[发明专利]一种周期复合结构箱梁

说明书

本发明公开了一种周期复合结构箱梁，以箱梁的顶板、底板、横隔板与腹板为基板，周期性或拟周期性嵌入散射体形成平整型周期复合结构板箱梁；周期性或拟周期性布置凸起体振子形成凸起型周期复合结构箱梁。通过改变嵌入散射体或周期性布置凸起体振子的尺寸、排列规律与在箱梁中的布置位置，形成具有不同减振、隔震特性的周期复合结构板箱梁，具有较好减振、隔震效果，并适用于特定频段振动控制问题。与传统的箱梁比，周期复合结构箱梁具有以下特点：能够通过组元材料的选择或布置方式进行调节和控制，仅利用周期复合结构箱梁的带隙特性就可以实现隔振功能，整体结构具有较高的刚度与强度，不会影响结构的承载能力，且整体结构简单，制造成本低，施工方便。

技术领域

本发明属于工程结构领域，尤其涉及一种周期复合结构箱梁。

背景技术

周期复合结构具有禁带特性，即特定频率范围内的振动在结构中不能传播。当周期复合结构存在点缺陷或者线缺陷时，缺陷频率对应的振动会被局域在点缺陷处，发生振动局域化或者沿着线缺陷传播。周期复合结构的这种波动特性为工程结构的隔振和振动控制提供了一种新的操控机制，如将周期复合结构放置在振动的传播路径中或利用周期复合结构的思想设计结构本身，来阻止特定频段内的振动在结构中传播，实现结构的隔振功能；或利用其缺陷态特性，设计振动的传播路径，实现对振动的操控。以箱梁的顶板、底板、横隔板与腹板为基板，周期性或拟周期性嵌入散射体形成平整型周期复合结构板箱梁；周期性或拟周期性布置凸起体振子形成凸起型周期复合结构箱梁。与传统的箱梁比，由周期复合结构板构成的箱梁具有以下特点：能够通过组元材料的选择或布置方式进行调节和控制，仅利用周期复合结构板的带隙特性就可以实现隔振功能，整体结构具有较高的刚度与强度，不会影响结构的承载能力，仅利用带隙特性就可以在结构内部实现较好的减振、隔震控制等功能，且整体结构简单，制造成本低，施工方便。因此，提出一种周期复合结构箱梁具有十分重要的工程应用价值。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种周期复合结构箱梁，具有较好减振、隔震效果，并适用于特定频段振动控制问题。

技术方案：本发明的一种周期复合结构箱梁包括箱梁的顶板，箱梁的腹板，箱梁的横隔板，箱梁的底板，其中，箱梁的腹板有两块，其下部分别连接箱梁的底板的两侧，其上部与箱梁的顶板的下板面连接，使周期复合结构箱梁的截面成为一个四边形，在该四边形中还设有箱梁的横隔板，该箱梁的横隔板的上部连接箱梁的顶板，两侧连接箱梁的腹板，下部连接箱梁的底板，以箱梁的顶板、底板、横隔板与腹板为基板，周期性或拟周期性嵌入散射体形成平整型周期复合结构板箱梁；周期性或拟周期性布置凸起体振子形成凸起型周期复合结构箱梁。

其中，

所述箱梁包括单箱单室箱梁与单箱多室箱梁。

在所述四边形内的箱梁的顶板、箱梁的腹板、箱梁的底板和/或箱梁的横隔板上分别设有周期性布置的凸起体振子，凸起体振子底部位于箱梁的顶板、箱梁的腹板、箱梁的底板上，凸起体振子顶部位于凸起体振子底部上。

所述的凸起体振子的材质为金属、橡胶、混凝土、陶瓷、纤维增强复合材料，且周期性布置凸起体振子有二组元、三组元或更多组元形式。

所述周期性布置的凸起体振子分为单侧凸起阵子与双侧凸起阵子。

在所述的箱梁的腹板、箱梁的底板、箱梁的横隔板上设有嵌入散射体，该嵌入散射体为周期性分部，分布的形式有二组元，三组元或更多组元。

所述的周期性嵌入散射体的材质为金属、橡胶、混凝土、陶瓷或纤维增强复合材料。

所述周期性嵌入散射体与周期性布置凸起体振子，通过其不同排列规律形成箱梁特定的禁带特性、振动局域化特性和振动定向传播特性。