還可以將主橋向上拉起50米的高度,讓大型船隻從下面通航而過。
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捲動橋--倫敦帕丁區倫敦大運河人行橋 該橋的扶手內置了一個液壓系統,允許橋身收縮並摺疊成一個八角球,方便搬運移動。因此,這座在平時看起來只是普通鋼結構的人行橋,一旦有船隻通過河面時,橋身就會捲起變成圓環形,使得船隻可以順利通過,設計創新而大膽。 原文網址:
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吊籃橋--比斯卡亞橋 西班牙,比斯卡亞橋。比斯卡亞橋建於1898年,是世界上第一座能夠同時在吊籃內運送人員和車輛的橋樑,也是目前世界上惟一一座仍在使用的此類橋樑,比斯卡亞橋並沒有橋面。承載行人和車輛的是圖中白色的吊籃,通過上方的橫樑和鋼索進行運輸。 原文網址:
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浮橋--呂戈登浮橋 荷蘭,呂戈登浮橋。呂戈登浮橋從外觀上來看可能是世界上最為奇葩的橋樑了。它就是一桿槓裝置,當行人車輛要經過時,這個杆槓裝置便會把橋面從空中放下,反之則將橋面高高舉起。 原文網址:
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摺疊橋--霍恩橋 德國,霍恩橋。霍恩橋的橋面能夠摺疊。船隻要經過時,橋面就會分成三段摺疊起來。如果是行人車輛要通過,橋面便會展開鋪設在水面上。如今,這座摺疊橋被視為技術傑作,也成為一個旅遊景點。 原文網址:
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潛水橋--希臘科林斯運河潛水橋
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對開式--倫敦塔橋 倫敦塔橋的設計,兩岸兩座用花崗石和鋼鐵建成的高塔,高約60米,分上下兩層。上層支撐著兩岸的塔,下層橋面可讓行人通過,也可供車輛穿行。如果巨輪鳴笛而來,下層橋面能夠自動往兩邊翹起,此時行人可改道從上層通過。 原文網址:
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升降橋--海門大橋 中國,海門大橋。海門大橋位於天津,是一座升降橋。在船隻要經過的時候,大橋橋面可以升高給船隻創造足夠穿過的高度,在船隻穿過後,才會緩緩下降與左右兩邊的橋面銜接讓行人車輛經過。 原文網址:
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旋轉橋--福爾柯克輪,蘇格蘭 福爾柯克輪除了超現代派的外觀設計之外,她的功能更是世界首創 - 能把船隻「整艘抬起」,讓橋可以180度的旋轉。當船隻開進定點後,福爾柯克輪開始運作,一邊旋轉一邊把船隻抬到運河上。這樣獨特運輸船隻的設計,也讓她成為現代工程設計的先驅之一。
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回旋橋 連接天橋立和智恩寺山門前方的橋,每當有大型的船隻要通過時,回旋橋就會旋轉90度讓船通過。1923年時建造手動的回轉橋,之後隨著橋下通過大型船舶的增多,1960年5月修建成電動式迴旋橋。幸運的話可以看到此橋旋轉哦!
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土木結構基本概念 桁架橋結構
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桁架橋構造-立面構造
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桁架橋構造-立體構造
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桁架橋的種類-依橋面位置畫分 Through truss 橋面在下弦位置 Pony truss 橋面在下弦位置,且 沒有上弦
Desk truss 橋面在上弦位置
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桁架節點的組合方式 Pinned connection 以螺栓組合,成本較低,但節點勁度較差
Gusset plate connection 以固定板加以銲接組 合,成本較高,但節點 勁度較好
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桁架的組合形式
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桁架的應用1/2
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桁架的應用2/2
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Pratt truss結構分析 壓力 壓力 壓力 壓力 壓力 壓力 無 壓力 拉力 拉力 拉力 拉力 拉力 拉力 壓力 壓力 壓力 壓力
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Howe truss結構分析 壓力 壓力 壓力 壓力 壓力 壓力 拉力 拉力 拉力 拉力 拉力 拉力 拉力 壓力 壓力 壓力 壓力 壓力
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Warren truss結構分析 壓力 壓力 壓力 壓力 拉力 壓力 拉力 拉力 壓力 拉力 壓力 拉力 拉力 拉力 拉力
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材料的選擇與注意事項
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竹筷的選擇 木筷 細竹筷 中竹筷 粗竹筷 不能用木筷,竹筷越粗、越硬、越長越好
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如何判斷竹筷與木筷 竹筷的折斷面會有長纖維,木筷則無。
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竹筷使用時注意事項 1.又直又圓。 2.又粗又硬。 3.去頭去尾。
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棉繩使用注意事項 1.不要太粗,也不要太細。 2.每個節點建議用1.5公尺。 3.緊密纏繞在竹筷上。 4.與白膠緊密結合。
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白膠使用注意事項 1.不要太稀。 2.完全填縫。 3.表層不要塗太厚。
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橋樑製作 操作步驟
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步驟一:長度換算 以每根鋼架之公尺數乘以1.5倍轉換成公分數 例如:橋面每根鋼架為4公尺,轉 換後變成6公分。 4公尺*1.5%=6公分
例如:橋面每根鋼架為4公尺,轉 換後變成6公分。 4公尺*1.5%=6公分 逐一換算每根鋼架支長度
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步驟二:裁切竹筷 裁切竹筷時,每根竹筷兩側皆須多預留1公分以上,以便綁線之用。 實際換算所需之長度 左右預留長度1cm以上
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步驟二:完成橋面鋼架 注意事項: 1.銜長(12+3)15cm,橋樑高度低於(5M)的節點,不 得做銜。
總長60公分,共分為10段 12公分 注意事項: 1.銜長(12+3)15cm,橋樑高度低於(5M)的節點,不 得做銜。 2.注意接點必須對齊實際長度之標示點,且採用對 稱方法固定。 3.先用少量之熱熔膠固定(綠豆大小即可越少越好)
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步驟三:開始固定鋼架 須在 對稱點 注意事項: 1.注意接點必須對齊實際長度之標示點,且採用對 稱方法固定。
2.先用少量之熱熔膠固定(綠豆大小即可越少越 好)。
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步驟四:完成兩側支架 與上弦支架 主結構體完成
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步驟五:上膠與綁線 1.先在接點的地方,用白 膠填滿每個接縫。
1.先在接點的地方,用白 膠填滿每個接縫。 2.先將棉線綁妥在一根支 架上,並將棉線纏繞在 每根支架上,將接點固 定,纏繞時須盡量朝向 接點之中心點。 3.結束時將綿線綁妥,並 將多餘白膠擦除。
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橋樑載重 測試說明
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橋樑載重測試說明 1.請先將橋樑過磅秤出重量後,將重量寶給老師登記,以360g為標準,每超過10g,扣一分。
2.依組別順序將橋樑放置於測試橋台上。 3.掛好載盤後,請派一名「讀秒手」負責讀秒。 4.第一次加重,可選擇10Kg、 20Kg、 30Kg、 40Kg,但每次以10Kg為一個基數。 5.超過40公斤後,可自由選擇增加重量。 6.每次加重,都必須讀秒20秒,超過40Kg後,最多只能再做6次加重。 7.重量採累積制,失敗的那一次不列入計算。
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橋樑載重測試分數計算 1.橋樑未依規定完成(支架、節點、待乾)以0分計算 2.載種得分計算:
未達10kg→ 0分;10kg→10分;20kg→25分; 30kg→40分;40kg→60分; 超過40Kg,每增加1Kg加0.5分。若超過99分者,以99分登記,超過99分之分數列入期末加分。 3.扣分: (1)橋重超過360g,每多10g扣一分。 (2)未依設計圖製作,每多一根支架或節點扣一分 (3)橋樑長度(60cm),太長或太短(超過3cm)扣5分
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橋樑製作常見失敗問題 1.時間掌控不佳:建議時間規劃如下 (1)第一週上課完成小組設計圖。
(1)第一週上課完成小組設計圖。 (2)在第二週上課前完成竹筷裁切,並於第二週上 課時利用熱融膠槍完成橋梁主結構體。 (3)在第三週上課當天,完成所有的節點綁線。 (4)讓橋樑在通風乾燥的環境中待乾5-7天。 2.熱融膠的量使用太多,使竹筷之間無法有效的使用白膠黏著。 3.橋梁設計圖設計不當:建議橋樑支架全部使用同樣的粗細(能降到130mm以下)比較好。
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橋樑設計軟體 教學與測試
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橋樑設計軟體 1.請務必回家自行安裝與練習。 2.E化教學平台有教學影片(一定及格版),請同學務必學會。
3.下週每人上機15分實作測驗,不得攜帶任何參考資料,如檔案、紙本資料。 4.請同學務必自行練習,不要抄襲別人的成果,如若發現學生的作品相近,則不論原作或抄襲者,一律減分一半。 5.不論完成與否,考試時都必須存檔,檔名以年度年班號(8碼)儲存。
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開始準備設計一座自己的橋樑吧! 橋梁軟體教學
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