Development of an inerter-damper for the seismic protection of long-span suspension bridges

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本研究課題では，斜張橋の地震時応答抑制の方法として，ダイナミック・マスを用いた動吸振器に類する制御デバイスとして同調粘性マスダンパー(TVMD)とTuned Inerter Damper (TID)の適用性を検討した． TVMDとは受け入れ研究者のグループが開発した建築構造物用制振システムで，メーカーとの共同開発により，実建物の制御にも利用可能なデバイスも開発しており，実適用例も世界に先駆けて存在する．ただし，適用範囲が建築物に限られていたことに加え，英国の研究グループが類似の装置としてTIDを提案していた．TVMDとTIDの最大の違いは，エネルギーを吸収する粘性要素の配置である．TVMDでは粘性要素がダイナミック・マス要素と並列であるのに対して，TIDでは粘性要素はバネ要素と並列となっている．後者のTIDの要素配列は既往の動吸振器(TMD)と同じであるのに対して，TVMDの配列は異なったものとなっており，構造物の制御効果においても若干の違いを生じる．また，TIDは既往の実用化されているTMDと同じ要素配列を持つものの，具体的な実装置は提案されておらず，理論的・数値解析的な机上検討か，実験を実施していたとしても極めて小規模なものに留まっている．本共同研究では橋桁の地震時応答抑制の観点からはTVMDがTIDよりも応答抑制効果やロバスト性において優れていることを示した．一方で，斜張橋の主塔についてはTVMDの制御効果が劣る可能性があることも示唆している．本共同研究の期間中は大規模な実験はできなかったが，エムエムブリッジ株式会社の協力を得て，斜張橋の桁を模した試験体にTVMDを設置した振動実験を行い理論の検証も実施した．得られた研究成果は採用中に４編の審査付き国際ジャーナル論文として発表しており，研究成果は良好である．