对周期性高架桥结构自身力学特性的了解是对其进行抗震设计的基础。为了对此类结构的抗震设计提供理论指导，本课题把半空间土体和周期性高架桥结构的耦合体系定义为一种声子晶体结构，即半空间－桩－梁声子晶体结构。基于上述概念，根据边界元方法、传递矩阵方法及布洛赫定理，本课题拟建立均质及层状半空间上高架桥结构的能带计算模型；基于超原胞思想，利用边界元及传递矩阵方法，本课题将建立上述结构的缺陷态计算模型；基于桩基础计算的积分方程方法及传递矩阵方法，我们还将建立上述周期性结构的振动局域化模型。利用所建立的上述模型，我们将对此类结构的能带特性、缺陷态特性及各类失谐所引起的振动局域化进行研究。此外，为了对本课题的能带及缺陷态计算模型进行验证，我们还将进行相关的试验研究。本课题所提出的概念和模型，对理解周期性高架桥结构的力学特性，对此类结构的抗震设计具有重要意义，对扩展声子晶体理论的研究和应用范围也具有重要意义。

周期性高架桥结构是一种非常重要的结构形式。为了对此类结构进行系统的动力分析，本课题把周期性高架桥结构定义为一种声子晶体结构,并把声子晶体结构的相关理论应用于其动力分析。为了建立刚性支撑周期性高架桥结构的能带计算模型，本课题首先建立了高架桥上部结构的力学模型。根据所建立上部结构的力学模型，利用传递矩阵方法和布洛赫定理，建立了刚性支撑周期性高架桥结构的能带计算模型，及在地震波和移动载荷作用下高架桥的动力响应计算模型。根据边界元方法建立了桩-半空间地基共同作用的计算模型。利用该模型，并根据上部结构和桩基础的耦合条件，传递矩阵方法及布洛赫定理，建立了均质及上覆流体层半空间地基上高架桥结构的能带计算模型，及地震波作用下高架桥结构动力响应的计算模型。基于上述上部结构和桩基础的计算模型，利用超元胞方法，本课题还建立了带缺陷跨高架桥结构的能带计算模型，以及缺陷高架桥在地震波作用下的动力响应计算模型，并分析了其动力响应和其缺陷态的关系。利用上述上部结构和桩基础计算模型，本课题还研究了失谐周期性高架桥结构的振动局域化问题，基于Wolf算法，计算了失谐周期性高架桥结构的Lyapunov指数。此外，基于本文所建立的波数域内半空间土和桩基础的计算模型，本课题还对排桩隔振进行了数值模拟；为了提高排桩的隔振效果，本课题还提出了一种新型的排桩隔振结构，即联结式排桩隔振结构。本课题的研究，为周期性高架桥的各类动力设计提供了重要的理论基础，为提高排桩隔振的效果提供了有效的新途径，为各类周期性结构和土体共同作用的计算提供了有效的计算模型。 2100433B

声子晶体作为一种新概念、新声学功能材料，其在弹性波范围内的禁带结构和声波局域性具有重要的理论和应用价值。通过对其结构和缺陷的设计，可人为调控弹性波的传播。压电型声子晶体是由压电材料嵌入聚合物基底构成的声子晶体型复合材料，它集合了声子晶体和压电聚合物两者的特性。压电型声子晶体的出现给压电换能器的制作带来了全新的振子结构和设计理念。由此产生的声子晶体型压电换能器在医学诊疗和高清超声成像等方面有着广泛的应用前景。本项目以申请人近年有关压电型声子晶体的工作为基础，运用声子晶体的理论和研究方法来分析声子晶体型压电振子中声传播的特性和振动模式，并通过对压电型声子晶体结构和缺陷的设计，研究声禁带和声波局域性对于换能器寄生振动模式的抑制作用。同时进行PZT 聚合物构成的声子晶体型压电振子样品的设计、加工和测试工作。

高架桥，即跨线桥，一种桥梁。尤指搁在一系列狭窄钢筋混凝土或圬工拱上，具有高支撑的塔或支柱，跨过山谷、河流、道路或其他低处障碍物的桥梁。城市发展后，交通拥挤，建筑物密集，而街道又难于拓宽，采用这种桥可以疏散交通密度，提高运输效率。此外，在城市间的高速公路或铁路，为避免和其他线路平面交叉、节省用地、减少路基沉陷（某些地区），也可不用路堤，而采用这种桥。高架桥不仅仅指实物桥梁也被比喻着困难，挫折等等。

这种桥因受既有建筑物限制和线路要求，每多弯桥和坡桥。为了美观，可用板式结构，板的厚度可以是不变的，或只有沿横桥方向是变化的，也有做成菌状结构的。跨度较大时，常作成肋式或箱形截面（见实腹梁桥）。 城市高架线路桥的桥墩布置和形式好坏。

高架线路桥的上部结构，一般多采用简支梁或连续梁（或刚架），悬臂梁较为少见。用简支梁时，为保证桥面行车平顺，常做成桥面连续的简支梁。如连续梁和墩顶刚接，便成为连续刚架桥。桥的跨度不大时.箱形截面的两侧伸出桥面板以扩大桥面，其下用窄墩，形成“脊骨式”的结构，特别是在曲线桥中，较为美观、实用、经济，很受欢迎。

槽形梁：桥梁建筑高度低，便于城市道路间立体交叉，压低线路标高，节约总投资；且两侧主梁可兼起防噪屏作用，景观程度很好。但需布置多向预应力钢筋。施工复杂，进度慢，造价较高，且设计、施工经验少。

板梁：桥梁建筑高度较低，每线采用两片或四片空心板梁，受力清晰，设计、施工经验相当成熟。但各片板梁间铰接，整体受力性差；经济跨度一般在16～20 m，较小，景观性差；梁高较低，相应刚度较小，梁部后期收缩徐变较大，不利于轨道交通线路轨道调高要求；按常规预制、吊装施工时，也只能用于20 m以下的小跨度。

箱梁：桥梁建筑高度适中，工程量较省；适用性好，既可作为区间标准地段，也可用于曲线、变宽、出岔地段；整体受力性好；外观线型流畅、美观；设计、施工程数量为：混凝土，0151立方米；预应力钢筋，31kg；钢筋，经验成熟，对的传统的现浇法施工积累有丰富的经验。

利用大量软土盾构隧道的现场实测资料，分析隧道纵向变形规律及机理；利用室内相似模拟实验，建立土体与隧道结构共同作用的纵向变形性态模型；借助反分析原理，求解纵向不同土性的地基反力系统以及管片结构环纵向接头力学参数；分析不同土性、纵向变形及不同接头形式对隧道结构内力的影响及范围，提出隧道纵向设计的系统方法，完善隧道设计规范。 2100433B