田堯彰臺灣大學：土木工程學研究所黃冠榮Huang, Kuan-JungKuan-JungHuang2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50336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。目 錄 誌謝……………………………………………………………………I 摘要……………………………………………………………………III 目錄……………………………………………………………………V 表目錄………………………………….……………………………IX 圖目錄…………………………………………………………………XII 第一章 緒論……………………………………………………1 1.1 研究動機與目的……………………………………………2 1.2 文獻回顧……………………………………………………3 1.3 本文內容……………………………………………………6 第二章 隔震原理與結構土壤互制簡介…………………………9 2.1 橋梁隔震原理………………………………………………10 2.2 人造橡膠支承墊簡介…………………………12 2.3 鉛心橡膠支承墊簡介………………………12 2.4 基礎分析簡介…………………………………15 2.4.1 前言…………………………………15 2.4.2 基礎分析模式……………………………………………16 第三章 樁基礎隔震橋梁之系統識別理論……19 3.1 前言……………………………………20 3.2 隔震橋梁運動方程式…………………………21 3.3 遲滯-雙線性模式…………………………25 3.4 系統識別理論…………………………………………………29 3.4.1 上部結構……………………………………………29 3.4.2 下部結構………………………………………………32 3.5 數值範例………………………………………………………38 3.5.1 識別過程……………………………38 3.5.2 結論………………………………………………………42 第四章 隔震橋梁之實例分析……………………………………48 4.1 前言…………………………………………48 4.2 橋梁資料概況…………………………………………………49 4.3 實例橋梁識別………………………………49 4.3.1 上部結構識別過程……………………50 4.3.2 下部結構識別過程…………………52 4.3.3 不同上部結構模型對下部結構識別的影響…………60 4.3.4 結論....................................61 第五章 離散時間域之系統識別…………………………………63 5.1 前言…………………………………………64 5.2 離散模型介紹…………………………………………………66 5.2.1 ARX、ARMAX模型…………………………………………66 5.2.2 OE、BJ模型...….………………………………………69 5.2.3 狀態空間模型(State Space Model)…………………71 5.3 離散時間模型參數識別方法…………………………………72 5.3.1 線性回歸模型……………………………………………73 5.3.2 非線性回歸模型…………………………………………74 5.3.3 狀態空間模型……………………………………………75 5.4 隔震橋梁之識別—橋柱、樁基礎部分………………………76 5.4.1 結構模型之決定…………………………………………76 5.4.2 實例識別與結果討論.…………………………………78 5.5 隔震橋梁之識別—橋面板部分……………………………82 第六章 結論與展望……………………………85 6.1 結論…………………………………………86 6.2 展望………………………………………88 參考文獻…………………………………………………………91 附表………………………………………………………………99 附圖………………………………………………………………117 附錄………………………………………………………………1892795276 bytesapplication/pdfen-US系統識別隔震橋梁土壤結構互制System IdentificationIsolated BridgeSoil-Structure Interactionthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50336/1/ntu-94-R92521205-1.pdf