[发明专利]基于一维声子晶体结构的刚度阻尼自适应桥梁隔振支座

说明书

本发明公开了一种基于一维声子晶体结构的刚度阻尼自适应桥梁隔振支座，其特征在于所述桥梁隔振支座包括上台座、下台座以及设置于所述上台座与所述下台座之间的一维声子晶体结构，所述一维声子晶体结构包括呈上下设置的两个隔振单元，两个所述隔振单元之间以及所述隔振单元与所述上台座、所述下台座之间均设置有橡胶夹层，所述隔振单元包括自上而下依次设置的永磁体、抗压磁流变弹性体和具有铁芯的第一励磁线圈，所述下台座对应于所述一维声子晶体结构的正下方的位置埋设有第一压电单元，所述第一压电单元的输出端经整流电路与所述第一励磁线圈相连。本发明的优点是：隔振支座的刚度和阻尼可以根据受到的振动力进行自适应调节，从而达到良好的隔振效果。

技术领域

本发明涉及桥梁减振技术领域，具体涉及一种基于一维声子晶体结构的刚度阻尼自适应桥梁隔振支座。

背景技术

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，位于桥梁和垫石之间，它能将桥梁上部结构承受的荷载和变形（位移和角转）可靠地传递给桥梁下部结构，是桥梁的重要传力装置。有固定支座和活动支座两种。桥梁工程常用的支座形式包括：油毛毡或平板支座、板式橡胶支座、球型支座、钢支座和特殊支座等，其中，传统的桥梁橡胶支座使用寿命低，并且出厂后刚度阻尼不可调节。

随着桥梁建设事业的不断发展，桥梁的振动损伤和振动噪声逐渐引起人们的关注，当桥梁上方经常有重型设备经过或发生地震时，大多数的隔振装置都会发生损坏，从而危及桥梁安全。因此，开发出一种可有效降低桥梁振动损伤以及振动噪声的隔振装置十分有必要。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种基于一维声子晶体结构的刚度阻尼自适应桥梁隔振支座，该桥梁隔支座通过在上台座与下台座之间设置层状的一维声子晶体周期性结构，利用压电单元受挤压时产生电压进而改变通入励磁线圈的电流大小，从而实现通过识别振动效应的大小以自适应调节支座的刚度和阻尼。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于一维声子晶体结构的刚度阻尼自适应桥梁隔振支座，其特征在于所述桥梁隔振支座包括上台座、下台座以及设置于所述上台座与所述下台座之间的一维声子晶体结构，所述一维声子晶体结构包括呈上下设置的两个隔振单元，两个所述隔振单元之间以及所述隔振单元与所述上台座、所述下台座之间均设置有橡胶夹层，所述隔振单元包括自上而下依次设置的永磁体、抗压磁流变弹性体和具有铁芯的第一励磁线圈，所述下台座对应于所述一维声子晶体结构的正下方的位置埋设有第一压电单元，所述第一压电单元的输出端经整流电路与所述第一励磁线圈相连。

所述上台座底部中央设置有一多面体凸台，所述下台座顶部中央对称设置有两个承台，所述承台具有与所述凸台的侧斜面相适配的斜面。

所述一维声子晶体结构的形状为圆柱状，其数量为4个，且所述一维声子晶体结构对称设置于所述承台外侧。

所述侧斜面与所述斜面之间设置有抗剪磁流变弹性体，所述承台内埋设有与所述侧斜面相平行的第二压电单元，所述承台内还设置有第二励磁线圈，所述第二励磁线圈位于所述多面体凸台外围，所述第二压电单元的输出端经整流电路与所述第二励磁线圈相连。

所述多面体凸台为导磁多面体凸台。

所述第一压电单元和第二压电单元，所述第一压电单元和所述第二压电单元均包括上极板、下极板以及所述上极板和所述下极板之间的压电材料层。

所述多面体凸台外周还设置有第三励磁线圈，所述第二压电单元的输出端经整流电路与所述第三励磁线圈相连。

所述上台座上方还设置有支座上承板，所述下台座下方还设置有支座下承板，所述上台座与所述支座上承板之间以及所述下台座与所述支座下承板之间均设置有减振垫。

所述减振垫为锌铝合金减振阻尼垫。