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日本隔(gé)震設計(jì)由來已(yi)久，其間(jiān)遭受了(le)幾次大(da)地震的(de)洗禮，經(jing)過數代(dai)學者的(de)探索，發(fā)展至今(jin)。特别是(shi)1995年阪神(shen)大地震(zhen)之後，日(ri)本橋梁(liáng)隔減震(zhèn)技術得(de)到了廣(guǎng)泛的應(ying)用，積累(lèi)了豐富(fu)經驗，技(jì)術日趨(qū)🔱成熟。

　　阪(ban)神大地(dì)震

　　01.

　　隔震(zhèn)概念的(de)起源

　　隔(gé)震的概(gai)念由來(lai)已久，古(gǔ)代日本(běn)在建設(she)寺廟時(shí)就沿用(yong)中國傳(chuan)統方法(fǎ)，一層沙(sha)一層粘(zhān)土交互(hù)鋪墊下(xia)部基☔礎(chǔ)，比如現(xian)存京都(dou)的三十(shí)三間堂(tang)，屹立不(bu)倒已🐅750餘(yú)年。

　　京都(dōu)的三十(shi)三間堂(táng)

　　自上世(shi)紀60年代(dài)開始，新(xīn)西蘭、日(rì)本、美國(guó)等國家(jia)就開始(shi)了對隔(gé)震技術(shu)的系統(tong)研究。

　　70年(nián)代起，新(xin)西蘭學(xue)者W.H.Robinson等率(lǜ)先研發(fā)了鉛芯(xin)橡膠支(zhi)座，極大(dà)地推⭕動(dòng)了隔震(zhen)技術的(de)工程應(yīng)用。

　　然而(ér)隔震的(de)概念真(zhēn)正應用(yòng)到橋梁(liáng)中是在(zài)1980年以後(hòu)。随着隔(gé)震建築(zhu)的應用(yong)逐漸推(tui)廣逐漸(jian)開始得(de)到應用(yong)，日本的(de)國土交(jiāo)通省，一(yi)💁批頂尖(jiān)的研究(jiu)人員開(kāi)展了由(yóu)上至下(xia)研🔅發隔(ge)減震橋(qiao)梁的各(gè)種🏒嘗試(shì)。

　　經過多(duo)年研究(jiu)，終于在(zai)1991年發表(biao)了他們(men)的研究(jiu)成果⁉️，也(ye)就是第(dì)一✏️個公(gong)路橋梁(liáng)隔震設(shè)計指南(nán)草案。同(tóng)年日本(běn)第一個(gè)隔震橋(qiáo)梁——宮✏️川(chuan)橋竣工(gong)，這也宣(xuan)告了日(ri)本橋梁(liang)隔震的(de)誕生。

　　日(ri)本第一(yī)座隔震(zhèn)橋宮川(chuan)橋

　　02.

　　日本(ben)隔震橋(qiáo)梁的發(fa)展

　　早期(qi)的公路(lù)橋梁一(yī)般都采(cai)用鋼制(zhì)的橡膠(jiāo)支座或(huò)移動支(zhī)座。

　　在橋(qiáo)軸方向(xiàng)，考慮到(dao)橋梁上(shang)部結構(gou)因溫差(cha)産生的(de)收縮，一(yi)般橡膠(jiao)支座布(bù)置在中(zhōng)央橋柱(zhu)，其他橋(qiáo)柱和📧橋(qiáo)台就需(xū)要布置(zhi)滑動支(zhi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻座，以滿(mǎn)足上部(bù)結構收(shou)縮。因此(ci)這樣的(de)橋梁就(jiù)需要中(zhōng)間橋柱(zhù)很❌強，其(qí)他橋柱(zhu)較弱，因(yin)爲地震(zhen)時隻有(yǒu)中間橋(qiáo)柱抵抗(kàng)水平地(di)震力。

　　抗(kang)震橋與(yǔ)隔震橋(qiao)的區别(bié)

　　在隔震(zhèn)橋梁出(chu)現之前(qián)就有很(hen)多橋梁(liang)使用橡(xiàng)膠支座(zuo)，主👣要是(shi)把地震(zhen)水平力(li)分散到(dao)各個橋(qiáo)柱上，以(yǐ)增♉強橋(qiao)梁整體(ti)抗震性(xing)能。

　　水平(píng)力分散(san)橋不是(shi)嚴格意(yi)義上的(de)隔震橋(qiáo)，其抗震(zhèn)能力的(de)🐉提高🔞主(zhu)要是靠(kào)水平力(li)分散，但(dan)其客觀(guān)上起♊到(dao)了一定(ding)延長周(zhou)期的作(zuò)❄️用，也增(zēng)加了結(jié)構變形(xíng)能力。

　　在(zai)1995年兵庫(ku)縣南部(bù)地震中(zhong)，傳統式(shì)樣的抗(kang)震橋梁(liang)遭📞受了(le)📐慘重🤩打(da)擊，鋼制(zhì)支座損(sun)害嚴重(zhong)，甚至導(dao)緻落橋(qiao)。

　　而使用(yong)了橡膠(jiao)支座的(de)橋梁卻(que)基本沒(mei)有嚴重(zhong)的損傷(shang)，橡🙇‍♀️膠支(zhī)座♈竟無(wu)一破壞(huài)。從此，日(ri)本興起(qǐ)建設隔(ge)減震橋(qiáo)的潮流(liu)，1995年✂️之後(hòu)建設的(de)新橋梁(liáng)大部分(fen)是隔減(jiǎn)震橋，對(duì)舊橋進(jìn)行加固(gù)改造時(shí)，也經常(chang)将橋梁(liang)支座更(gèng)換爲隔(gé)震支座(zuo)，采⛱️用隔(ge)減震的(de)方法增(zēng)加橋梁(liang)的抗震(zhèn)性能。

　　03.

　　橋(qiáo)梁隔震(zhen)支座

　　橡(xiàng)膠隔震(zhen)支座從(cóng)原來單(dān)一的純(chún)天然橡(xiang)膠支座(zuò)，發展✨出(chu)了🥰加鉛(qiān)✌️芯的LRB和(he)人工合(hé)成高分(fèn)子粘彈(dàn)性材料(liao)的高阻(zǔ)尼橡膠(jiāo)(HDR)，甚至高(gāo)阻尼橡(xiàng)膠中加(jiā)入鉛芯(xīn)的彈簧(huáng)約束型(xíng)鉛芯橡(xiàng)膠支🌈座(zuo)SPR-S。

　　鉛芯橡(xiang)膠支座(zuò)LRB

　　鉛芯橡(xiang)膠支座(zuò)LRB利用橡(xiàng)膠的彈(dàn)性變形(xíng)和鉛的(de)塑性耗(hào)🏒能分别(bié)起到延(yan)長的作(zuo)用。

　　由于(yú)鉛芯所(suo)占比例(lì)可以調(diao)節，所以(yǐ)在設計(jì)上有一(yī)🔴定的靈(líng)活性。而(ér)且LRB的特(tè)性穩定(ding)，大變形(xing)情況下(xià)的超彈(dàn)性硬化(hua)🌈現象比(bǐ)較小，但(dàn)🌈由于鉛(qiān)芯必須(xu)被有效(xiao)約🙇‍♀️束，不(bú)然就會(hui)變成隻(zhī)有橡膠(jiao)在變形(xing)，因此可(ke)加入的(de)鉛芯是(shi)有限度(du)的。

　　然而(ér)由于LRB需(xu)要大量(liang)使用鉛(qian)，其未來(lái)對環境(jing)的影響(xiǎng)還不明(míng)确，所☎️以(yǐ)後來研(yan)發了對(duì)環境負(fù)擔比較(jiào)小的高(gao)阻尼橡(xiang)膠HDR。

　　HDR隔震(zhèn)支座

　　HDR使(shǐ)用的是(shi)人工合(he)成高分(fen)子材料(liào)，又稱之(zhi)爲粘彈(dàn)性材料(liào)，除了用(yong)⛱️于HDR隔震(zhen)支座還(hai)可用于(yu)HDR阻尼器(qi)，也有人(ren)稱之爲(wèi)粘彈性(xing)阻尼器(qi)或橡膠(jiāo)阻尼器(qì)等。

　　SPR-S隔震(zhen)支座

　　結(jié)合了LRB和(hé)HDR兩者優(yōu)點的SPR-S，其(qi)耗能能(néng)力更是(shì)有飛躍(yue)性的提(ti)升。

　　04.

　　面臨(lín)的問題(tí)

　　雖然在(zài)阪神地(di)震等大(da)地震中(zhong)，隔震支(zhī)座無一(yi)破壞，然(ran)🈲而在2011年(nian)東日本(běn)大地震(zhèn)和2016年熊(xióng)本地震(zhèn)的時候(hòu)，均發生(shēng)✔️了橡膠(jiāo)支座破(pò)壞的現(xian)象。其中(zhong)，不排除(chú)設計不(bú)當和橡(xiàng)膠支座(zuo)😘性能不(bú)均一等(děng)因素，但(dàn)其中主(zhǔ)要原因(yīn)被認爲(wèi)是與橡(xiàng)膠支座(zuo)的老化(hua)有關。

　　2011東(dōng)日本大(dà)地震破(po)壞嚴重(zhòng)

　　雖然隔(gé)震支座(zuo)的老化(huà)原因還(hái)有待進(jin)一步研(yán)究，但總(zong)體上與(yu)其室外(wài)使用環(huán)境有關(guan)，如長期(qī)受到雨(yǔ)水❓沖刷(shua)、紫外線(xiàn)輻射等(deng)，還與在(zài)橋端經(jing)曆反複(fú)伸縮及(ji)轉動變(bian)形等因(yīn)素有關(guan)。

　　因此，隔(gé)震支座(zuo)的後期(qi)維護極(ji)爲重要(yao)，一是要(yao)對隔震(zhen)支座進(jìn)行♉定期(qī)檢查維(wei)護；二是(shi)在設計(jì)制作時(shi)就要考(kao)慮在出(chū)現老化(huà)或在地(dì)震中受(shòu)損後可(ke)以及時(shí)更換。

　　資(zī)料參考(kǎo)：《日本橋(qiao)梁隔震(zhèn)的發展(zhǎn)曆程簡(jiǎn)介》黨紀(ji)；《隔震技(ji)術在✔️建(jiàn)築物抗(kàng)震設防(fáng)中的應(ying)用和推(tui)廣》羅桂(gui)🌐純。

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