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

大跨度悬索桥抗震惯性阻尼器的研制

基本信息

批准号：
21F31067
负责人：
五十子幸樹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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．

The purpose of this study is to investigate the applicability of the Tuned inverter Damper (TID) to the seismic response suppression of inclined tension bridges. The TVMD is designed for researchers to develop vibration control systems for buildings and structures, and for joint development of vibration control systems for buildings and structures. TVMD and TID are the largest non-compliant configurations for viscous elements. TVMD is the opposite of viscous elements. TID is the opposite of viscous elements. The latter element arrangement of TID is similar to that of TMD, and the arrangement of TVMD is different from that of TMD. In addition, TID has been used in the past to analyze the relationship between TMD and elements. This joint study shows that the seismic response suppression of the bridge structure is different from that of the TVMD and TID. On the other hand, the main tower of the inclined tension bridge is not suitable for the control effect of TVMD. During this joint research period, the large-scale vibration test was conducted in conjunction with the TVMD of the inclined bridge. The results of this study were reviewed and approved by the Chinese Academy of Sciences. The results of this study were good.