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日本(běn)隔震設計(jì)由來已久(jiǔ)，其間遭受(shòu)了幾次大(da)地震的洗(xi)🈲禮，經過數(shù)代學者的(de)探索，發展(zhǎn)至今。特别(bié)是1995年阪神(shen)大地震之(zhī)後，日本橋(qiáo)梁隔減震(zhen)技術得到(dao)了廣泛的(de)應用，積累(lèi)了豐富經(jing)驗，技術日(rì)趨成熟。

　　阪(bǎn)神大地震(zhen)

　　01.

　　隔震概念(nian)的起源

　　隔(ge)震的概念(nian)由來已久(jiǔ)，古代日本(běn)在建設寺(si)廟時就沿(yan)用中國傳(chuán)統方法，一(yī)層沙一層(ceng)粘土交互(hu)鋪墊下部(bù)基礎，比如(rú)現存京都(dōu)的三十三(sān)間堂，屹立(lì)不倒已750餘(yu)年。

　　京都的(de)三十三間(jian)堂

　　自上世(shì)紀60年代開(kai)始，新西蘭(lan)、日本、美國(guo)等國家就(jiù)開♌始了對(duì)隔✔️震技術(shu)的系統研(yán)究。

　　70年代起(qǐ)，新西蘭學(xue)者W.H.Robinson等率先(xian)研發了鉛(qian)芯橡膠支(zhī)座，極大地(di)推動了隔(gé)震技術的(de)工程應用(yòng)。

　　然而隔震(zhen)的概念真(zhen)正應用到(dao)橋梁中是(shì)在1980年以後(hòu)。随🏃‍♀️着🌈隔🤞震(zhen)建築的應(ying)用逐漸推(tuī)廣逐漸開(kai)始得到應(yīng)用，日本的(de)國土交通(tong)省，一批頂(ding)尖的研究(jiu)人員開展(zhǎn)了由上💜至(zhì)下研發隔(ge)減震橋梁(liáng)的各種嘗(chang)試。

　　經過多(duo)年研究，終(zhong)于在1991年發(fa)表了他們(men)的研究成(chéng)果，也就是(shi)第一個公(gong)路橋梁隔(gé)震設計指(zhi)南草案。同(tóng)年日本第(dì)一個隔💘震(zhèn)橋梁——宮川(chuān)橋竣工，這(zhè)也宣告了(le)日本橋梁(liang)隔震的誕(dan)生。

　　日本第(dì)一座隔震(zhen)橋宮川橋(qiao)

　　02.

　　日本隔震(zhen)橋梁的發(fa)展

　　早期的(de)公路橋梁(liáng)一般都采(cai)用鋼制的(de)橡膠支座(zuo)或👨‍❤️‍👨移動🤩支(zhi)座。

　　在橋軸(zhou)方向，考慮(lǜ)到橋梁上(shang)部結構因(yīn)溫差産生(sheng)的🆚收縮，一(yi)般💘橡膠支(zhi)座布置在(zài)中央橋柱(zhù)，其他橋柱(zhù)和橋台就(jiu)需要布置(zhì)滑動支座(zuò)，以滿足上(shang)部結構收(shōu)縮。因此這(zhe)樣的橋梁(liang)就需要中(zhong)間橋柱很(hěn)強，其他橋(qiao)柱較弱，因(yīn)爲地震時(shí)隻有中間(jiān)橋💋柱抵抗(kàng)水平地震(zhen)力。

　　抗震橋(qiao)與隔震橋(qiao)的區别

　　在(zài)隔震橋梁(liáng)出現之前(qian)就有很多(duo)橋梁使用(yòng)橡膠支🐇座(zuo)㊙️，主🏃要是👈把(ba)♍地震水平(ping)力分散到(dao)各個橋柱(zhù)上，以增強(qiang)橋梁整體(ti)抗📞震性能(neng)。

　　水平力分(fen)散橋不是(shì)嚴格意義(yi)上的隔震(zhèn)橋，其抗震(zhèn)能力的提(tí)高主要是(shì)靠水平力(li)分散，但其(qi)客觀上起(qi)到了一定(dìng)延長周期(qi)的作用，也(ye)增加了結(jie)構變形能(néng)㊙️力。

　　在1995年兵(bīng)庫縣南部(bu)地震中，傳(chuán)統式樣的(de)抗震橋梁(liáng)遭受了慘(can)重打擊，鋼(gāng)制支座損(sun)害嚴重，甚(shen)至導緻落(luo)橋。

　　而使用(yòng)了橡膠支(zhi)座的橋梁(liáng)卻基本沒(mei)有嚴重的(de)損💛傷，橡膠(jiāo)支座竟無(wu)一破壞。從(cong)此，日本興(xing)起建設隔(ge)減震橋的(de)潮流，1995年之(zhī)後建設的(de)新橋梁大(da)部分是隔(ge)減震橋，對(duì)舊橋進行(háng)加固改造(zao)時，也經常(cháng)☔将橋梁支(zhī)座更換爲(wèi)隔震支座(zuò)，采用隔減(jian)震的方法(fa)增⛱️加橋梁(liang)的抗震性(xing)能。

　　03.

　　橋梁隔(ge)震支座

　　橡(xiàng)膠隔震支(zhī)座從原來(lái)單一的純(chún)天然橡膠(jiao)支座，發展(zhǎn)出了加鉛(qian)芯的LRB和人(ren)工合成高(gāo)分子粘彈(dàn)性材料的(de)高阻尼橡(xiang)膠(HDR)，甚至高(gao)阻⛷️尼橡膠(jiao)中加入鉛(qian)芯的彈🌏簧(huáng)約束型鉛(qian)芯🐇橡膠支(zhi)座SPR-S。

　　鉛芯橡(xiàng)膠支座LRB

　　鉛(qiān)芯橡膠支(zhi)座LRB利用橡(xiang)膠的彈性(xìng)變形和鉛(qiān)的塑性耗(hao)能分别起(qǐ)到延長的(de)作用。

　　由于(yu)鉛芯所占(zhàn)比例可以(yi)調節，所以(yǐ)在設計上(shang)有一定💁的(de)靈活性。而(ér)且LRB的特性(xìng)穩定，大變(bian)形情況下(xià)的超彈性(xìng)🙇🏻硬化現象(xiàng)⚽比較🥰小，但(dàn)由于鉛芯(xīn)必須被有(you)效約束，不(bu)然就會變(bian)成隻有橡(xiang)膠在變形(xíng)，因此可加(jia)入的鉛芯(xin)是有🚶限度(du)的。

　　然而由(yóu)于LRB需要大(da)量使用鉛(qian)，其未來對(dui)環境的影(ying)響還❄️不明(míng)确，所👅以後(hou)來研發了(le)對環境負(fu)擔比較小(xiǎo)的👉高阻尼(ni)橡膠HDR。

　　HDR隔震(zhèn)支座

　　HDR使用(yong)的是人工(gong)合成高分(fen)子材料，又(you)稱之爲粘(zhan)彈性材料(liao)📐，除❤️了用于(yu)HDR隔震支座(zuo)還可用于(yu)HDR阻尼器，也(yě)有人稱之(zhi)爲粘彈性(xìng)❄️阻尼💋器或(huo)🏃‍♀️橡膠阻尼(ni)器等。

　　SPR-S隔震(zhèn)支座

　　結合(he)了LRB和HDR兩者(zhe)優點的SPR-S，其(qi)耗能能力(lì)更是有飛(fei)躍性的🔴提(ti)升。

　　04.

　　面臨的(de)問題

　　雖然(rán)在阪神地(di)震等大地(di)震中，隔震(zhen)支座無一(yi)破壞，然而(ér)在2011年東⭐日(ri)本大地震(zhèn)和2016年熊本(ben)地震的時(shi)候，均發生(sheng)了橡膠支(zhi)座破壞的(de)現象。其中(zhōng)，不排除設(shè)計不當和(hé)橡膠支座(zuo)性能不均(jun)一等🌂因素(sù)，但其中主(zhǔ)要原因被(bei)認爲是與(yu)橡膠支座(zuo)的老化有(you)關。

　　2011東日本(běn)大地震破(po)壞嚴重

　　雖(suī)然隔震支(zhī)座的老化(hua)原因還有(yǒu)待進一步(bù)研究，但總(zong)體㊙️上⚽與其(qi)室外使用(yong)環境有關(guan)，如長期受(shou)到雨水沖(chong)刷、紫外線(xian)輻射等，還(hái)與在橋端(duān)經曆反複(fu)伸縮及轉(zhuǎn)動變形等(děng)因素有關(guan)。

　　因此，隔震(zhen)支座的後(hou)期維護極(ji)爲重要，一(yī)是要對隔(gé)🐪震支座✂️進(jin)行定期檢(jiǎn)查維護；二(èr)是在設計(ji)制作時就(jiu)🛀🏻要考慮在(zài)出現老化(hua)或在地震(zhèn)中受損後(hou)可以及時(shi)更換。

　　資料(liao)參考：《日本(ben)橋梁隔震(zhen)的發展曆(li)程簡介》黨(dǎng)紀；《隔震技(jì)術在建築(zhu)物抗震設(she)防中的應(yīng)用和推廣(guang)》羅桂✌️純。

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