研究港口起重机(简称港机)金属结构失效(指裂纹、稳定性)诊断、控 制和维修的技术，对港机结构运行状态预测、提高港机研发技术和港口设备管 理水平等都有较好的指导意义，并可以有效的推进港机制造商改变传统的设计 方法和港口设备维修制度改革。 港机结构的失效已经引起人们普遍关注，但如何诊断、控制与维修结构失 效仍是一个难题。所谓诊断就是如何预测(或确定)结构裂纹发生部位；控制 就是现有的缺陷在载荷作用下预测未来某一时刻发展情况，对结构的危害进行 评估控制；维修就是对含有缺陷的构件提出修复措施，使结构有效地恢复原有 的承载能力。本文以断裂力学、弹性力学、计算机科学为基础，探讨了能用于 工程实践的港机结构失效预防、控制与维修技术。 (1)根据港机结构的裂纹性质有选择地运用断裂力学理论和疲劳分析方法， 给出了港机金属结构疲劳裂纹预测原理和界限应力、临界裂纹概念，给港机结 构巡检部位、巡检周期的确定提供了理论依据； (2)运用板的稳定理论，探索了作为港机典型结构之一的薄壁箱型结构在 失稳破坏中所涉及到的初曲率问题、弹性模量问题、焊接残余应力问题以及支 承条件问题等，运用Marguerr大挠度理论，建立有初始几何缺陷薄壁箱型结构 屈曲前承载能力与几何缺陷关系。解释了港机结构失稳破坏的主要部位为门机 臂架结构； (3)探讨了焊接对结构的响应。认为由于焊接残余应力对金属结构静强度、 疲劳强度和结构稳定性的影响，载荷引起的应力是在残余应力之上的迭加，使 薄板在迭加后的压应力作用下，当达到稳定临界值时，板的局部将出现屈曲变 形而退出承载，导致金属结构的的整体失稳； (4)从改善(或消除)裂纹尖端应力集中和焊接材料及工艺的观点出发， 深刻地探讨了裂纹的维修理论和方法。实践证明：这种方法对裂纹维修具有一 定的优势和可靠性； (5)通过维修矩阵比较和评定不同裂纹维修方法的效果，对裂纹进行有效 的维修具有重要的参考价值。 本课题以2000型(轻型)岸边集装箱起重机(简称桥吊)为研究对象，通 过理论分析和管理测试结果，确定桥吊前大粱结构巡检周期和存在几何缺陷门 机臂架、桥吊门框等箱型结构屈曲前承载能力。 关键词：结构、裂纹、疲劳、几何缺陷、稳定性、维修、巡检周期