隔震相關技術淺釋（3）
一般地震能量主要集中在周期0.1~1秒間，而最大值常落於0.2至0.6秒間，這與地震震源、地震波傳入途徑及測站所在地之土壤性質有關。若結構物之基本振動周期落於0.1~l秒的範圍內，地震時，即可能因地表與結構物間之共振行為，導致地震輸入加速度放大，造成結構物開裂甚至破壞。故理想之隔震措施，應在地震發生時，使結構物的基本振動周期延長至地震振動加速度之主要周期之外，避免結構共振產生，以減少結構物受地震力的影響。
下圖為一般地震的加速度反應譜，參考圖（1.1）中的反應譜可知，藉由周期的偏移(Period Shift)，可降低加速度的反應值。但參考圖（1.2）中之位移反應譜，隨著結構周期的延長，位移反應將會相對的增大。早期隔震技術的應用，即因為無法處理大位移問題而中止一段時間。圖（1.1)及圖（1.2）中亦含有位移及加速度與阻尼間之關係，隨著阻尼的增加，加速度反應值及位移反應值均相對的減少。隔震消能裝置的原理，即利用延長結構基本振動周期及阻尼比增加之合成效應，以達到輸入地震力的折減，並控制產生之相對位移。
圖1.1 加速度反應譜
圖1.2 位移反應譜
「隔、減震構造」的概念，已存在有一段很長的時間，但直到近一、二十年來，才被應用於實際結構物中。對於橋梁工程之設計應用，首先，由紐西蘭於1970年早期引進於橋梁之耐震設計。之後，此一新技術逐漸成為各國橋梁耐震設計中之一環。目前，隔震橋梁的建造，在紐西蘭約有50座，美國約有30座，義大利約有l50座，且在持續增加中。
鄰近的日本，近十年來積極發展隔震橋梁技術有成，首座隔震橋梁已於1991年完工啟用，其間歷經1995年阪神大地震的真實測試，隔震橋梁的優越性能更加獲得證實，相關案例也因而大幅增加，根據資料統計，震後日本新建或作為耐震加固的隔震橋梁，總數超過23座，且後續仍不斷成長中。
相較於我國公路橋梁耐震設計規範之規定，日本於阪神地震後公佈的「兵庫縣南部地震受害道路橋梁復舊辦法」中對於橋梁支承構造的選定有重大的變革，引入了相關隔震支承墊的設計規定，且其目標並非著重於結構物振動週期的延長，而是將焦點放在增加阻尼以提高能量吸收的能力，或是利用分散地震力的方式以確保橋梁結構的安全。此規範並建議支承的使用以橡膠支承為宜，且儘可能的使用隔震支承。
隔震支承系統並非全然適用於所有的橋梁系統內。若橋梁下部結構屬柔性設計，或結構基本振動週期較長之橋梁，且具高墩柱或多跨橋梁，使用隔震系統所能抑制之地震力有限且較不經濟，若橋梁基本振動週期小於1秒者，使用隔震支承會有良好的隔震效果。當橋梁基礎周邊土層屬軟弱土壤，不為堅實地盤，或土層有潛在液化危機者，採用隔震系統的橋梁反而可能會導致地層與橋梁發生共振現象。另對於懸臂梁之橋梁結構系統亦不適用隔震支承系統。
近年來，國內橋梁在隔震技術方面，也有了許多突破性的發展，根據國工局的資料顯示，在北二高後續計劃路線經過強震區路段部分，計有8座橋梁採用鉛心橡膠支承進行設計施工，且在未來強震區橋梁的興建，如東部高速公路，也將持續採用適當的隔震系統，如鉛心橡膠支承、高阻尼橡膠墊或緩衝裝置等。
台灣地區位處環太平洋地震帶，地震發生次數頻繁，如何提高橋梁之抗震能力，以降低地震災害損失，為橋梁設計者的重要課題。國內外許多文獻、研究中均能找到有關隔震裝置的討論，實地走訪中部921災區，可以發現隔震支承墊已被大量使用於橋梁新建或是重建工程內（如下列實景照片），國內工程水準與思維已完全跟緊世界先進技術。