※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
国際規格は、ISO/IEC 指令のPart 2 部で規定されている規則に従って作成されます。
技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。
ISO 18649 は、技術委員会 ISO/TC 108, 機械的振動および衝撃、小委員会 SC 2, 機械、車両および構造物に適用される機械的振動および衝撃の測定と評価によって作成されました。
1 スコープ
この国際規格は、橋と高架橋に関する動的試験と調査の結果を評価するための方法論を提供します。これは、ISO 14963 に規定されている試験を実施するための手順を補完し、以下を考慮します。
- 動的テストの目的、
- データ分析とシステム同定の技術、
- ブリッジのモデリング、および
- 測定データの評価。
注記 1評価は、検査された振動の各モードのすべての動的特性、すなわち周波数、剛性、モード形状と減衰、および運動の振幅に伴うそれらの非線形変化を定義しようとする場合があります。これらは、構造の動的特性に関する情報を提供して、設計で想定されたものと比較したり、状態監視やシステム識別の基礎として使用したりできます。
この国際規格で考慮されている動的試験は、静的試験に取って代わるものではありません。
この国際規格は、橋のライフサイクルにわたって実施される測定の評価に関するガイダンスを提供します。考慮されるライフサイクルの段階は次のとおりです。
- a)建設中および試運転前、
- b)試運転中、
- c)橋の耐用期間中の特定の期間、および
- d)橋を廃止する直前。
この国際規格は、道路、鉄道、歩行者用の橋と高架橋 (建設中および運用中の両方) に適用され、適用が正当化される場合は、その他の工事にも適用されます。この国際規格を特別な構造物 (斜張橋または吊り橋) に適用するには、作業の特定の特性を考慮した特定の試験が必要です。
注記 2この規格全体を通して、「橋と高架橋」は「橋」と呼ばれる。 「高架橋」という用語は、これらを区別する必要がある場合にのみ使用されます。
2 参考文献
本書の適用には、以下の参考文献が不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 2041 および以下に記載されている用語と定義が適用されます。
3.1
ビルドアビリティ
建設を安全に、適時に、経済的に進めることを可能にする構造の特性
注記 1:橋の建設には強風下での建設が必要な場合があるため、振動に対する風の影響を監視する必要がある場合があります。
3.2
環境適合性
風の影響、空気騒音、地盤振動を含む、評価が必要な可能性がある新しい橋への環境への影響
3.3
保守性
それを超えると構造物が運用要件を満たさなくなり、目的に適合しなくなる限界状態。
3.4
モニタリング
適切なパラメータの変化が構造の状態の変化を示すものとして解釈される場合がある、通常は一定期間にわたる測定プログラム。
注記 1ベンチマークを確立し、温度と湿度の日周または季節変化などの周期的な環境要因に起因する変化を考慮することが重要です。
3.5
安全運転
適切な速度で橋を渡る交通が、方向や安定性を維持する上で悪影響を受けない特性。
3.6
乗り心地
適切な速度で橋を渡る車両の乗員が、快適性に悪影響を与えるようなレベルの振動にさらされない特性。
参考文献
| [1] | ISO 2631-1, 機械的振動および衝撃 — 全身振動への人体曝露の評価 — Part 1: 一般要件 |
| [2] | ISO 2631-4, 機械的振動および衝撃 — 全身振動への人体暴露の評価 — Part 4: 固定ガイドウェイ輸送システムにおける乗客および乗組員の快適性に対する振動および回転運動の影響の評価に関するガイドライン |
| [3] | ISO 8608, 機械的振動 — 路面プロファイル — 測定データの報告 |
| [4] | ISO 13374-1, 機械の状態監視および診断 — データ処理、通信および表示 — Part 1: 一般的なガイドライン |
| [5] | ISO 13822, 構造物の設計の基礎 — 既存の構造物の評価 |
| [6] | BS 5400-2, 鋼、コンクリートおよび複合橋 — 荷重の仕様 |
| [7] | ブランチャード、J. 、デイヴィス、 BLおよびスミス、JW歩道橋の動的荷重の設計基準と分析。橋梁の動的挙動に関するシンポジウム議事録、補足報告書 27 、英国 TRRL, 1977 年、pp.99-106 |
| [8] | カンティエニ、R.スイスの道路橋の動的荷重試験。 EMPA での 60 年の経験。連邦材料試験研究所 (EMPA)、ソリッド構造、レポート番号 116/1, 1983 年 |
| [9] | C antieni, R.高速道路橋の動的負荷試験。 IABSE 議事録、P-75/84, 1984 年、57-72 ページ |
| [10] | C antieni, R.Deibüel マウンテン ゲージ ブリッジでの動的負荷試験。パート A, 連邦材料試験研究所 (EMPA)、ソリッド構造、レポート番号 116/4A, 1988 年 |
| [11] | チャン、 P.W.ロバートソン、 L.E.水平運動の人間の知覚閾値。構造部門ASCEのジャーナル、 98 、いいえ。 ST8, 1972年、pp.1681-1695 |
| [12] | Cole, HAランダム減衰シグネチャによる航空宇宙構造のオンライン障害検出とダンピング測定。 NASA CR-2205, 1973 |
| [13] | ダラード、P.ら。ロンドン ミレニアム フットブリッジ。構造工学、 79 、いいえ。 2001年2月22日 |
| [14] | 藤野由美他混雑した歩道橋の横振動中に観察された人間の歩行の同期。地震工学と構造力学, 22 , 1993, pp. 741-758 |
| [15] | ハリス、 C.M. and C rede 、CE衝撃および振動ハンドブック、 2 、McGraw-Hill Book Company, 1961 |
| [16] | 本多 浩・梶川 陽一・小堀隆. 橋梁の路面粗さのスペクトル.構造部門ジャーナル、Pro ASCEの、 108 、いいえ。 ST9, 1982年、pp.1956-1966 |
| [17] | 梶川祐一. 歩道橋振動の人間工学的有用性解析に関する考察, Proc.土木学会 No. 325, 1982年、pp.23-33 |
| [18] | 川谷正治・西山誠・山田陽一. 走行車両下における高速道路桁橋の動的解析. pro第 4 回構造工学および建設に関するアジア太平洋会議、ソウル、1993 年、pp.1857-1862 |
| [19] | Kawatani, M.および K im , C.-H.高速道路橋の交通誘起振動に対する伸縮継手のギャップの影響。 pro第 5 回短中スパン橋に関する国際会議、カルガリー、カナダ、1998 年、pp. 285-294 |
| [20] | Ljung, L.システム識別、Prentice Hall, 1987 |
| [21] | Ontario Highway Bridge Design Code 1983 、Highway Engineering Division, Ministry of Transportation and Communications, OTM, 1983 |
| [22] | Pacheco, B. and Fujino, Y. 集合橋の横振動中に観測された人間の歩行の同期。 pro第 6 回日米橋工学ワークショップ、ネバダ州、米国、1990 年、pp. 449-462 |
| [23] | Yao, JTP既存構造物の損傷評価。 Journal of Engineering Mechanics, ASCE 、EM 4, 1980 |
| [24] | W heeler , JE 歩道橋における歩行者誘発振動の予測と制御。 Journal of the Structural Division, ASCE 、 108 、n ST9, 1982年、pp.2045-2065 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 18649 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures.
1 Scope
This International Standard provides methodology for the evaluation of results from dynamic tests and investigations on bridges and viaducts. It complements the procedure for conducting the tests as given in ISO 14963 and considers
- the objectives of the dynamic tests,
- the techniques for data analysis and system identification,
- the modelling of the bridge, and
- evaluation of the measured data.
NOTE 1 The evaluation may seek to define all of the dynamic characteristics of each mode of vibration examined, i.e. frequency, stiffness, mode shape and damping, and their non-linear variation with amplitude of motion. These can supply information on the dynamic characteristics of a structure for comparison with those assumed in design, or as a basis for condition monitoring or system identification.
The dynamic tests considered in this International Standard do not replace static tests.
This International Standard gives guidance on the assessment of measurements carried out over the life cycle of the bridge. The stages of the life cycle that are considered are
- a) during construction and prior to commissioning,
- b) during commissioning trials,
- c) during specified periods throughout the life of the bridge, and
- d) immediately prior to decommissioning the bridge.
This International Standard is applicable to road, rail and pedestrian bridges and viaducts (both during construction and operation) and also to other works, provided that they justify its application. The application of this International Standard to special structures (cable-stayed or suspension bridges) requires specific tests that take into account the particular characteristics of the work.
NOTE 2 Throughout this International Standard, “bridges and viaducts” are called “bridges”. The term “viaduct” is used only when it is necessary to distinguish between these.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 2041, Vibration and shock — Vocabulary
- ISO 14963, Mechanical vibration and shock — Guidelines for dynamic tests and investigations on bridges and viaducts
- ISO 14964, Mechanical vibration and shock — Vibration of stationary structures — Specific requirements for quality management in measurement and evaluation of vibration
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041 and the following apply.
3.1
buildability
property of a structure that enables construction to proceed in a safe, timely and economic fashion
Note 1 to entry: The buildability of bridges may require construction to proceed in a strong wind, so wind effects on vibration may need to be monitored.
3.2
environmental compatibility
environmental impact on a new bridge, which may need to be evaluated, involving wind effects, air noise and ground vibration
3.3
serviceability
limit state beyond which a structure no longer satisfies the operating requirements such that it is no longer fit for purpose
3.4
monitoring
programme of measurements, usually over a period of time, whereby changes in an appropriate parameter may be interpreted as indicating a change in the state of the structure
Note 1 to entry: It is important to establish a benchmark and allow for changes attributable to cyclic environmental factors such as diurnal or seasonal changes of temperature and humidity.
3.5
running safety
property whereby traffic crossing a bridge at an appropriate speed is not deleteriously affected in maintaining direction or stability
3.6
riding quality
property whereby occupants of vehicles crossing a bridge at appropriate speed are not exposed to such levels of vibration as to adversely affect their comfort
Bibliography
| [1] | ISO 2631-1, Mechanical vibration and shock — Evaluation of human exposure to whole-body vibration — Part 1: General requirements |
| [2] | ISO 2631-4, Mechanical vibration and shock — Evaluation of human exposure to whole-body vibration — Part 4: Guidelines for the evaluation of the effects of vibration and rotational motion on passenger and crew comfort in fixed-guideway transport systems |
| [3] | ISO 8608, Mechanical vibration — Road surface profiles — Reporting of measured data |
| [4] | ISO 13374-1, Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing, communication and presentation — Part 1: General guidelines |
| [5] | ISO 13822, Bases for design of structures — Assessment of existing structures |
| [6] | BS 5400-2, Steel, concrete and composite bridges — Specification for loads |
| [7] | Blanchard, J., Davis, B.L. and Smith, J.W. Design criteria and analysis for dynamic loading of foot-bridges. Proceedings of Symposium of Dynamic Behaviour of Bridges, Supplementary Report 27, UK TRRL, 1977, pp. 99-106 |
| [8] | Cantieni, R. Dynamische Belastungsversuche an Straßenbrücken in der Schweiz. 60 Jahre Erfahrung der EMPA. Eidgenössische Materialprüfungs- und Versuchsanstalt (EMPA), Massivbau, Bericht Nr. 116/1, 1983 |
| [9] | Cantieni, R.Dynamic load testing of highway bridges. IABSE Proceedings, P-75/84, 1984, pp. 57-72 |
| [10] | Cantieni, R.Dynamische Belastungsversuche an der Bergspurbrücke Deibüel. Teil A, Eidgenössische Materialprüfungs- und Versuchsanstalt (EMPA), Massivbau, Bericht Nr. 116/4A, 1988 |
| [11] | Chan, P.W. and Robertson, L.E. Human perception thresholds of horizontal motion. Journal of the Structural Division ASCE, 98 , No. ST8, 1972, pp. 1681-1695 |
| [12] | Cole, H.A. On-line failure detection and damping measurement of aerospace structures by random decrement signatures. NASA CR-2205, 1973 |
| [13] | Dallard, P. et al. The London Millennium Footbridge. Structural Engineering, 79 , No. 22, 2001 |
| [14] | Fujino, Y., et al. Synchronization of human walking observed during lateral vibration of a congested pedestrian bridge. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 22 , 1993, pp. 741-758 |
| [15] | Harris, C.M. and Crede, C.E. Shock and vibration handbook, 2 , McGraw-Hill Book Company, 1961 |
| [16] | Honda, H., Kajikawa, Y. and Kobori, T. Spectra of road surface roughness on bridges. Journal of Structural Division, Proc. of ASCE, 108 , No. ST9, 1982, pp. 1956-1966 |
| [17] | Kajikawa, Y. Some considerations on ergonomical serviceability analysis of pedestrian bridge vibration, Proc. of JSCE, No. 325, 1982, pp. 23-33 |
| [18] | Kawatani, M., Nishiyama, S. and Yamada, Y. Dynamic analysis of highway girder bridges under moving vehicles. Proc. of 4th Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction, Seoul, 1993, pp. 1857-1862 |
| [19] | Kawatani, M. and Kim, C.-H. Effects of gap at expansion joint on traffic-induced vibration of highway bridges. Proc. of 5th International Conference on Short and Medium Span Bridges, Calgary, Canada, 1998, pp. 285-294 |
| [20] | Ljung, L.System identification, Prentice Hall, 1987 |
| [21] | Ontario Highway Bridge Design Code 1983, Highway Engineering Division, Ministry of Transportation and Communications, OTM, 1983 |
| [22] | Pacheco, B. and Fujino, Y. Synchronization of human walking observed during lateral vibration of a congregated bridge. Proc. of 6th US-Japan Bridge Engineering Workshop, Nevada, USA, 1990, pp. 449-462 |
| [23] | Yao, J.T.P. Damage assessment of existing structures. Journal of Engineering Mechanics, ASCE, EM 4, 1980 |
| [24] | Wheeler, J.E. Prediction and control of pedestrian-induced vibration in footbridges. Journal of the Structural Division, ASCE, 108 , No. ST9, 1982, pp. 2045-2065 |