日本隔震橋梁的起源與發展
發布時間：
2021-05-06
日本隔震設計由來已久，其間遭受了幾次大地震的洗禮，經🧜🏼♀️過😸數代學者的探索，發展至今。特别是1995年阪神大地震之後，日本橋梁隔減震技術得到了廣泛的應用，積累了豐富經驗，技術日趨成熟。
阪神大地震
01.
隔震概念的起源
京都的三十三間堂
自上世紀60年代開始，新西蘭、日本、美國等國家就開始了對隔震🛀🏼技術的系統研究。
70年代起，新西蘭學者W.H.Robinson等率先研發了鉛芯橡膠支座，極大😜地推動了隔震技術的工程應用。
然而隔震的概念真正應用到橋梁中是在1980年以後。随着隔震建築的應用逐漸推廣逐漸開始得到應用，日本的國土交通省，一批頂尖的研究人員開展了由上至下研🧛🏽發隔減震橋梁😸的各種嘗試。
經過多年研究，終于在1991年發表了他們的研究成果，也就是第👋一😝個公路橋梁隔震設計指南草案。同年日本第一個隔✍🏻震橋梁——宮川橋竣工，這也宣告了日本橋梁隔震的誕生。
日本第一座隔震橋宮川橋
02.
日本隔震橋梁的發展
早期的公路橋梁一般都采用鋼制的橡膠支座或移😌動支座。
在橋軸方向，考慮到橋梁上部結構因溫差産生的收縮，一👾般橡膠支座布置在中央橋柱，其他橋柱和橋台就需要布置滑動支座，以滿足上部結構收縮。因此這樣的橋梁就需要中間橋柱很😍強，其他橋柱較弱，因爲地震時隻有中間橋柱抵抗水平地震力。
抗震橋與隔震橋的區别
在隔震橋梁出現之前就有很多橋梁使用橡膠支🧑🏻❤️🧑🏼座，主要是🧎🏻♀️➡️把地震水平力分散到各個橋柱上，以增強橋👹梁整😵💫體抗震性能。
在1995年兵庫縣南部地震中，傳統式樣的抗震橋梁遭受了慘重打擊，鋼制支座損害嚴重，甚至導緻落橋。
而使用了橡膠支座的橋梁卻基本沒有嚴重的損傷😝，橡膠支🎅🏿座😗竟無一破壞。從此，日本興起建設隔減震橋的潮流，1995年之後建設😁的新橋梁大部分是隔減震橋，對舊橋進行加固⛹🏻♀️改造時，也經常将橋梁支座更換爲隔震支座，采用隔減震😸的方法增👱🏼♂️加橋梁的抗震性能。
03.
橋梁隔震支座
橡膠隔震支座從原來單一的純天然橡膠支座，發展出了加鉛芯的LRB和人工合成高分子粘彈性材料的高阻尼橡膠(HDR)，甚至高阻尼橡膠中加入鉛芯的彈簧約束型鉛芯橡膠支座SPR-S。
鉛芯橡膠支座LRB
鉛芯橡膠支座LRB利用橡膠的彈性變形和鉛的塑性🧑🏽❤️💋🧑🏻耗能分别起到延長的作用。
由于鉛芯所占比例可以調節，所以在設計上有一定的🥑️靈活性。而且LRB的特性穩定，大變形情況下的超彈性硬化現象😘比較小，但由于鉛芯必須被有效約束，不然就會變成隻有橡膠在變形，因此可加入的鉛芯是有限度的。
然而由于LRB需要大量使用鉛，其未來對環境的影響還不明💑🏾确😵💫，所以後來研發了對環境負擔比較小的高阻尼橡🛌🏻膠HDR。
HDR隔震支座
HDR使用的是人工合成高分子材料，又稱之爲粘彈性材料，除了🙂↔️用于HDR隔震支座還可用于HDR阻尼器，也有人稱之爲粘彈性阻尼器或橡膠阻尼器等。
SPR-S隔震支座
結合了LRB和HDR兩者優點的SPR-S，其耗能能力更是有飛躍性👹的提升。
04.
面臨的問題
雖然在阪神地震等大地震中，隔震支座無一破壞，然而在2011年🧜🏼♀️東日本大地震和2016年熊本地震的時候，均發生了橡膠支座破壞的現象。其中，不排除設計不當和橡膠支座性能不均一等因素，但其中主要原因被認爲是與橡膠支座的老化有關。
2011東日本大地震破壞嚴重
雖然隔震支座的老化原因還有待進一步研究，但總👩🏽🐰👩🏿體上與其室外使用環境有關，如長期受到雨水沖刷、紫外線輻射等👨🦰，還與🧑🏽❤️💋🧑🏻在橋端經曆反複伸縮及轉動變💫形等因素有關。
因此，隔震支座的後期維護極爲重要，一是要對隔👋震支😈座進行~定期檢查維護；二是在設計制作時就要考✋慮在🏊🏿♀️出現老化👽或在地震中受損後可以及時更換。
資料參考：《日本橋梁隔震的發展曆程簡介》黨紀；《隔🧜🏼♂️震技😮💨術在建築物抗震設防中的應用和推廣》羅桂純。
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