高樁碼頭模態(tài)參數(shù)識別技術(shù)研究與有限元模型修正.pdf

1、高樁碼頭是用系列長樁打入軟土地基形成樁基礎,以承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單,能承受較大荷載,材料用量少,適用于軟土層較厚的淤泥質(zhì)海岸。但是高樁碼頭的耐久性相對于其他碼頭結(jié)構(gòu)形式差,碼頭構(gòu)件易破壞,摔壞后不易修復,抗震性能較差。目前現(xiàn)有的碼頭結(jié)構(gòu)檢測方法主要有人工探視法、破損法和無損檢測法。人工探視法費時費力難于發(fā)現(xiàn)隱患,如水下部分結(jié)構(gòu)和土體中部分結(jié)構(gòu);基于振動測試的動態(tài)檢測方法是一種有效的無損檢測方法,它既能在實驗室實現(xiàn),

2、也能應用于實際工程中,并且不影響結(jié)構(gòu)的正常使用,能對結(jié)構(gòu)隱蔽部位進行檢測及損傷診斷。如何識別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)是進行結(jié)構(gòu)無損動態(tài)檢測的基礎。本文主要的工作有以下兩個方面:
　　 1、闡述了未知下識別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的功率譜峰值法理論,以某港高樁碼頭為原型采用鋼筋混凝土為原材料建立大型高樁碼頭物理模型進行模態(tài)試驗。在不同工況下僅利用結(jié)構(gòu)輸出響應分析在MATLAB下編程得到時域數(shù)據(jù)的自功率譜、互功率譜、相干函數(shù)和互譜相位,從而識別了高樁碼頭

3、結(jié)構(gòu)模型的前2階固有頻率。采用ANSYS建立高樁碼頭物理模型的考慮樁土相互作用的有限元計算模型。將計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比,兩者相差不大,有限元模型建立正確。
　　 2、利用高樁碼頭物理模型振動測試結(jié)果對結(jié)構(gòu)有限元模型的修正。以結(jié)構(gòu)特征靈敏度分析為基礎進行了基于優(yōu)化理論的有限元模型修正。修正采用了零階優(yōu)化和一階優(yōu)化算法,對比兩種優(yōu)化算法,一階優(yōu)化算法精確度略高,但計算時間遠超過零階算法。建立合理的初始有限元模型是模型修正的關(guān)鍵,所