基于殘余力向量法的高樁碼頭基樁損傷診斷研究.pdf

1、在港口碼頭工程中,高樁碼頭是主要的應(yīng)用結(jié)構(gòu)型式之一,在船舶停靠碼頭時(shí)的撞擊力、岸坡的變形變位、使用荷載等一些外荷載的作用下,髙樁碼頭基樁出現(xiàn)損傷的問(wèn)題普遍存在。髙樁碼頭基樁對(duì)髙樁碼頭的安全性以及穩(wěn)定性起著很重要的作用,它是支撐髙樁碼頭上部結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件。從查閱的相關(guān)文獻(xiàn)來(lái)看,對(duì)于有上部結(jié)構(gòu)的髙樁碼頭基樁損傷診斷研究,目前國(guó)內(nèi)外的研究成果還很少,甚至還沒(méi)有提出一種實(shí)用可行的診斷方法。因此,基于動(dòng)力的高樁碼頭基樁損傷診斷是一個(gè)新的值得研

2、究的方向。本文運(yùn)用物理模型模態(tài)試驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬技術(shù),以天津港某高樁碼頭結(jié)構(gòu)段為基礎(chǔ),開(kāi)展基于隨機(jī)子空間法(SSI)的高樁碼頭模態(tài)識(shí)別和基于殘余力向量法的高樁碼頭基樁理論方法研究。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　一、對(duì)髙樁碼頭基樁的損傷診斷方法進(jìn)行了綜述,介紹了幾種可能應(yīng)用于高樁碼頭基樁的損傷診斷方法,分析了基于動(dòng)力的結(jié)構(gòu)損傷診斷技術(shù)現(xiàn)狀及其局限性,并對(duì)該領(lǐng)域的研究進(jìn)行了展望。
　　二、依據(jù)天津港某泊位結(jié)構(gòu)段的物理模型,

3、建立基于Ansys的有限元數(shù)學(xué)模型,對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析,獲取模型基本模態(tài)參數(shù)(頻率、振型)。并對(duì)髙樁碼頭物理模型進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn)研究,將有限元模型提取的模態(tài)參數(shù)與基于隨機(jī)子空間法(SSI)的模態(tài)識(shí)別程序計(jì)算出物理模型的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比。分析結(jié)果表明:兩種方法得到的模態(tài)參數(shù)比較接近,誤差較小,證明建立有限元模型的方法是準(zhǔn)確可靠的。
　　三、根據(jù)振動(dòng)微分方程詳細(xì)推導(dǎo)了殘余力向量的表達(dá)式,并定義殘余力向量為結(jié)構(gòu)的損傷指標(biāo)。以一單樁為研究