隔震技术丨日本隔震桥梁的起源与发展
日本隔震设计由来已久，其间遭受了几次大地震的洗礼，经过数代学者的探索，发展至今。特别是1995年阪神大地震之后，日本桥梁隔减震技术得到了广泛的应用，积累了丰富经验，技术日趋成熟。
阪神大地震
01.
隔震概念的起源
隔震的概念由来已久，古代日本在建设寺庙时就沿用中国传统方法，一层沙一层粘土交互铺垫下部基础，比如现存京都的三十三间堂，屹立不倒已750余年。
京都的三十三间堂
自上世纪60年代开始，新西兰、日本、美国等国家就开始了对隔震技术的系统研究。
70年代起，新西兰学者W.H.Robinson等率先研发了铅芯橡胶支座，极大地推动了隔震技术的工程应用。
然而隔震的概念真正应用到桥梁中是在1980年以后。随着隔震建筑的应用逐渐推广逐渐开始得到应用，日本的国土交通省，一批顶尖的研究人员开展了由上至下研发隔减震桥梁的各种尝试。
经过多年研究，终于在1991年发表了他们的研究成果，也就是第一个公路桥梁隔震设计指南草案。同年日本第一个隔震桥梁——宫川桥竣工，这也宣告了日本桥梁隔震的诞生。
日本第一座隔震桥宫川桥
02.
日本隔震桥梁的发展
早期的公路桥梁一般都采用钢制的橡胶支座或移动支座。
在桥轴方向，考虑到桥梁上部结构因温差产生的收缩，一般橡胶支座布置在中央桥柱，其他桥柱和桥台就需要布置滑动支座，以满足上部结构收缩。因此这样的桥梁就需要中间桥柱很强，其他桥柱较弱，因为地震时只有中间桥柱抵抗水平地震力。
抗震桥与隔震桥的区别
在隔震桥梁出现之前就有很多桥梁使用橡胶支座，主要是把地震水平力分散到各个桥柱上，以增强桥梁整体抗震性能。
水平力分散桥不是严格意义上的隔震桥，其抗震能力的提高主要是靠水平力分散，但其客观上起到了一定延长周期的作用，也增加了结构变形能力。
在1995年兵库县南部地震中，传统式样的抗震桥梁遭受了惨重打击，钢制支座损害严重，甚至导致落桥。
而使用了橡胶支座的桥梁却基本没有严重的损伤，橡胶支座竟无一破坏。从此，日本兴起建设隔减震桥的潮流，1995年之后建设的新桥梁大部分是隔减震桥，对旧桥进行加固改造时，也经常将桥梁支座更换为隔震支座，采用隔减震的方法增加桥梁的抗震性能。
03.
桥梁隔震支座
橡胶隔震支座从原来单一的纯天然橡胶支座，发展出了加铅芯的LRB和人工合成高分子粘弹性材料的高阻尼橡胶(HDR)，甚至高阻尼橡胶中加入铅芯的弹簧约束型铅芯橡胶支座SPR-S。
铅芯橡胶支座LRB
铅芯橡胶支座LRB利用橡胶的弹性变形和铅的塑性耗能分别起到延长的作用。
由于铅芯所占比例可以调节，所以在设计上有一定的灵活性。而且LRB的特性稳定，大变形情况下的超弹性硬化现象比较小，但由于铅芯必须被有效约束，不然就会变成只有橡胶在变形，因此可加入的铅芯是有限度的。
然而由于LRB需要大量使用铅，其未来对环境的影响还不明确，所以后来研发了对环境负担比较小的高阻尼橡胶HDR。
HDR隔震支座
HDR使用的是人工合成高分子材料，又称之为粘弹性材料，除了用于HDR隔震支座还可用于HDR阻尼器，也有人称之为粘弹性阻尼器或橡胶阻尼器等。