Development of rocking isolation bearing and fundamental study for the application on bridge structures

摇摆隔震支座的研制及其在桥梁结构中应用的基础研究

• 批准号: 22K14313
• 负责人: He Xinhao
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14313/
• 关键词: 免震構造; 橋梁; 地震工学; ロッキング挙動; 補修と補強; 耐震性能評価; 構造工学・地震工学; ロッキング免震支承; 防災

従来の免震支承は、ゴム系とすべり系の2種類に分類されています。本研究では、これまでにない革新的な免震支承システムを提案しております。今年度は、提案したロッキング支承を用いた橋梁の力学特性と免震効果の解析に重点を置いて取り組みました。具体的な研究成果は以下のとおりです。a）提案した免震支承を用いた橋梁システムに対し、理想的な状況下で理論的な誘導を行いました。支承の1方向ロッキング振動が発生する場合、その復元力特性やエネルギー吸収特性（等価減衰）を定量化しました。そして、適切な設計パラメータを設定することで、レベル２の設計地震動において支承の免震効果（橋脚の応答低減率）が確認できることを明らかにしました。b）応答低減効果を評価する指標の一つである橋梁の振動応答における位相特性を検討しました。特に、様々な正弦波が入力された場合、上部構造と下部構造の振動間の全時間平均位相差は、理想値90度と比較して約70度となりました。これは優れた地震応答低減効果の可能性を示していると考えます。今後、地震動の特性を考慮に入れた継続的な検討を行う予定です。c）提案した支承の構造実現とその詳細に関して、支承のロッキング振動を安定的に発生させるため、反力集中点である支承底板の接触面端部の回転中心について2種類の形状を提案しました。さらに、設計想定を超える地震動が発生した場合、支承のロッキング運動が一定値を超えて転倒する可能性があるため、その転倒を制御可能な構造も提案しました。

传统的隔震支座分为橡胶型和滑动型两种。在这项研究中，我们提出了一种前所未有的创新隔震轴承系统。今年，我们重点分析了使用所提出的摇摆轴承的桥梁的力学性能和隔震效果。具体研究结果如下。 a) 我们在理想条件下对使用所提出的隔震支座的桥梁系统进行了理论指导。当轴承发生单向摇摆振动时，我们量化了其恢复力特性和能量吸收特性（等效阻尼）。我们还证明，通过设置适当的设计参数，可以确认二级设计地震作用下支座的隔震效果（桥墩响应降低率）。 b) 研究了桥梁振动响应的相位特性，这是评价减振效果的指标之一。特别地，当输入各种正弦波时，与90度的理想值相比，上部结构和下部结构的振动之间的总时间平均相位差约为70度。我们认为，这表明可能具有优异的地震响应降低效果。未来，我们计划继续开展考虑地震运动特征的研究。 c) 关于所提出的轴承的结构及其细节，为了稳定地产生轴承的摇摆振动，我们提出了两种类型的轴承底板接触面端部旋转中心的形状，即反作用力的集中点。此外，当发生超过设计预期的地震时，轴承的摇摆运动可能超过一定值而导致轴承倾覆，因此我们还提出了一种可以控制倾覆的结构。

项目成果

Control effectiveness of an innovative rocking isolation bearing system (RIBS) on excessive bridge responses under unanticipated earthquakes

创新的摇摆隔震支座系统 (RIBS) 对意外地震下桥梁过度反应的控制效果

• 发表时间: 2022
• 作者: Ghediya Prashant;Yang Hui;Fujimoto Takashi;Zhang Yuqiao;Matsuo Yasutaka;Magari Yusaku;Ohta Hiromichi;Xinhao He
• 通讯作者: Xinhao He

Control of excessive bridge responses under unanticipated earthquakes through an innovative rocking isolation bearing system (RIBS)

通过创新的摇摆隔震支座系统 (RIBS) 控制意外地震下桥梁的过度反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 神野崇馬;木虎秀二;土岐博;阿部真之;Xinhao He
• 通讯作者: Xinhao He

ロッキング免震支承(RIBS)を用いた橋梁の地震応答特性評価

摇摆隔震支座（RIBS）桥梁地震响应特性评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Alhamid Abdul Kadir;Akiyama Mitsuyoshi;Aoki Koki;Koshimura Shunichi;Frangopol Dan M.;田尻佳大，何昕昊，運上茂樹
• 通讯作者: 田尻佳大，何昕昊，運上茂樹

Evaluation of Seismic Response Characteristics of Bridges with Rocking Isolation Bearing System (RIBS)

摇摆隔震支座系统（RIBS）桥梁地震反应特性评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshihiro TAJIRI