(35.175.212.130) 您好!臺灣時間:2021/05/18 04:43
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:翁新鈞
研究生(外文):Xin-Jun Weng
論文名稱:考慮隔震橋梁橋台束制之系統識別
指導教授:田堯彰田堯彰引用關係
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:系統識別隔震橋梁鉛心橡膠支承墊
外文關鍵詞:Parametric IdentificationIsolated BridgeLead-
相關次數:
  • 被引用被引用:4
  • 點閱點閱:196
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
隔震元件使用與技術發展從70年代至今已二十餘年,現今釵h建築物裝設隔震元件,用以減小結構物受到地震力的作用,本研究利用1999年10月2日嘉義大地震時,於台南縣南二高嘉南大圳北幹線一號橋上所蒐集到動力反應資料,進行該隔震橋梁系識別的分析,並建立一座隔震橋梁模型。
本文旨在提出一參數識別法,以識別出結構參數。在識別模型建立的過程中,假設橋面板為剛性,橋柱及樁基礎之力學行為為線性模式。隔震裝置分別考慮人造橡膠支承墊和鉛心橡膠支承墊,其中上部結構藉由人造橡膠支承墊與橋台隔離,橡膠支承墊分析上以線性彈簧模擬其水平勁度,並考慮橋台部分所提供的阻尼效應,而橋柱與上部結構間藉由鉛心橡膠支承墊做為隔震裝置,分析上以遲滯-雙線性模型模擬之,待模型與運動方程式建立後,再根據輸出誤差法,將輸出值與其理論值間的平方差最小化,以求得最佳化的結構參數值。利用這些參數值可反求結構各部分的歷時反應,與實際量測的歷時反應比較,進而驗證識別過程和橋梁模型的可靠性與正確性。
目 錄

誌謝………………………………………….…………………一
摘要……………………………………….……………………二
目錄………………………………….…………………………三
表目錄………………………………………………………….六
圖目錄…………………………………………………………七

第一章 緒論……………………...…………………………..1
1.1 研究目的與背景………………………………….........1
1.2 文獻回顧…………….………………………..…….….2
1.3 本文內容…………………………………………...…..5

第二章 隔震原理與土壤互制簡介....………….……......7
2.1 橋梁隔震原理………………………………...………..7
2.2 人造橡膠支承墊………………………………….……9
2.3 鉛心橡膠支承墊………………………….……..…....10
2.4 隔震橋梁設計特點………….………..……….……....12
2.5 基礎分析簡介…………………………………............14
2.5.1 目前相關設計規範……... …………………...15
2.5.2 基礎分析方法…………………………..…….18

第三章 系統識別理論分析過程....….…………..……..19
3.1 前言…………………………………….......................19
3.2 運動方程式之建立…………………………………...20
3.3 遲滯-雙線性模型………………………….................23
3.4 系統識別理論….……………………………..………26
3.5 數值範例……….……………………………..………29
3.5.1 識別過程…..………………………….............29
3.5.2 結論……………………………………………31

第四章 隔震橋梁實例分析……………………..…..…..33
4.1 前言…………………………..………….……...........33
4.2 橋梁資料……………………………………………...34
4.3 實例橋梁識別……………………………...…………34
4.3.1 識別過程………………………………………34
4.3.2 結論………………….………………………37


第五章 結論….………………..………...…………………39

參考文獻…………………………………….………………...42
附表…………………………………………………………….47
附圖…………………………………………………………….51
附錄……………………………………………………...……..84











表 目 錄

表 3.1 樁帽與橋柱參數及人造橡膠支承墊識別資料……...47
表 3.2 鉛心橡膠支承墊參數識別資料…………….…..........47
表 3.3 數值範例歷時誤差指標…...…………………….…...47
表 4.1 人造橡膠支承墊之機械性質………………..….........48
表 4.2 鉛心橡膠支承墊之機械性質.......................................48
表 4.3 橋柱斷面性質...............................................................48
表 4.4 樁基礎與橋柱參數識別資料.......................................49
表 4.5 鉛心橡膠支承墊與人造橡膠支承墊參數識別資料...49
表 4.6 樁帽誤差指標比較圖……………...............................50
表 4.7 橋柱誤差指標比較圖...................................................50
表 4.8 上部結構誤差指標比較圖...........................................50





圖 目 錄

圖2.1 理想化加速度反應譜………………………................51
圖2.2 理想化位移反應譜……………………………………51
圖2.3 增加阻尼之加速度反應譜變化圖……………………52
圖2.4 增加阻尼之位移反應譜變化圖………………………52
圖2.5 理想化遲滯迴圈………………………………………53
圖2.6 鉛心橡膠支承墊示意圖…………………….…….…..53
圖2.7 理想化的LRB遲滯-雙線性模型………….…………54圖2.8 溫克基礎示意圖………………………….….………..55
圖3.1 未含隔震系統反應示意圖…………………………....56
圖3.2 含隔震系統反應示意圖……………………….….......56
圖3.3 隔震橋梁分析模型…….………………...……............57
圖3.4 隔震橋梁動力模擬圖………………………...….........57
圖3.5 樁帽動力平衡示意圖….…………………..….…........58
圖3.6 橋柱頂動力平衡示意圖………………………………58
圖3.7 上部結構動力平衡示意圖……………………………58
圖3.8 遲滯反應及背骨曲線圖……………..………………..59
圖3.9 模擬雙線性之背骨曲線示意圖………………….…...59
圖3.10 樁基礎示意圖…….………………………………….60
圖3.11 樁基礎土層資料…………….…………………….....60
圖3.12 樁帽的回復力反應…………………….….…………61
圖3.13 橋柱的回復力反應……………….………..…….…..61
圖3.14 鉛心橡膠支承墊的非線性回復力反應…………..…62
圖3.15 總誤差值與橋柱勁度之識別關係圖(循環一)…..…62
圖3.16 總誤差值與橋柱阻尼係數之識別關係圖(循環一)..63
圖3.17 總誤差值與模擬橋台阻尼係數之識別關係圖(循環一)
………………………………………………………..63
圖3.18 總誤差值與橡膠支承墊水平勁度之識別係圖(循環一)
………………………………………………………..64
圖3.19 總誤差值與橋柱勁度之識別關係圖(二)……….….64
圖3.20 總誤差值與橋柱阻尼係數之識別係圖(循環二)…....65
圖3.21 總誤差值與模擬橋台阻尼係數之識別關係圖(循環二)
………………………………………………………..65
圖3.22 總誤差值與橡膠支承墊水平勁度之識別係圖(循環二)
……………………………………………………..…66
圖3.23 樁帽之識別與量測加速度歷時比較圖………….….66
圖3.24 樁帽之識別與量測速度歷時比較圖..…..……….….67
圖3.25 樁帽之識別與量測位移歷時比較圖……...………...67
圖3.26 橋柱之識別與量測加速度歷時比較圖..........….…...68
圖3.27 橋柱之識別與量測速度歷時比較圖………..……....68
圖3.28 橋柱之識別與量測位移歷時比較圖..…..………......69
圖3.29 橋面板之識別與量測加速度歷時比較圖..…..……..69
圖3.30 橋面板之識別與量測速度歷時比較圖……………..70
圖3.31 橋面板之識別與量測位移歷時比較圖……………..70
圖3.32 樁帽之識別與量測加速度反應之頻率域比較圖…..71
圖3.33 橋柱之識別與量測加速度反應之頻率域比較圖…..71
圖3.34 橋面板之識別與量測加速度反應之頻率域比較圖…
………………………………………………………..72
圖4.1 南二高嘉南大圳北幹線一號橋上的強震儀裝置圖…73
圖4.2 總誤差值與橋柱勁度之識別關係圖(循環一)……....73
圖4.3 總誤差值與橋柱阻尼係數之識別關係圖(循環一)…. 74
圖4.4 總誤差值與橋柱勁度之識別關係圖(循環二)……....74
圖4.5 總誤差值與橋柱阻尼係數之識別關係圖(循環二)…75
圖4.6 總誤差值與模擬橋台阻尼係數之識別關係圖………75
圖4.7 總誤差值與橡膠支承墊水平勁度之識別關係圖……76
圖4.8 總誤差值與樁帽等值勁度之識別關係圖………..…..76
圖4.9 總誤差值與樁帽等值阻尼係數之識別關係圖……....77
圖4.10 樁帽之識別與量測加速度歷時比較圖………….….77
圖4.11 樁帽之識別與量測速度歷時比較圖….……..…..….78
圖4.12 樁帽之識別與量測位移歷時比較圖……….……….78
圖4.13 橋柱之識別與量測加速度歷時比較圖…….….……79
圖4.14 橋柱之識別與量測速度歷時比較圖………..……....79
圖4.15 橋柱之識別與量測位移歷時比較圖…….………….80
圖4.16 橋面板之識別與量測加速度歷時比較圖………......80
圖4.17 橋面板之識別與量測速度歷時比較圖………..........81
圖4.18 橋面板之識別與量測位移歷時比較圖…...……...…81
圖4.19 樁帽量測與識別加速度反應之頻率域比較圖……..82
圖4.20 橋柱量測與識別加速度反應之頻率域比較圖..……82
圖4.21 橋量測與識別加速度反應之頻率域比較圖……..…83
參考文獻

1.David J. Dowrick,Earthquake Resistant Design For Engineers and Architects,John Wiely & Sons,Ltd,Singapore,pp. 142-181,1987年。
2.Skinner, R.I., Robinson, W.H. and McVerry, G.H., “Seismic isolation in New Zealand”, Nuclear Engineering and Design, 127, pp.281-289, 1991
3.Skinner, R.I., Tyler, R.G., Heine, A.J. and Robinson, W.H. “Hysteretic dampers for the protection of structures from earthquake”, Bull. New Zealand Nat. Soc. Earthquake Eng., 13(1), pp.22-36 , 1980
4.Robinson, W.H. and Consions, W.J., “Recent development in lead dampers for base isolation”, Pacific Conf. Earthquake Eng., Wairakei, New Zealand (2), Aug., pp.279-283, (1987)
5.蔡益超、周光武,”橋梁使用積層橡皮墊之耐震研究與應用”,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,民國84年6月。
6.王正中,”以橡膠支承墊橋梁結構受地震影響之可行性探討”,結構工程第十五卷第一期,民國89年3月。
7.蔡益超、陳祖安,”橋梁使用積層橡皮墊與雙勁度鉛心積層橡皮墊之耐震研究與應用(二)”,國立台灣大學地震研究中心研究報告,編號:CEER-R85-05,1996年11月。
8.林文山,”雙向勁度RB與LRB隔震器試驗”,國立台灣大學土木工程研究所,1995年6月。
9.陳建州、張國鎮、葉銘煌、黃震興、方文志,”國內首座隔震橋之設計與分析”,第二屆結構工程研討會,1994年。
10.Murat Dicleli, P.E.,M. “Seismic Design of Lifeline Bridge using Hybrid Seismic Isolation”Journal of BRIDGE Engineering ,pp.94-103,2002 
11.Skinner R.I., Robinson W.H. and McVerry G.H.,”An introduction to seismic isolation”, John Wiely & Sons,1993年。
12.張國鎮、危仕修、陳鴻文、蔡孟豪,”隔震橋梁之現地實驗與分析”,國立台灣大學地震工程研究中心,編號:CEER-R88-07,1999年7月。
13.黃銘智,”鉛心橡膠支承墊橋梁之系統識別-考慮土壤效應”, 國立台灣大學土木工程研究所博士論文,民國90年6月
14.Hoshiya, M. and Maruyama, O., “Identification of nonlinear structural system”, Proc. Of the Fifth. Int. Conf. On
Application of Statistics and Probability in Soil and Structural Engineering, Vancouver, Canada, pp.182-189, (1987)
15.羅俊雄、李正寬,”隔震橋梁地震動態行為之系統識別”,國家地震中心研究報告,編號:NCREE-01-031,民國90年12月。
16.黃國勛,”考慮基礎轉動效應之隔震橋梁系統識別”, 國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,民國91年6月。
17.梁維堯,” 拉條於橋樑防落之探討”, 國立中興大學土木工程研究所碩士論文,民國89年6月。
18.姜沷任,”近斷層效應對於隔震橋梁的影響”, 國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,民國91年6月。
19.危仕修,”隔震橋梁現地實驗與分析”, 國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,民國88年6月。
20.Su, L., Ahmadi, G. and Tadjbakhsh, I. G., ”A comparative study of base isolation system,” Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol.15, pp. 1976~1992, (1989)
21.Ghobarah, A. and Ali, H. M. “Seismic design of base-isolated highway bridges utilizing lead-rubber bearing, ” Can. J. Civ. Eng. Vol.17, pp 413-422, (1990)
22.Ghobarah, A. and Ali, H. M. “Seismic behavior of highway bridges with base isolation, ” Can. J. Civ. Eng. Vol. 15, pp.72-78, (1988)
23.黃主清,’’阻尼器於隔震橋樑之應用研究’’,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,民國八十四年六月。
24.張荻薇,’’隔震技術在橋樑工程上之應用’’,結構工程第四卷第四期,民國七十七年十二月。
25.陳建堂,”使用鉛心橡膠支承墊橋梁之系統識別”,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,民國90年6月。
26.Mylonakis G. and Nikolaou A.,”Soil-pile-bridge seismic interaction : kinematic and inertial effects. Part 1 : soft soil”,Earthquake Engineering and Structural Dynamics,Vol.26,pp.337-359,1997年。
27.Takemiya, H. and Yamada, Y., ”Layered soil-pile-structure dynamics interaction, ”Earthquake Engineering and Structure Dynamics, Vol. 9, pp 437-458, (1981)
28.Novak, M. and Henderson, P., “Base-isolated building with soil-structure interaction”, Earthquake Engineering and Structure Dynamics, Vol.18, pp.751-765, (1989)
29.中華民國大地工程學會,建築物基礎構造設計規範,民國90年12月
30.楊樹華,”土壤~結構互制作用對結構物動力反應的影響”, 國立台灣大學土木工程研究所博士論文,民國89年7月。
31.Desroches,R.,and Fenves,G.L. ”Evaluation of recorded earthquake recorded highway bridge .”Earthquake Spectra,c3(3),363-386,1997
32.Wen Y.K.,”Method for random vibration of hysteretic systems”,ASCE,J. of The Engineering Mechanics Division,Vol.102,pp.249-263,April,1976年。
33.Iwan W.D.,”On a class of models for the yielding behavior of continuous and composite systems”,Joural of Applied Mechanics,ASME,vol.34,pp.612-617,September,1967年。
34.郭宏模,”預力混凝土橋現地動力實驗與動力監測系統”,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,民或85年6月。
35.Tan R.Y. and Huang M.C.,”System identification of a bridge with lead-rubber bearings”,Computer and Structures,Vol.74,pp.267-280,2000年。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top