高度な耐震技術が橋の耐震性を向上

地震波が襲う時 橋は 生命の鍵となる輸送網は 攻撃に耐える力を失い 代わりに"呼吸"します" 複雑な地震隔離と減圧技術を使って 地震エネルギーを無害に分散させる "これは現代の橋の地震工学の本質を表しています

この記事では,橋工学で広く適用されている地震隔離とダムリング技術を調査し,原則,設計方法,様々な地震防護コンポーネントの実用的な応用.

橋の地震設計の主な目的は,地震の際に構造的整合性と機能性を維持し,犠牲者と経済的損失を最小限に抑えることです.伝統 的 な 方法 は,地震 力 に 耐える ため の 構造 の 強さ や 柔らか 性 を 強化 する こと に 依存 し て い たしかし,これはしばしば,大きな地震で深刻な損傷を受けられるような,大きな構造を結果としてきた.

現代の地震設計哲学は"地震対応制御"に移行し,孤立とダミング技術を活用して地震影響を積極的に軽減しています.隔離 技術 は,橋 の 自然 な 振動 期間 を 延長 する こと に よっ て 機能 し ます低震波は,震波の波長を低減し,震波の振動幅を減少させ,震力を消散させる.

地震隔離は 効果的な地震防護戦略です橋の動的特性を根本的に変更し,上層構造と下層構造の間に隔離装置を設置するこれらの装置は,通常,3つの主要機能を果たします.

• 期間延長:橋の自然振動期間を大幅に延長し,地震力の伝播を減らす
• 力を減らす:期間延長によって地震力を減らし,構造部品を緩める
• エネルギー消耗:震動 を さらに 減らす ため に,地震 エネルギー を 吸収 する 隔離 装置 も ある

低減圧ゴムベアリング (LDRB):ゴムと鋼の相変わらずの層からなるシンプルな隔離器.ゴムの弾性変形能力は,比較的低いダッピング (2%~5%) により振動期間を延長する.

高減圧ゴムベアリング (HDRB):LDRBの改良版で,ダッピング能力を向上させるための特殊添加物 (10%~20%).

鉛ゴムベアリング (LRB):プラスチック変形 (20%~30%のダッピング) により優れたエネルギー消耗を提供する中央鉛コアを持つLDRB.

摩擦振り子ベアリング (FPS):球状表面の摩擦滑りで エネルギーを散布し,大きな移動に対応する.

効果的な隔離設計には,振動期間を最適に延長し,力伝達を減らすために,デバイスパラメータを慎重に選択することが含まれる. 設計プロセスには,通常以下が含まれます:

1. 地域地震活動に基づいて設計上の地面運動を決定する
2. 動的特性分析のための有限要素モデルの開発
3. 適切な隔離装置の選択
4. 隔離性能分析を行う
5. デバイスのパラメータを最適化して最大限の有効性を確保

減圧技術では,特殊装置を通じて地震エネルギーを散布することで構造の振動を軽減し,それによって移動とストレスを減少させる.

液体粘着性ダムパー (FVD):プストン・シリンダーメカニズム内の流体抵抗を利用し,大きな移動範囲でエネルギーを吸収する.

摩擦抑制装置 (FD):制御された表面間滑りによって エネルギーを分散する摩擦を生成する

マグネトリオロジカルダムパー (MRD):磁場下で粘度を変化させるスマートな液体を 使い リアルタイムでダム調整を可能にします

効果的ダムピング設計には,次の方法で適切な装置の選択とパラメータの最適化が必要である.

1. 地震リスク評価
2. 構造モデリングと分析
3. 装置の選択と導入
4. 性能評価と最適化

隔離とダムピング技術は世界中で成功裏に導入されています.

• サンフランシスコ・オークランド湾橋 (アメリカ) は LRB と FVD を採用しています
• 日本 の アカシ ・ カイキョ 橋 は,FPS と FVD システム を 利用 し て い ます
• 中国のランヤンヤンツェ川橋にはHDRBとFVDが組み込まれています

地震防護技術が進歩するにつれて スマート材料ダムパーや適応型隔離システムなどの革新が 性能向上を約束しています隔離 と 抑制 を 他 の 地震 対策 と 組み合わせ て より 総合 的 な 保護 システム を 形成 する こと が あり ます橋の耐久性を確保する