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。

There are two types of seismic isolation support systems: This paper proposes an innovative seismic isolation system. This year, the key points of the analysis of the mechanical characteristics and seismic isolation effects of the bridge are selected. Specific research results are as follows. a) The proposed seismic support system is designed to be used as a bridge system under ideal conditions. When vibration occurs in one direction of the support, the complex force characteristics and absorption characteristics (equal attenuation) are quantified. 2. The design vibration of the bearing is not affected by the vibration reduction rate of the bridge foot. b) Evaluation of the vibration response of the bridge In particular, when the sine wave is applied, the full-time average phase difference between the vibration of the upper structure and the lower structure is about 90 degrees. The possibility of earthquake mitigation is discussed. In the future, the characteristics of ground vibration should be taken into account to determine the operation parameters. c) Detailed description of the structure of the support, the vibration of the support, the occurrence of stable vibration, the reaction force concentration point, the center of the contact surface of the support plate, and the shape of the two types. In this case, the design idea is to determine the occurrence of ground vibration, the possibility of supporting the ground motion to a certain value, and the possibility of controlling the ground motion.

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