隔震設計原則

4.2.1隔震設計基本原則

對於公路橋梁而言，隔震橋梁設計之基本原則為僅於水平方向考慮隔震系 統，垂直方向則不考慮隔震設計 [6] ，隔震橋梁在設計地震作用下，隔震系統 應能正常發揮功能。

4.2.2隔震系統基本要素

在交通部八十九年修正之「公路橋梁耐震設計規範」第 7.1.2節[6]敘述橋 梁隔震系統設計基本三要素：

1﹒為一垂直重量及垂直作用力承載系統，於地震力作用時該系統可提供適當 的水平柔性以延長結構週期，降低水平地震力。

2﹒為一阻尼器或消能系統，足以提供適當的阻尼以控制橋梁因週期延長所可 能導致的位移增加。

3﹒為一足以提供適當剛度之系統使橋梁在常態載重及風力下得以控制位移或 振幅。

綜上所述，隔震裝置在垂直方向必須要有足夠的剛性及強度以支承橋梁上 部結構重量；而水平方向要有足夠的柔度延長隔震橋梁之振動週期 ，又必須具 有足夠的剛性避免在長期風力作用下隔震橋梁有運動的現象產生 ，且為了使隔 震橋梁運動後能回復到原點，還必須要有足夠回復勁度。

隔震裝置(隔震器、阻尼器)除了在垂直方向需能支撐構造物的荷重 ，在地 震發生時，水平方向必須要能提供適當地柔度以具備大變形能力 。隔震器、阻 尼器與其他結構構材一樣，在設計時必須先獲得力學特性之定量數值 。對設計 者而言，鉛心橡膠支承墊及阻尼器等同橋梁上部結構 、橋墩柱等結構構件一 樣，在實施設計前要先有相當的瞭解與認識 ，才能決定其尺寸、材質、性能等 適當參數。而以隔震構材所組成的機構一般可稱之為隔震系統 。欲採用隔震結 構系統，如欲獲得相當之隔震效果 ，對於隔震構材的性能就必須有相當的要 求。隔震構材須具備下列性能：

1﹒絕緣性能(水平變形性能、延長週期、反應減低)

為了延長隔震橋梁之振動週期 ，水平方向要有足夠大之變形能力 。隔 震構材主要包含隔震器及阻尼器兩大部分 ，隔震器在常時荷重時，必須具 備穩定的支承能力。

2﹒阻尼性能(吸收能量、抑制變形)

由地震動能傳入隔震器的能量 ，大部份可以由減衰性能吸收消耗 。有 些橋梁使用年已經超過 50年以上，故阻尼器必須要確保其性能在長時間的 使用下，其性能變化不會變化太大 ，具有穩定的阻尼遲滯能力 。阻尼器部 分則必須配合提供足夠的阻尼，以控制整個隔震橋梁的設計位移不會太大 。 3﹒回復性能(水平方向的回復力)

水平方向的變形轉換成彈性應變能 ，當水平力除去之後，使得隔震裝 置又可以回復到原來的位置 ，而不會有殘留之變位。隔震器除了具備相當 大的水平變形能力外，還須具備適當的水平剛性，通常應儘量使隔震器的 剛性柔軟，其隔震性能才會提高，讓橋梁在地震過後有回復至原來位置的 復原能力。復原性能的大小會影響地震後殘留變形的大小 。一般水平剛性 與復原力特性不會因軸力的變動而產生相當大的變化 ，為了提高隔震橋梁 的分析與設計之信賴性，有必要考慮軸力的影響。

4﹒支承性能(支持垂直載重)

長期間安定支承垂直荷重的能力 。對於水平變形性能之要求，隔震器 除必須具備在有水平變形能力外 ，仍應具有支撐垂直荷重的能力 。地震發 生時其垂直荷重可能會達到常時的 ２～３倍。

5﹒耐久性能

必須確保隔震裝置不因經年的變化而發生材質變化 。隔震裝置因經年 變化，其材質的改變要控制於一定範圍內 。

6﹒耐候性能

必須確保隔震裝置不因使用環境的影響而發生材質變化。隔震裝置因環 境的影響，其材質的變化要控制於一定範圍內 。

7﹒品質及誤差控制

從微小變形到破壞斷裂的履歷特性以及面壓與速度的相依特性等，設計 者應掌握定量數據。一個品質優良的隔震器，除了具備優異的力學特性與耐 久性外，品質的安定性更加重要，亦即隔震器的製作精度、水平剛性及極限 變位等，其製做品質誤差應要求愈小愈好 。