港工建筑物混凝土裂缝识别检测系统研究

目前港工建筑物裂缝识别检测仍以人力为主,常规仪器检测为辅,来实现一定频次的检测,效率低下且存在盲区。本文以港工建筑物混凝土裂缝为研究对象,基于图像处理技术与机器学习方法对裂缝图像识别进行深入研究,并基于Matlab设计软件界面实现裂缝识别的可视化,最后完成了裂缝检测实验室样机的制作,能够初步满足工程检测的需求。

探地雷达技术在港工建筑物检测中的应用

港工建筑物检测工作中通常遇到无图纸码头评估或者隐蔽工程隐患探测的难题,利用探地雷达电磁波在不同介质传播时表现为不同的特征的特点,能够推断港工建筑的结构型式或探测面层下方的隐患。根据现场应用效果,总结了主要探测目标体的雷达反应图像。探地雷达技术在港工建筑物检测中具有的良好的推广价值。

钻孔法检测在役混凝土梁残余预应力技术研究

为保证码头作业的安全,利用钻孔法测量了某在役预应力轨道梁梁底测点处的混凝土应变。根据物理关系计算了梁底现存应力,当检测出现应变片粘贴角度发生偏差时,采用修正系数的方法对采集到的应变计算梁底现存应力,取梁底应力的平均值。建立了考虑钢筋应力输出和混凝土压应力的有限元模型。根据有限元分析的结果,通过线性回归方法建立钢筋应力和梁底中心混凝土压应力的关系,计算出在役混凝土轨道梁的残余预应力,并与按规范法计算出的残余预应力进行比较。比较分析结果表明测量结果合理有效,具有较好的适用性和实用性。

高桩码头船舶撞损修复加固技术研究

文中针对高桩码头船舶撞损案例进行现场检测,根据检测结果提出补打灌注桩的加固方法。针对码头撞损后基桩缺失导致码头面无法进行施工的特点,提出采用临时支撑钢桩结构来确保码头修复施工的安全作业。同时采用有限元软件ANSYS对采用的加固方法进行安全性评估,评估结果表明加固后的结构满足码头安全运营的要求。

环境激励下高桩码头物理模型模态实验

建立高桩码头物理模型,进行环境激励下的模态实验研究。利用特征系统实现算法(eigensystem realization algorithm,简称ERA),结合自然激励技术(natural excitation technique,简称NExT),即NExT-ERA模态识别方法编写模态识别程序来识别物理模型的模态参数,并与有限元模型的计算结果进行对比分析。研究结果表明,物理模型实验值与有限元计算结果相比,二者数值接近,误差很小,说明NExT-ERA模态识别方法能够应用于环境激励下高桩码头的模态识别。环境载荷激励下结构的动力响应信号较弱,结构的高阶模态一般无法激出,某些数据识别出的模态参数存在"漏阶"现象,因此结合有限元模型进行分析非常必要。

老旧高桩码头升级改造技术研究

我国港口在经过大规模建设期后,存在大量的老旧高桩码头。文章结合实际工程,研究老旧高桩码头升级改造技术,并对依托工程进行升级改造方案设计。通过对改造方案进行数值分析可知,改造后码头能够满足安全性要求,且改造方案可以使新老结构协调工作,保证码头结构的受力合理和变形协调。

下部出料振冲碎石桩在某工程中的应用

结合工程实例,介绍了水下超软土地基下部出料振冲碎石桩工艺的施工设备及流程,详细介绍了施工控制参数及成孔成桩施工方法。通过现场对比试验,对桩体进行重型动力触探检测,结果表明该工艺成桩桩体密实度、均匀性较常规孔口填料振冲碎石桩均有明显提高,成桩质量满足要求,解决了常规振冲碎石桩在超软土地基中难以下料的问题,拓宽了振冲碎石桩的适用范围。

基于阳极梯传感器的新建高桩码头结构耐久性监测与自动控制技术研究

近年来,基础设施结构健康监测技术受到了广泛关注。但目前针对沿海港口高桩码头结构耐久性自动化监测技术的研究较少。由于阳极梯传感器具有体积小、耐久性好、寿命长等优点,文章设计并实现了基于阳极梯传感器的天津港南疆27#通用码头工程的结构耐久性监测系统。该系统可实现钢筋混凝土结构耐久性监测,为高桩码头钢筋锈蚀状况监测提供了一种先进的技术手段。耐久性监测系统布设时,在码头前承台和后承台的钢筋混凝土构件中共安装了2个阳极梯传感器,并进行了连续18个月的数据监测,各传感器数据信号良好,由此表明传感器布设方法是合适的,监测系统适合沿海港口高桩码头结构耐久性的连续、原型监测。天津港南疆27#通用码头工程结构耐久性监测系统的部署是沿海港口码头结构耐久性监测系统应用的典型案例,也表明结构耐久性监测系统在沿海港口码头钢筋锈蚀状态监测应用方面的巨大潜力,该研究可为沿海港口高桩码头结构耐久性监测系统的布设提供技术参考。

高桩码头基桩动力损伤诊断方法研究综述

文章对传统的基桩检测的主要方法及其存在的局限性进行了综述,并对可能用于基桩损伤诊断的模态参数法、基于频响函数变化的损伤诊断法、模型修正法、神经网络法、遗传算法、小波分析法、残余力向量法进行探讨。最后对基桩损伤诊断领域的一些研究方向进行了展望。

降水联合强夯加固吹填粉土地基现场试验研究

结合潍坊港某吹填土地基处理工程,分析了降水联合强夯过程中孔隙水压力及沉降变化特点,并结合加固前后标准贯入试验和平板载荷试验对降水强夯加固效果进行了对比分析。试验结果表明:每遍点夯均能产生较大的沉降,且最大累计沉降量与夯击能大小成正比;每遍点夯后超孔隙水压力消散较快,且超静孔隙水压力均在1～2 d内消散90%以上。通过现场检测表明:加固后地面下7. 0 m深度范围的标密实度显著增大,地基承载力得到了较大的提高,加固效果良好。

风暴潮浪与深水结构物相互作用研究综述

文章综合阐述了国内外关于风暴潮数值模拟的研究现状、深水结构的主要结构型式以及风暴潮浪与深水结构物相互作用的计算方法等,为风暴潮浪作用下深水结构的安全性计算研究提供参考。

钻孔法检测残余应力技术中有关参数的数值计算分析

通过建立有限元数值模型,分别模拟了钻孔前后两种不同状态下应力应变分布情况。经比较计算出钻孔后的梁底混凝土表面轴线上各节点的轴向应变,并结合相关理论,计算出钻孔前梁底中心节点应力的理论值,从而找出与梁底中心节点实际施加应力的吻合点。根据节点理论值与实际施加应力的吻合情况,结合应变测量机理,最终确定最佳孔径、孔深和最佳粘贴应变片位置等参数。

基于自互功率谱法的高桩码头物理模型模态参数识别研究

阐述了自互功率谱法识别结构模态参数的理论依据,以某港高桩码头为原型,有机玻璃为原材料建立物理模型进行模态试验。介绍了高桩码头物理模型模态试验方法。采用自功率谱、互功率谱和相干函数分析,识别了高桩码头物理模型前4阶固有频率和阻尼比。同时运用有限元软件ANSYS分析得到相应的固有频率,试验数据与ANSYS分析结果的对比表明,2种方法所得结果比较接近。

防波堤智能巡检技术与应用

以中国东部沿海某防波堤为依托工程,其建成后多次受到风暴潮破坏,修复后仍出现继续破坏的情况,为全面评估现状,开展了智能巡检工作。防波堤水上可见工程利用无人机航拍技术,水下隐蔽工程利用无人艇搭载多波束声呐测量水深,测量获得的点云数据融合处理后建立防波堤三维可视模型,并提取现状断面与设计对比研判防波堤破坏程度与破坏原因。该防波堤水下坡面多处受损,坡面形态与设计断面存在一定差异,水下扭工字块断肢、扭王字块滑落现象较多,结合分析得出超出设计标准的自然灾害是造成该防波堤频繁破坏的主要原因。

高桩码头基桩竖向承载力原型试验研究

单桩承载力的检测已有较多成熟的方法。高桩码头的基桩作为整个高桩码头体系的一部分,上部存在复杂的结构,对于此类结构型式,现阶段尚没有有效的方法检测其承载力。结合实际工程,提出区域堆载法检测高桩码头现役基桩承载力的技术,该方法不破坏码头现有的结构。现场进行高桩码头基桩承载力原型试验,在分级荷载作用下测试码头整体变形变位、基桩沉降、结构构件应变等。同时建立数值模型,对高桩码头基桩承载力进行计算分析,利用试验结果对数值模型进行修正,用修正后的数学模型对原型试验的全过程进行数值模拟,对比分析数值计算与试验结果表明,两者吻合较好。经综合分析,最终确定高桩码头基桩的竖向承载力可以达到1 400kN,码头结构处于安全状态,其结果为码头改造的方案设计提供了试验依据。

环境激励下高桩码头模态参数识别及损伤诊断

高桩码头在长期使用过程中结构损伤是普遍存在的问题,有效检测结构损伤特别是隐蔽性部位对保证码头安全运营具有重要作用。利用NExT-ERA模态参数识别算法和模态应变能损伤定位原理,编制模态参数识别和损伤诊断程序。通过数值算例分析,验证环境激励下高桩码头排架基于模态参数识别及模态应变能进行损伤诊断的可行性和准确性。研究结果表明:NExT-ERA模态识别方法能较精确识别出高桩码头排架的动力参数;模态应变能变化率作为损伤诊断指标对损伤单元有较强的敏感性,能够识别出高桩码头不同工况下的损伤。

地震模拟振动台试验模型相似设计中的材料弹性模量取值问题研究

为了提高结构地震模拟振动台试验的精度,采用常用模型材料的力学性能试验与规范计算理论分析相结合的方式,对混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟振动台试验模型相似关系设计中的材料弹性模量取值方法进行了系统研究,推荐了混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟相似关系设计中材料弹性模量的合理取值方法。试验与分析结果表明:模型材料弹性模量的试验值与原型材料弹性模量的规范值可能会存在较大差异,造成模型相似关系中的模型与原型弹性模量比过小,使振动台试验结果失真。因此,当混凝土结构振动台试验模型采用微粒混凝土或砂浆材料浇筑时,模型材料与原型混凝土材料的弹性模型应统一采用规范提供的拟合公式根据材料立方体抗压强度计算得到;当砌体结构振动台试验模型采用小型混凝土砌块制作时,模型材料弹性模量应采用规范拟合公式由材料试验确定的砌体抗压强度设计值计算得到;钢结构地震模拟相似关系中的弹性模量比可采用1.0。以上结论可为不同结构地震模拟振动台试验的模型相似关系设计提供理论依据。

有限元法在重力式码头安全性评估中的应用研究

在对重力式码头进行检测评估时,需要对码头的安全性进行验算分析。文章结合某实际工程,通过建立有限元模型,结合规范中的相关公式,计算分析了码头整体的抗滑稳定性、抗倾稳定性及基床应力。研究表明,有限元法与传统规范计算方法相比,计算过程更简便,计算结果也更精确。

船舶尾流冲刷作用下抛石基床块石稳定性计算方法研究

船舶尾流是导致重力式码头抛石基床冲刷破坏的重要因素之一,国内港口、海岸工程设计规范中未考虑船舶尾流作用对抛石基床块石稳定性的影响。文章通过总结、对比、分析国外船用螺旋桨射流流速分布研究成果,得到了螺旋桨射流流速分布规律,提出了船舶尾流冲刷作用下抛石基床块石稳定性计算方法,并利用该方法计算并分析了某重力式码头抛石基床块石的冲刷情况。计算结果表明:螺旋桨射流起始段和主体段的流速均可能对抛石基床块石产生冲刷影响,且主体段水流对块石稳定性影响更大,船用螺旋桨桨轴线距基床顶面高度2倍桨直径内的区域可作为船舶尾流冲刷影响区。

波浪循环荷载作用下软粘土软化机理研究综述

软粘土在波浪循环荷载作用下,会发生变形增加、强度降低的软化现象。软粘土软化特性的深入研究,对指导工程实践、科学预防工程事故,具有重要的学术价值和经济意义。文章依次对国内外关于波浪循环荷载作用下软粘土软化的研究进展、软粘土软化影响因素、软化机理以及现阶段常见的软化模型进行了阐述,并对防治软粘土软化的对策进行了探讨。