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第4章 架設時の 0306 号台風による動的挙動の評価

4.6 制振装置効果の確認

渦 励 振 の み 発 現 が 確 認 さ れ た . 今 回 の 計 測 で は 橋 軸 直 角 方 向 の 風 で あ る 風 速 以 上 で は 変 位 が 低 下 し て い る の で 渦 励 振 と 判 断 さ れ る . し か し , 風 洞 実 験 に お い て 渦 励 振 が 発 現 し た 主 塔 面 外 1 次 振 動 時 の 風 速 は 1 0 m / s 以 下 で あ っ た の に 対 し , 実 測 で は 風 速 2 3 m / s 付 近 と か な り 乖 離 し て い た .

こ れ は , 例 え ば 主 塔 と 桁 の 相 互 作 用 の 影 響 で 構 造 体 の 重 量 が 大 き く な り 振 動 発 現 風 速 が 高 く な っ た こ と ,層 流 状 態 の 風 洞 試 験 に 対 し , 乱 流 下 の 実 測 で 共 振 点 が 変 化 し た 等 の 理 由 が 推 定 さ れ る .

今 後 の 課 題 と し て , 風 洞 実 験 と 実 際 と の 差 異 を 検 証 す る 必 要 が あ る . 特 に ( a ) 実 験 モ デ ル と 実 橋 と の 拘 束 条 件 ,( b ) 実 験 時 風 条 件 と 実 際 ,( c ) 実 験 時 振 動 モ ー ド と 実 際 等 が 重 要 で あ る .

4 . 6 . 2 制 振 装 置 の 最 大 応 答 倍 率

図 - 4 . 1 0 に T M D 設 計 時 の 主 塔 と T M D - E 1 の 振 幅 比 理 論 値 曲 線 図 を 示 し ,図 - 4 . 1 1 に 主 塔 変 位 と 制 振 装 置 重 錘 変 位 の 実 計 測 関 係 を 示 す .

図 - 4 . 9 観 測 波 形 の 周 波 数 分 析 結 果

0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0

0 3 0 6 0

0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0

0 3 0 6 0

0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0

0 5 0 1 0 0

0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0

0 5 0 1 0 0

0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0

0 .0 0 .5 1 .0

変位(mm)(mm)変位(mm)

振 動 数 f ( H z )

振 動 数 f ( H z )

振 動 数 f ( H z )

2 P 主 塔 橋 軸 方 向 変 位 ( 南 側 J 2 1 )

T M D - E 1 マ ス 変 位

T M D - E 3 マ ス 変 位 ( 中 央 径 間 側 ) 0 . 1 4 8

0 . 1 4 9

0 . 5 1 8

0 . 6 3 7

書式変更 : 箇条書きと段落番号

図 - 4 . 1 1 に て 主 塔 と T M D の 固 有 振 動 数 が 一 致 し て い る 時 , T M D の 振 幅 と 構 造 物 の 振 幅 比 は 1 . 5 程 度 で , 設 計 最 大 応 答 倍 率 が Φ = 1 . 6 に 対 し , 今 回 計 測 さ れ た 制 振 装 置 重 錘 の 最 大 変 位 は 主 塔 変 位 の 約 1 . 5 倍 で あ っ た こ

図 - 4 . 1 0 T M D 設 計 時 の 主 塔 と T M D - E 1 の 振 幅 比 理 論 値 曲 線 図

図 - 4 . 1 1 主 塔 変 位 と 制 振 装 置 重 錘 変 位 の 実 計 測 関 係 1 . 0

1 . 5 0

4 . 6 . 3 2 P 主 塔 の 対 数 減 衰 率 の 算 出

前 述 の図 - 4 . 8に 示 し た 制 振 装 置 作 動 時 の 観 測 デ ー タ は , 不 規 則 な 応 答 で あ る . 起 振 機 等 で 強 制 加 振 し た 自 由 減 衰 波 形 デ ー タ も な い こ と か ら R D 法 ( R a n d o m D e c r e m e n t T e c h n i q u e )6 )に よ っ て 減 衰 波 形 を 求 め た .

こ の 結 果 を図 - 4 . 1 2 ( a )に , こ の 減 衰 波 形 か ら 対 数 減 衰 率 を 求 め た 結 果 を 図 - 4 . 1 2 ( b )に そ れ ぞ れ 示 す .

求 め ら れ た 対 数 減 衰 率 は , δ = 0 . 1 3 3 で あ っ た .

こ の 推 定 さ れ た 対 数 減 衰 率 は 独 立 塔 の 設 計 構 造 減 衰 率 δs= 0 . 0 1 を 上 回 り 振 動 の 抑 止 が 最 も 必 要 と な る 面 外 1 次 振 動 で の 必 要 減 衰 δr e q= 0 . 0 2 3 を も 上 回 っ て い る こ と か ら ,制 振 装 置 に よ っ て 必 要 な 減 衰 の 付 加 が な さ れ て お り , 主 塔 振 幅 が お さ ま っ て い る こ と が 確 認 で き る .

図 - 4 . 1 2 R D 法 に よ る 減 衰 解 析 結 果

0 20 40 60 80 100

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0

0 5 10 15 20

0.01 0.1 1 10

重ね合せ回数:4,315回

対数減衰率δ=0.133(減衰比 h=0.021)

2P主塔頂部橋軸方向変位

振幅比y(t)/y(0)

時間(秒)

(a)不規則波の重ね合せ結果

(b)減衰解析結果 波数 N

振幅比Amp(i)/Amp(1)

0 20 40 60 80 100

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0

0 20 40 60 80 100

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0

0 5 10 15 20

0.01 0.1 1 10

0 5 10 15 20

0.01 0.1 1 10

重ね合せ回数:4,315回

対数減衰率δ=0.133(減衰比 h=0.021)

2P主塔頂部橋軸方向変位

振幅比y(t)/y(0)

時間(秒)

(a)不規則波の重ね合せ結果

(b)減衰解析結果 波数 N

振幅比Amp(i)/Amp(1)

書式変更 : 箇条書きと段落番号

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