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日本隔震(zhen)設計由來已(yǐ)久，其間遭受(shòu)了幾次大地(di)震的洗禮，經(jing)過數代學者(zhe)的探索，發展(zhan)至今。特别是(shì)1995年阪神大地(dì)震之後，日本(ben)橋梁隔減震(zhèn)技術得到了(le)廣泛的應用(yong)，積累了豐富(fù)👈經驗，技術日(ri)趨成熟。

　　阪神(shen)大地震

　　01.

　　隔震(zhen)概念的起源(yuán)

　　隔震的概念(niàn)由來已久，古(gu)代日本在建(jiàn)設寺廟時就(jiu)沿用中國傳(chuan)統方法，一層(ceng)沙一層粘土(tǔ)交互鋪墊下(xià)部基礎，比如(rú)現🌂存京都的(de)三十三間堂(tang)，屹立不倒已(yǐ)750餘年。

　　京都的(de)三十三間堂(táng)

　　自上世紀60年(nian)代開始，新西(xī)蘭、日本、美國(guó)等國家就開(kai)始🚶了對隔📞震(zhèn)技術的系統(tǒng)研究。

　　70年代起(qi)，新西蘭學者(zhě)W.H.Robinson等率先研發(fa)了鉛芯橡膠(jiao)支座，極大地(di)推💁動了隔震(zhèn)技術的工程(cheng)應用。

　　然而隔(ge)震的概念真(zhēn)正應用到橋(qiao)梁中是在1980年(nian)以後。随着隔(ge)震建築的應(yīng)用逐漸推廣(guang)逐漸開始得(dé)到應用，日本(běn)的國土交通(tong)省，一批頂尖(jian)的研究人員(yuán)開展了由上(shàng)至下研發隔(ge)減震橋梁的(de)各種嘗試。

　　經(jīng)過多年研究(jiu)，終于在1991年發(fā)表了他們的(de)研究成果，也(yě)就🔴是第一個(ge)公路橋梁隔(ge)震設計指南(nán)草案。同年日(ri)本👄第一個隔(gé)震橋梁——宮💞川(chuān)橋竣工，這也(ye)宣告了日本(běn)橋梁隔震的(de)🈚誕生。

　　日本第(di)一座隔震橋(qiao)宮川橋

　　02.

　　日本(ben)隔震橋梁的(de)發展

　　早期的(de)公路橋梁一(yī)般都采用鋼(gang)制的橡膠支(zhi)座或🏃🏻‍♂️移💘動支(zhī)座。

　　在橋軸方(fāng)向，考慮到橋(qiáo)梁上部結構(gòu)因溫差産生(sheng)的收縮，一般(bān)🥵橡膠支座布(bù)置在中央橋(qiáo)柱，其他橋柱(zhù)和橋台☁️就需(xū)🈲要布置滑動(dòng)支座，以滿足(zú)上部結構收(shou)縮。因此這樣(yàng)的橋☀️梁就需(xū)要中間橋柱(zhu)很🌐強，其他橋(qiao)柱🧑🏽‍🤝‍🧑🏻較弱，因爲(wèi)地震時隻有(you)中間橋柱抵(di)抗水㊙️平地震(zhen)力。

　　抗震橋與(yǔ)隔震橋的區(qu)别

　　在隔震橋(qiáo)梁出現之前(qián)就有很多橋(qiáo)梁使用橡膠(jiao)支座，主要是(shì)💋把地震水平(píng)力分散到各(gè)個橋柱上，以(yi)增強橋梁整(zheng)✊體抗震性能(neng)。

　　水平力分散(san)橋不是嚴格(gé)意義上的隔(ge)震橋，其抗震(zhèn)能力的提高(gao)主要是靠水(shui)平力分散，但(dan)其客觀上起(qi)💁到了一定延(yan)長周期的作(zuò)✌️用，也增加了(le)結構變形能(néng)力。

　　在1995年兵庫(kù)縣南部地震(zhèn)中，傳統式樣(yang)的抗震橋梁(liáng)遭受了慘重(zhòng)打擊，鋼制支(zhi)座損害嚴重(zhong)，甚至導緻落(luò)橋。

　　而使用了(le)橡膠支座的(de)橋梁卻基本(běn)沒有嚴重的(de)損傷，橡膠支(zhi)座竟無一破(pò)壞。從此，日本(běn)興起建設隔(ge)減震橋的潮(cháo)流，1995年之後建(jian)設的新橋梁(liáng)大部分是隔(gé)減震橋，對舊(jiù)橋進行加固(gu)改造時☔，也經(jīng)常将橋梁支(zhī)座更換爲隔(ge)🌈震支座，采用(yòng)隔減震的方(fāng)法增加橋梁(liáng)的抗震性能(néng)。

　　03.

　　橋梁隔震支(zhi)座

　　橡膠隔震(zhèn)支座從原來(lái)單一的純天(tian)然橡膠支座(zuo)，發展出了加(jiā)鉛芯的LRB和人(ren)工合成高分(fèn)子粘彈性材(cai)料的高👣阻尼(ni)🏃‍♂️橡膠(HDR)，甚至高(gāo)阻尼橡膠中(zhōng)加入鉛芯的(de)彈簧約束型(xíng)鉛芯橡膠支(zhi)座SPR-S。

　　鉛芯橡膠(jiāo)支座LRB

　　鉛芯橡(xiang)膠支座LRB利用(yong)橡膠的彈性(xìng)變形和鉛的(de)塑性耗⚽能💜分(fen)别起到延長(zhǎng)的作用。

　　由于(yú)鉛芯所占比(bǐ)例可以調節(jie)，所以在設計(jì)上有一定的(de)靈🎯活性㊙️。而且(qiě)LRB的特性穩定(dìng)，大變形情況(kuang)下的超彈性(xìng)硬化現象🆚比(bǐ)較小，但由于(yu)鉛芯必須被(bèi)有效約束，不(bu)然就會變成(chéng)隻有橡膠在(zài)變形，因此可(kě)加入的鉛芯(xin)是有限度的(de)。

　　然而由于LRB需(xu)要大量使用(yong)鉛，其未來對(duì)環境的影響(xiǎng)還不明确，所(suǒ)以後來研發(fa)了對環境負(fu)擔比較小的(de)高阻尼橡膠(jiao)HDR。

　　HDR隔震支座

　　HDR使(shǐ)用的是人工(gong)合成高分子(zǐ)材料，又稱之(zhi)爲粘彈性材(cái)料💋，除了用于(yú)HDR隔震支座還(hai)可用于HDR阻尼(ni)器，也有人🤟稱(cheng)之🔴爲粘彈性(xìng)阻尼🌈器或橡(xiang)膠阻尼器等(děng)。

　　SPR-S隔震支座

　　結(jie)合了LRB和HDR兩者(zhě)優點的SPR-S，其耗(hao)能能力更是(shì)有飛躍性的(de)☁️提升。

　　04.

　　面臨的(de)問題

　　雖然在(zài)阪神地震等(deng)大地震中，隔(ge)震支座無一(yi)破壞，然而☎️在(zài)2011年東日本大(dà)地震和2016年熊(xiong)本地震的時(shí)候，均發生了(le)橡膠支座破(po)壞的現象。其(qí)中，不排除設(she)計不當和橡(xiang)膠支座性能(neng)不均一等因(yīn)素，但其中主(zhu)要原因被認(ren)爲是與橡膠(jiao)支座的老化(hua)有關。

　　2011東日本(ben)大地震破壞(huài)嚴重

　　雖然隔(gé)震支座的老(lǎo)化原因還有(you)待進一步研(yán)究，但💚總體上(shàng)與⁉️其室外使(shi)用環境有關(guān)，如長期受到(dào)雨水沖刷、紫(zǐ)外線輻射等(deng)，還與⁉️在橋端(duan)經曆反複伸(shēn)縮及轉動變(bian)形等因素有(you)關。

　　因此，隔震(zhèn)支座的後期(qi)維護極爲重(zhòng)要，一是要對(dui)隔震支座進(jìn)行定期檢查(cha)維護；二是在(zai)設計制作時(shí)就💃🏻要考慮在(zài)出現老化或(huo)在地震中受(shòu)損後可以及(jí)時更換。

　　資料(liao)參考：《日本橋(qiao)梁隔震的發(fa)展曆程簡介(jie)》黨紀；《隔震技(jì)術在建築物(wù)抗震設防中(zhong)的應用和推(tuī)廣》羅桂純。

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