蜂窝型周期排桩隔振装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111021158A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911294197.3(22)申请日2019.12.16(71)申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区西直门外上园村3号(72)发明人孙晓静姜博龙马蒙刘卫丰刘维宁邱瑞辰(74)专利代理机构北京市商泰律师事务所11255代理人黄晓军(51)Int.Cl.E01B19/00(2006.01)E02D31/08(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称蜂窝型周期排桩隔振装置(57)摘要本发明提供了一种蜂窝型周期排桩隔振装置。该装置包括：蜂窝型周期化设计的排桩结构，该排桩结构中包括多个排桩，每个排桩的横截面形式为正六边形。排桩包括散射型排桩和局域共振型排桩，散射型排桩的散射体为单一材料，在局域共振型排桩的基体和散射体中间加入了不同材料的包裹层。排桩的布设方式包括六角晶格排列、正方晶格排列和不同长宽比的长方晶格排列。本发明的装置利用周期结构(排桩)的弹性波带隙特性，从而显著降低目标频段的振动水平，以满足减振需求。CN111021158ACN111021158A权利要求书1/1页1.一种蜂窝型周期排桩隔振装置，其特征在于，包括：蜂窝型周期化设计的排桩结构，该排桩结构中包括多个排桩，每个排桩的横截面形式为正六边形。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的排桩包括散射型排桩和局域共振型排桩，所述散射型排桩的散射体为单一材料，在所述局域共振型排桩的基体和散射体中间加入了不同材料的包裹层。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排桩的布设方式包括六角晶格排列、正方晶格排列和不同长宽比的长方晶格排列。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排桩的桩体材料包括橡胶、土体、混凝土和铸铁。5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述排桩的桩体材料、晶格类型、填充率和周期常数根据所需要减振控制的目标频段的起始频率和带宽而确定。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述填充率η的计算公式为：η＝基本单元中散射体面积/基本单元面积；在保持填充率不变的情况下，首阶完全带隙平面外和平面内的起始频率、截止频率和带宽都随着周期常数的变大而降低，且平面外的带宽比平面内带宽更大。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在保持周期常数不变的情况下，首阶完全带隙平面内和平面外的起始频率、截止频率和对应的带宽都随着填充率的降低而减小，起始频率随填充率增加而变大的速度较缓慢，截止频率和带宽在填充率达到50％以上时随填充率增加速度变快；同样平面外带隙宽度较平面内更大。8.根据权利要求1装置，其特征在于，所述装置应用于城市轨道交通的环境振动减振。2CN111021158A说明书1/6页蜂窝型周期排桩隔振装置技术领域[0001]本发明涉及轨道交通减振技术领域，尤其涉及一种蜂窝型周期排桩隔振装置。背景技术[0002]截至2018年12月31日，我国内地累计有35个城市建成投入运营城轨线路5766.6km。城市轨道交通快速发展的同时，其所带来的环境振动污染问题也日益凸显，对建筑结构、建筑内的精密仪器设备、人或艺术品等都已产生不利影响。由此可见，有效控制轨道交通引起的环境振动具有重要的意义和价值。[0003]现有的城市轨道交通环境振动控制方法可分为三类：振源减振措施、传播路径隔振措施和被动隔振措施。某些情况下，如城市轨道线路难以绕行敏感建筑物、已建成轨道线路上盖高品质建筑物、已完成铺轨的轨道难以更换新型减振轨道结构、地面敏感建筑物无法搬迁或无法加装隔振支座等，振源减振措施和被动隔振措施发挥到极致仍无法满足需求，或无法采取振源减振措施和被动隔振措施，此时需要采用恰当的传播路径隔振措施进行减隔振处理，以满足减振要求。[0004]常见的轨道交通传播路径隔振措施包括弹性基础、明沟或空沟、填充沟、排桩和波阻块等，其中排桩凭借施工速度快、造价低、在低频隔振中对屏障埋置深度要求低等优点而被广泛关注。此外，大量研究表明周期结构具有弹性波带隙特性，即某些特定频段的振动无法通过周期结构继续传播。[0005]目前，现有技术中还没有一种有效的基于周期结构的传播路径隔振措施。发明内容[0006]本发明的实施例提供了一种蜂窝型周期排桩隔振装置，以实现一种基于周期结构的传播路径隔振措施。[0007]为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。[0008]一种蜂窝型周期排桩隔振装置，包括：蜂窝型周期化设计的排桩结构，该排桩结构中包括多个排桩，每个排桩的横截面形式为正六边形。[0009]优选地，所述的排桩包括散射型排桩和局域共振型排桩，所述散射型排桩的散射体为单一材料，在所述局域共振型排桩的基体和散射体