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日本(běn)隔震設計(ji)由來已久(jiǔ)，其間遭受(shou)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(lei)了豐富經(jing)驗，技🐪術日(ri)趨成熟。

　　阪(ban)神大地震(zhen)

　　01.

　　隔震概念(niàn)的起源

　　隔(ge)震的概念(niàn)由來已久(jiǔ)，古代日本(běn)在建設寺(sì)廟時就💋沿(yan)🏃🏻用中國傳(chuan)統方法，一(yi)層沙一層(céng)粘土交互(hù)鋪墊下部(bu)基礎，比如(rú)現存京都(dōu)的三十三(sān)間堂，屹立(li)不倒已750餘(yu)年。

　　京都的(de)三十三間(jiān)堂

　　自上世(shì)紀60年代開(kāi)始，新西蘭(lán)、日本、美國(guó)等國家就(jiu)開始了對(dui)隔震技術(shu)的系統研(yan)究。

　　70年代起(qi)，新西蘭學(xue)者W.H.Robinson等率先(xiān)研發了鉛(qian)芯橡膠支(zhi)座，極大地(dì)推🔞動了隔(gé)震技術的(de)工程應用(yong)。

　　然而隔震(zhen)的概念真(zhēn)正應用到(dao)橋梁中是(shì)在1980年以後(hou)。随🔴着隔震(zhen)建❤️築的應(ying)用逐漸推(tuī)廣逐漸開(kai)始得到應(ying)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(liang)的各種嘗(cháng)試。

　　經過多(duo)年研究，終(zhōng)于在1991年發(fā)表了他們(men)的研究成(chéng)果，也就是(shi)❗第一✔️個公(gong)路橋梁隔(ge)震設計指(zhǐ)南草案。同(tong)年日本第(di)一🌍個隔🌈震(zhèn)橋梁——宮川(chuan)橋竣工，這(zhè)也宣告了(le)日本橋梁(liáng)隔震的誕(dan)生。

　　日本第(di)一座隔震(zhèn)橋宮川橋(qiao)

　　02.

　　日本隔震(zhèn)橋梁的發(fā)展

　　早期的(de)公路橋梁(liáng)一般都采(cai)用鋼制的(de)橡膠支座(zuò)或移動支(zhī)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(jiù)需要布置(zhì)滑動支座(zuo)，以滿足上(shang)部結構收(shou)縮。因此這(zhè)💛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(shi)隻有中間(jian)橋柱抵抗(kàng)水平地震(zhèn)力。

　　抗震橋(qiáo)與隔震橋(qiao)的區别

　　在(zai)隔震橋梁(liang)出現之前(qian)就有很多(duō)橋梁使用(yong)橡膠支✨座(zuo)♋，主要💞是把(bǎ)地震水平(píng)力分散到(dào)各個橋柱(zhù)上，以增❗強(qiáng)橋梁整體(ti)抗震性👨‍❤️‍👨能(néng)。

　　水平力分(fèn)散橋不是(shi)嚴格意義(yi)上的隔震(zhèn)橋，其抗震(zhèn)能力的🌂提(ti)高主要是(shi)靠水平力(lì)分散，但其(qi)客觀上起(qi)到了一定(ding)延長周期(qī)的作🐇用，也(ye)增加了結(jié)構變形能(neng)力。

　　在1995年兵(bing)庫縣南部(bù)地震中，傳(chuan)統式樣的(de)抗震橋梁(liáng)遭受了慘(cǎn)重打擊，鋼(gāng)制支座損(sǔn)害嚴重，甚(shèn)至導緻落(luò)橋。

　　而使用(yong)了橡膠支(zhī)座的橋梁(liáng)卻基本沒(méi)有嚴重的(de)損傷，橡膠(jiao)♊支座竟無(wu)一破壞。從(cong)此，日本興(xìng)起建設隔(ge)減震橋的(de)潮流，1995年之(zhi)後建設的(de)新橋梁大(dà)部分是隔(ge)減震橋，對(duì)舊橋進行(háng)加固改造(zào)時，也經常(chang)将橋梁支(zhi)座更換爲(wèi)隔震支座(zuo)，采用隔減(jiǎn)震的方法(fa)增加橋梁(liáng)的⭕抗震性(xing)能。

　　03.

　　橋梁隔(ge)震支座

　　橡(xiang)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(qiān)芯的LRB和人(ren)工合成高(gāo)分子粘彈(dan)性材料的(de)高阻尼橡(xiàng)膠(HDR)，甚至🏃‍♀️高(gāo)阻尼橡膠(jiāo)中加入鉛(qian)芯的彈簧(huáng)約束🤩型鉛(qiān)芯橡膠支(zhi)座SPR-S。

　　鉛芯橡(xiang)膠支座LRB

　　鉛(qiān)芯橡膠支(zhi)座LRB利用橡(xiang)膠的彈性(xing)變形和鉛(qian)的塑性耗(hao)能分⭐别🌈起(qi)✉️到延長的(de)作用。

　　由于(yu)鉛芯所占(zhàn)比例可以(yǐ)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(xing)穩定，大變(biàn)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(yǒu)效約束，不(bu)然就會變(biàn)👈成隻有🌈橡(xiang)膠在變形(xíng)，因💔此可加(jiā)入的📞鉛芯(xīn)是有限度(dù)的。

　　然而由(yóu)于LRB需要大(da)量使用鉛(qian)，其未來對(duì)環境的影(yǐng)響還不明(míng)确，所以後(hòu)來研發了(le)對環境負(fu)擔比較小(xiao)的高阻尼(ni)橡膠HDR。

　　HDR隔震(zhèn)支座

　　HDR使用(yòng)的是人工(gong)合成高分(fèn)子材料，又(you)稱之爲粘(zhān)彈性材料(liào)，除了⭐用于(yu)HDR隔震支座(zuo)還可用于(yú)HDR阻尼器，也(yě)有人稱之(zhī)✏️爲粘🌐彈性(xing)阻尼器或(huò)橡膠阻尼(ni)器等。

　　SPR-S隔震(zhen)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(fēi)躍性的提(ti)升。

　　04.

　　面臨的(de)問題

　　雖然(ran)在阪神地(dì)震等大地(di)震中，隔震(zhen)支座無一(yī)破壞，然而(ér)在2011年東日(rì)本大地震(zhen)和2016年熊本(běn)地震的時(shí)候，均發生(shēng)了橡膠支(zhī)座破壞的(de)現象。其中(zhōng)，不排除設(shè)計不當和(he)橡膠支座(zuo)性能不均(jun)一等因素(sù)，但其中主(zhu)要原因被(bèi)認爲是與(yǔ)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(sui)然隔震支(zhi)座的老化(huà)原因還有(yǒu)待進一步(bù)研究，但總(zong)體上與🔅其(qí)室外使用(yong)環境有關(guān)，如長期受(shou)到雨水沖(chòng)刷、紫外線(xiàn)輻射等，還(hai)與⛹🏻‍♀️在橋端(duān)經曆反複(fú)伸縮及轉(zhuǎn)動變形等(deng)因✂️素有關(guan)。

　　因此，隔震(zhèn)支座的後(hòu)期維護極(ji)爲重要，一(yī)是要對隔(ge)震支座進(jin)行定期檢(jian)查維護；二(er)是在設計(jì)制作時就(jiu)🐉要考慮在(zai)出現老化(hua)或在地震(zhen)中受損後(hou)可以及時(shi)更換。

　　資料(liào)參考：《日本(běn)橋梁隔震(zhèn)的發展曆(li)程簡介》黨(dang)紀；《隔震技(ji)術在建築(zhù)物抗震設(she)防中的應(yīng)用和推廣(guang)》羅桂純。

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