大きな橋を耐震性にするにはどうすればよいですか？

スパンが1 km程度の大きな橋を耐震性にするにはどうすればよいですか？

私は地震の専門家ではありませんが、横揺れと縦揺れの少なくとも2種類の揺れがあります。特に縦揺れは本当に心配です。どんな種類の衝撃吸収が、建物や橋の塔のような巨大で高い構造にどのように組み込まれるのか分かりません。

（私はもともと吊り橋について尋ねるつもりでしたが、その後、吊り橋は重い列車にはあまり適していないと読みました。 ）、これは主に鉄道橋になります。また、貨物列車を処理する必要があります。これは、1台あたり100トンを超えることがある最も重い貨物列車です。）

だから私は一般的に大きな橋についての質問をします。

アラスカで最大の地震は1964年の9.4リヒタースケールで、フェアバンクスを襲ったと思います。（モーメント-マグニチュードスケールに変換する方法がわかりません）。それから崩壊しない大きな橋を建設することは可能ですか？理想的には、橋が全負荷下にある場合でも、地震中に橋が崩壊しないようにしたい。

PSそのような橋を建設するのは費用対効果が高くないことを知っています。一つには、極東のシベリアには鉄道網（または一般的に多くの文明）がありません。提案されたトンネルプロジェクトがありましたが、彼らは橋よりも安いと言ったと思いますが、それは理解できませんでした。トンネルプロジェクトはIIRCによって中断されましたが、当然のことです。

とにかく、そのような橋が技術的に可能であり、耐震性があり得るかどうかを探っているだけです。もっと現実に近いものが必要な場合は、サンフランシスコのゴールデンゲートブリッジを見ることができます。ここで、彼らは8.3までの地震でそれを安全にするために働いていたのを見ましたが、それは詳細には入りませんでした。また、ゴールデンゲートブリッジは貨物列車を処理しないことに注意してください。

とにかく、貨物列車が積み込まれた大きな橋の耐震性や地震に真剣に抵抗することは可能ですか？橋は必ずしも完全に損傷を受けている必要はありません。電車を海に急いで落としたくありません。

これは可能ですか？

耐震構造を作ることはできませんが、地震に耐えるためにできることはたくさんあります。

地震地帯には長大な橋が架けられています。たとえば、日本の明石海峡大橋は現在世界で最も長いスパン橋であり、厳しい地震地帯にあります。マグニチュード8.5の地震に耐えるように設計されています。実際、建設中にマグニチュード7.2の地震が発生しました。galtorは別の回答で、耐震性を改善するために改造されたサンフランシスコ湾橋について言及しました。したがって、強い地震に耐えるように橋を設計することは確かに可能であり、行われています。

橋の耐震性を改善するために何ができますか？

調整されたマスダンパーは、地震や風などの横荷重による動きに対抗するために、高層ビルや橋で使用されます。明石海峡大橋では、吊り下げタワーなどでTMDを使用しています。

免震は、地震の動きに抵抗するために使用される最も一般的な手法の1つです。これらは、何らかの形式の滑り軸受を使用することにより、基本的に構造の残りの部分から基礎の水平方向の動きを分離する装置です。適切に設計されていれば、これにより地震による被害を大幅に減らすことができます。

耐震ダンパーも一般的です。これらは、車のショックアブソーバーが悪路を走行する車の振動エネルギーを除去するのと同様に、構造から地震エネルギーを除去するように作用する一連のデバイスです。

これらの技術はよく理解されており、橋や建物で頻繁に使用されています。また、ロッキングアイソレーションやアクティブダンピングシステム（コンピューター制御ダンパー）などの実験技術もあります。

必要に応じて、これらのデバイスを組み合わせて使用​​して、地震応答をさらに強化することもできます。

標準的な耐震設計では、構造物は何らかの損傷に対応するように設計されています。この損傷は、可能な限り、より簡単に交換できる要素（梁およびブレース）に集中しており、損傷しても不均衡な崩壊は生じません。

地震荷重に耐える大きな橋を設計することは確かに技術的に実行可能です。特に経済的な制約がない場合。

：あなたはこの便利な読書見つけることがどのように耐震建物の仕事を。建物で使用される技術は、橋にも適用できます。

実際、非常に長い橋（および超高層ビル）は、小さな兄弟よりも地震の問題が少ないことがよくあります。これは、一般に、それらがはるかに柔軟であり、したがって基本周期が短いために、基本モードでの共振の影響を受けにくくなるためです。基本モードは、構造質量の大部分を含む揺れているパターンです。極端な単純化は、主要構造物が非常にゆっくり揺れるので、地震の速い動きにほとんど気付かないことです。小さな波の中の大きな船のようなもの。

基本的な共振のリスクが非常に大きく、負荷効果が非常に大きくなるため、一般に「1Hz〜10Hzの基本周波数を持つ「中型」構造は、通常、より大きな影響を受けます。非常に大きくて細長い構造物の場合、風工学は一般に地震工学よりも大きな課題です。

ただし、橋脚と橋台とそれらの橋梁のメインデッキへの接続は、通常、橋梁全体よりもはるかに硬いため、重要です。そして、投資額と大きな構造物の故障による潜在的に恐ろしい結果を考えると、構造物のすべての部分の地震工学の実行とチェック（およびトリプルチェック）に多くの努力が当然費やされます。問題は単にスケールに比例するものではなく、大きな構造が小さな構造よりも「耐震」するのが必ずしも難しいわけではないことを指摘しています。

昨年これらの条件で最も有名な橋の1つであるサンフランシスコベイブリッジに集中します。

この橋は電車用に計画されていないため、巨大な油圧ジャッキでテストしました（こちらを参照）。この橋は、地震の際に崩壊しないように設計されていますが、簡単に修理できる軽度の故障を被るだけです。

地震の際に発見された重要なポイントの1つは、橋の塔が倒れずに抵抗しなければならないことです。また、これは現在の橋の重要なポイントです。個別の高価な地下室があり、メインタワーは完全に崩壊しないように4つの部分に分割されています（こちらを参照）。橋は丈夫で破壊できない可能性がありますが、審美的には、コンクリートやその他の材料の増加のために、見た目がはるかにugく、おそらくより高価になります。

並列ケーブルがタワーに掛けられ、両端が岩またはコンクリートで固定されている従来の吊り橋とは異なり、サンフランシスコオークランドベイブリッジには、単一のタワーと、道路デッキ自体に固定された単一のケーブルがあり、東端から西端へ、そして再び戻ります。

とりわけローマの橋を守ることには意味がありません。ローマ人は、特定のモデルが抵抗することに気付くまで経験的に設計をテストしましたが、当時のブリッジエンジニアリングはそれほど大きくありませんでした。