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研究生:姜沷任
研究生(外文):Fa-jen Chiang
論文名稱:近斷層效應對隔震橋梁的影響
論文名稱(外文):Near-fault Effect on Seismically Isolated Bridge
指導教授:張國鎮張國鎮引用關係
指導教授(外文):Kuo Chun Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:145
中文關鍵詞:近斷層地震背牆碰撞消能
外文關鍵詞:Near Fault EarthquakeKnock-off Design
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隔震橋梁的設計,為利用延長系統周期以降低系統反應,然而在921地震中,由於其具有明顯的近斷層地震特性,對於中長周期的結構物將造成超出預期的地震力。本文透過 SAP2000 建立隔震橋模型,據以探討近斷層地震對隔震橋梁的影響。首先利用微震測試、強迫震動試驗數據檢驗模型的彈性行為,而由橋體上的感應器在大地震下量測的反應檢驗模型的非彈性行為。在確認模型的正確性後,分析921地震對隔震橋梁的影響,得到在921地震下某些測站加速度歷時對隔震橋梁將超出設計位移及設計地震力的情況,並探討諸如橋台背牆、剪力鋼棒等防落橋裝置對隔震橋梁的影響及其破壞機制。此外,並加入了其他防落橋裝置的配置與阻尼器的增設對隔震橋梁的作用,以做為隔震橋梁在近斷層地震下可行的因應措施。
The concept of seismic isolation design is to elongate the period of structure in order to reduce the response of whole system. In 921 Chi-chi earthquake, however, it exists so called near-fault earthquake characteristics which enlarge the response of middle to long period structures and may induce exceeding expectations of earthquake load. By using SAP 2000 program, this thesis constructed a seismic isolation designed bridge model to study the near-fault earthquake’s influence on seismically isolated bridge. The model is checked its linear behavior from ambient vibration test and force vibration test and non-linear behavior from log of earthquake data by set-up sensors. After ascertaining the accuracy of model, it was performed to simulated different site acceleration history, and had the results that near-fault earthquake can make seismically isolated bridge to over-loading. On the other hand, the thesis discussed the effect of shear key and abutment. Additional dampers and other unseating device are simulated to suggest some method for seismically isolated bridge under near-fault earthquake.
第 1 章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究內容 2
第 2 章 921近斷層地震特性簡介 3
2.1 921地震中橋梁破壞情形 3
2.2 近斷層地震簡介 7
2.3 921地震歷時記錄的特性 10
第 3 章 隔震橋梁分析模型之建立 17
3.1 白河隔震橋特性介紹 17
3.1.1 白河隔震橋簡介 17
3.1.2 橋梁隔減震系統 18
3.2 隔震橋模型之現地實驗 21
3.2.1 微震測試 21
3.2.2 強迫振動實驗 23
3.3 SAP2000中白河隔震橋模型彈性行為模擬與實驗數值比較 26
3.3.1 幾何形狀之模擬 26
3.3.2 重量分佈 26
3.3.3 構件斷面性質之模擬 26
3.3.4 隔震支承模擬 29
3.3.5 基礎土壤彈簧勁度 30
3.4 1022嘉義地震歷時記錄之比照 33
3.5 白河隔震橋非彈性行為模型 44
3.5.1 剪力鋼棒 44
3.5.2 橋台背牆 46
3.5.3 背牆後土壤彈簧模擬 48
第 4 章 近斷層地震對白河隔震橋的影響 53
4.1 只受LRB作用下的隔震橋梁於近斷層地震中的反應 53
4.1.1 能量的消散情形 54
4.1.2 橋梁上部結構位移反應 56
4.1.3 橋柱所受剪力及彎矩 57
4.2 橋台背牆之消能行為 58
4.3 近斷層地震下對隔震橋梁的影響 62
4.4 白河隔震橋梁各元件破壞機制 68
第 5 章 隔震橋梁在近斷層效應下的因應對策 70
5.1 橋台背牆及後方土壤對隔震橋梁的影響 71
5.1.1 橋台強度的加勁 71
5.1.2 伸縮縫寬度對橋梁反應的影響 74
5.2 剪力鋼棒、止震塊等對隔震橋梁的影響 76
5.3 防震拉桿對隔震橋梁的影響 76
5.4 黏滯性阻尼器 79
5.5 鉛心橡膠支承墊的影響 82
5.5.1 鉛心橡膠支承墊設計流程(一) 82
5.5.2 鉛心橡膠支承墊設計流程(二) 85
5.5.3 不同設計目的之鉛心橡膠支承墊 86
第 6 章 結論與展望 89
6.1 結論 89
6.2 未來展望 92
參考文獻 93
附錄 A、 921地震測站速度歷時圖 96
附錄 B、 921測站歷時之加速度反應譜 112
附錄 C、 921地震歷時對白河隔震橋輸入能量歷時圖 130
附錄 D、 921各測站歷時造成白河隔震橋中點位移圖 138
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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