第4章 架設時の 0306 号台風による動的挙動の評価
5.4 TMDを考慮した動的解析
5.4.6 主塔の動的応答特性
T M D作 動状 況 を 確 認 す る た め に , T M D 固 定 部 と T M D 重 錘 質 点 変 位 を図 - 5 . 1 2 に 示 す . 本 T M D の 減 衰 定 数 が 大 き い た め 両 者 に 位 相 差 が 見 受 け ら れ る .
15次モード
固有振動数:0.925Hz
15次モード
固有振動数:0.920Hz
(a)橋梁全体系のみ (b)TMD固定部装置重量考慮
削 除: 9 2 5 H z 、 T M D 固 定 点 の 質 量 を 考 慮 し た 時 に 0 . 9 2 0 H z と な り 、F E M に よ る 実 験 対 象 モ デ ル に よ る 解 析 値 0 . 9 2 3 H z と F F T 法 お よ び S u b s p a c e 法 に よ る 解 析 値 0 . 9 2 7 H z と ほ ぼ
次 に , T M D の 減 衰 係 数cを 0 と し た 場 合 い の 変 位 応 答 を図 - 5 . 1 3 に 示 す . こ の 図 か ら T M D の 重 錘 は 固 定 部 と 逆 位 相 で 振 動 し て い る こ と が 確 認 で き る . 減 衰 係 数 が 0 の 場 合 , T M D の 重 錘 の 変 位 が 大 き い 結 果 と な っ て い る .
T M D作 動 時,非 作 動 時 に お け る人 力 加 振実 験に よ る 3 P 主 塔 頂 部 の 加 速 度 応 答 お よ び T M D 作 動 時 で の T M D の ダ ン パ ー の 相 対 変 位の計 測波 形 と 直 接 積 分 法 に お け る 解 析 波 形を図 - 5 . 1 4 に 示 す . 解 析 波 形 に は う ね り が 見 ら れ , 計 測 波 形 に は う ね り は 見 受 け ら れ な い . こ れ は , 解 析 と 計 測 の 初 期 条 件 の 相 違 に よ る も の と 推 定 さ れ る . な お , 解 析 で は 初 期 条 件 と し て 初 変 位 と 初 速 度 を と も に 0 と し て い る .図 - 5 . 1 4 よ り T M D 作 動 時 は T M D 非 作 動 時 よ り も 最 大 加 速 応 答 値 が 小 さ く , 早 く 減 衰 す る .
計 測波 形 と 解 析 波 形 の 比 較 を 行 う.図 - 5 . 1 4 か ら, 計 測波 形で人 力 加 振 に よ る 主 塔 の 最 大 加 速 度 応 答 はT M D作 動 時,非 作 動 時 と も に 4 0 g a l ほ ど に な っ て い る.こ れ と 解 析 波 形を比 較 す る と,解 析 波 形 に お い て も 最 大 応
-15 -10 -5 0 5 10 15
30 35 40 45
時間(秒)
変位(㎜)
TMD重鐘質点変位 TMD固定部変位
図 - 5 . 1 2 変 位 応 答
-60 -40 -20 0 20 40 60
30 35 40 45
時間(秒)
変位(㎜)
TMD重鐘質点変位 TMD固定部変位
図 - 5 . 1 3 T M D の 減 衰 係 数 c = 0 に し た 場 合 の 変 位 応 答
答 は 約 4 0 g a l を 示 し て お り,ほ ぼ 一 致 す る(表 - 5 . 1 1).こ れ に よ り,人 力 加 振 に お け る 加 振 力 は 適 切 に モ デ ル 化 す る こ と が で き た と 考 え ら れ る.
-15 -10 -5 0 5 10 15
0 20 40 60 80 100 120
時間(秒)
変位(㎜)
モデル化されたTMDの変位 -60
-40 -20 0 20 40 60
0 20 40 60 80 100 120
時間(秒)
加速度応答(gal ) TMD非作動時
TMD作動時
(a) 解析波形
-60 -40 -20 0 20 40 60
0 20 40 60 80 100 120
時間(秒)
加速度応答(gal) TMD非作動時
TMD作動時
-3 -2 -1 0 1 2 3
0 20 40 60 80 100 120
時間(秒)
変位(㎜)
TMD重鐘変位
(b) 計測波形
減 衰 定 数 解 析 範 囲 減 衰 定 数 解 析 範 囲
T M Dに よ る 減 衰 効 果 を 確 か め る た め に, T M D作 動 時 の 主 塔 頂 部 に お け る 加 速 度 応 答 解 析 波 形 よ り 減 衰 定 数 を 求 め る.減 衰 定 数 を 求 め る 範 囲 は 図 - 5 . 1 2 に 示 し て い る 破 線 で 囲 ま れ た 解 析 対 象 範 囲 で あ る.加 振 終 了 後 の 自 由 振 動 で 最 もT M Dの ダ ン パ ー 変 位減 少 が大 きく , う な り が な い区 間 を 解 析 対 象 範 囲 と 定 め た. T M D非 作 動 時 に お け る 減 衰 定 数 は 加 振 後の 自 由 振 動を 解 析 対 象 範 囲 と し た.
計 測 波 形 か ら 求 め た 減 衰 定 数 と 解 析 波 形 か ら 求 め た 減 衰 定 数(表 - 5 . 1 1) を 比 較 す る と , T M D 非 作 動 時 で は , 解 析 値 は 0 . 0 0 3 と な り 計 測 値 で の 0 .0 0 4 と 近 い 値 に な っ た . T M D 作 動 時 で は , 解 析 値 で 0 . 0 1 5 と な り , 計 測 値 の 0 . 0 0 8 よ り も 大 き い 値 と な っ た .