考慮土壤結構互制之隔震橋梁系統識別

本研究利用1999年10月嘉義大地震時,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。 本文前半部旨在建立一座隔震橋梁模型以及建立其參數識別法,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,並考慮橡膠支承墊所提供的阻尼效應,而橋柱與上部結構間藉由鉛心橡膠支承墊以遲滯-雙線性模型模擬之,再根據輸出誤差的最小化決定結構參數。樁基礎之力學行為則採用Wen模式,以等值基礎彈簧作用於樁帽上來模擬樁基礎的動力行為,分別使用最小平方法與卡式過濾理論識別決定結構參數,接著求出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。 在本文後半部,則利用離散時間域之轉換函數模式(如ARX、ARMAX、OE等),使用最小平方法、預測誤差法以及N4SID法,針對橋柱、樁基礎與橋面板進行離散時間域參數之系統識別,並對其識別結果作一分析比較。

作者:黃冠榮