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                    日本隔震橋梁的起源與發展

                    2021-06-07    作者:admin  閱讀:240次

                    日本隔震規劃由來已久,其間遭受了幾次大地震的洗禮,經過數代學者的探索,開展至今。特別是1995年阪神大地震之后,日本橋梁隔減震技能得到了廣泛的運用,積累了豐富閱歷,技能日趨老練。

                      阪神大地震

                      01.

                      隔震概念的來源

                      隔震的概念由來已久,古代日本在建造寺廟時就沿襲中國傳統方法,一層沙一層粘土交互襯托下部基礎,比如現存京都的三十三間堂,聳峙不倒已750余年。

                      京都的三十三間堂

                      自上世紀60年代開端,新西蘭、日本、美國等國家就開端了對隔震技能的系統研討。

                      70年代起,新西蘭學者W.H.Robinson等首先研制了鉛芯橡膠支座,極大地推動了隔震技能的工程運用。

                      但是隔震的概念真實運用到橋梁中是在1980年以后。跟著隔震建筑的運用逐步推廣逐步開端得到運用,日本的國土交通省,一批頂尖的研討人員開展了由上至下研制隔減震橋梁的各種嘗試。

                      經過多年研討,總算在1991年發表了他們的研討成果,也便是第一個公路橋梁隔震規劃攻略草案。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.

                      日本隔震橋梁的開展

                      前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產生的收縮,一般橡膠支座安置在中心橋柱,其他橋柱和橋臺就需求安置滑動支座,以滿足上部結構收縮。因此這樣的橋梁就需求中心橋柱很強,其他橋柱較弱,因為地震時只要中心橋柱抵抗水平地震力。

                      抗震橋與隔震橋的差異

                      在隔震橋梁呈現之前就有許多橋梁運用橡膠支座,主要是把地震水平力渙散到各個橋柱上,以增強橋梁整體抗震功能。

                      水平力渙散橋不是嚴厲意義上的隔震橋,其抗震才能的進步主要是靠水平力渙散,但其客觀上起到了必定延伸周期的效果,也增加了結構變形才能。

                      在1995年兵庫縣南部地震中,傳統式樣的抗震橋梁遭受了沉重沖擊,鋼制支座損害嚴峻,乃至導致落橋。

                      而運用了橡膠支座的橋梁卻根本沒有嚴峻的損害,橡膠支座竟無一損壞。從此,日本鼓起建造隔減震橋的潮流,1995年之后建造的新橋梁大部分是隔減震橋,對舊橋進行加固改造時,也經常將橋梁支座更換為隔震支座,采用隔減震的方法增加橋梁的抗震功能。

                      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,開展出了加鉛芯的LRB和人工合成高分子粘彈性資料的高阻尼橡膠(HDR),乃至高阻尼橡膠中參加鉛芯的彈簧束縛型鉛芯橡膠支座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別離起到延伸的效果。

                      因為鉛芯所占比例可以調理,所以在規劃上有必定的靈活性。而且LRB的特性安穩,大變形情況下的超彈性硬化現象比較小,但因為鉛芯必須被有用束縛,不然就會變成只要橡膠在變形,因此可參加的鉛芯是有限度的。

                      但是因為LRB需求大量運用鉛,其未來對環境的影響還不清晰,所以后來研制了對環境負擔比較小的高阻尼橡膠HDR。

                      HDR隔震支座

                      HDR運用的是人工合成高分子資料,又稱之為粘彈性資料,除了用于HDR隔震支座還可用于HDR阻尼器,也有人稱之為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兩者長處的SPR-S,其耗能才能更是有飛躍性的提高。

                      04.

                      面對的問題

                      盡管在阪神地震等大地震中,隔震支座無一損壞,但是在2011年東日本大地震和2016年熊本地震的時分,均發生了橡膠支座損壞的現象。其間,不掃除規劃不當和橡膠支座功能不均一等要素,但其間主要原因被認為是與橡膠支座的老化有關。

                      2011東日本大地震損壞嚴峻

                      盡管隔震支座的老化原因還有待進一步研討,但總體上與其室外運用環境有關,如長期遭到雨水沖刷、紫外線輻射等,還與在橋端閱歷反復彈性及轉動變形等要素有關。

                      因此,隔震支座的后期保護極為重要,一是要對隔震支座進行定時檢查保護;二是在規劃制作時就要考慮在呈現老化或在地震中受損后可以及時更換。

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