無損、快速的高樁碼頭樁基檢測方法是工程界的研究熱點.設(shè)計了高樁碼頭樁基動力損傷識別模型,通過有限元模擬計算和物理模型試驗研究模態(tài)柔度在高樁碼頭損傷識別中的適用性.研究結(jié)果表明:1)在有限元模擬中模態(tài)柔度可準確識別損傷所處位置,損傷程度越大模態(tài)柔度變化越大,模態(tài)柔度變化量可定性反映結(jié)構(gòu)損傷程度.2)基于試驗振型得到的模態(tài)柔度可反映損傷位置,但由于測試噪聲和試驗誤差的存在,損傷識別效果沒有基于數(shù)值模擬計算理想,且不能反映損傷程度.高樁碼頭樁基模態(tài)柔度損傷識別的廣泛應(yīng)用還需要動力測試技術(shù)和模態(tài)分析技術(shù)的進一步發(fā)展. 

【文章來源】：水運工程. 2020,(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

高樁碼頭模型振型

將完好工況的前兩階頻率值及振型值代入式(3)，計算完好工況下各節(jié)點模態(tài)柔度;將各損傷工況下的前兩階頻率值及振型值代入式(4)，計算完好工況下各節(jié)點模態(tài)柔度;通過式(5)計算4個工況下的模態(tài)柔度差，結(jié)果見圖4。從圖4可以看出:模態(tài)柔度較好地識別了樁基的損傷位置，變化量在損傷位置有“尖峰”出現(xiàn)。模態(tài)柔度橫坐標為節(jié)點編號，5號、6號節(jié)點為2號樁5號段的兩個端點，2號樁5號段損傷時5號節(jié)點模態(tài)柔度變化量最大，6號節(jié)點次之，這是由于5號節(jié)點主振型振幅比6號節(jié)點大，因此在損傷后5號節(jié)點的振型變化量及其衍生出來的模態(tài)柔度變化量大于6號節(jié)點，由5號節(jié)點和6號節(jié)點為所有節(jié)點中模態(tài)柔度變換量最大節(jié)點，可判斷2號樁基5號段損傷;同樣，19號、20號節(jié)點為3號樁第19段的兩個端點，根據(jù)模態(tài)柔度變化情況可判斷19號段損傷;還可以看出損傷程度越大模態(tài)柔度變化量越大，模態(tài)柔度變化量可定性反映結(jié)構(gòu)損傷程度。3 基于動力試驗的模態(tài)柔度損傷識別

高樁碼頭物理模型幾何尺寸、樁身分段及節(jié)點編號與有限元模型相同。結(jié)構(gòu)分段上部橫梁、縱梁、面板采用C60混凝土澆筑，樁身采用Q235鋼管樁，鋼管樁底部用10 cm混凝土固定，底部混凝土固結(jié)在地面上。試驗?zāi)Ｐ鸵妶D5，樁身損傷通過減小樁身截面尺寸實現(xiàn)。動力測試采集設(shè)備采用DH5920動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)，單通道采樣頻率1 k Hz;拾振器采用YD-186型壓電式加速度傳感器，傳感器頻響范圍0.2～6.0 k Hz，靈敏度(10’0.03) m V?ms2。在1～28號節(jié)點上布置26個傳感器(樁身最下面節(jié)點14號節(jié)點和28節(jié)點未布置加速度傳感器)，樁身傳感器布置見圖6。模態(tài)測試通過用橡皮錘隨機敲擊碼頭不同位置來采集樁身加速度時程響應(yīng)。圖6 2號樁身加速度傳感器布置

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于動力特性的高樁碼頭基樁損傷識別方法及承載力檢測技術(shù)研究[D]. 孫熙平.天津大學(xué) 2013
[2]橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別的動力指紋方法研究[D]. 冉志紅.西南交通大學(xué) 2007



本文編號：3500239