基于悬臂梁模型的管道矫直理论及有限元分析

海底管道的卷管铺设过程涉及多次正向和反向弯曲,并会产生较大的塑性变形。在铺设入水前,管道必须进行矫直处理,因此如何准确预测矫直过程中管道的力学响应以及如何对矫直器进行合理的设置具有重要意义。针对中国首艘卷管式铺管船“深达号”的矫直装置设计与典型工况,建立了一种基于悬臂梁的力学理论模型。该模型综合考虑了铺设过程中退卷和矫直的加载历程、管道材料的弹塑性特性以及校准器和上、下矫直器的相对位置关系。模型能实现对反弯半径及矫直器姿态等关键参数的计算。建立有限元分析模型,对理论模型进行验证并对管道矫直过程进行数值分析。结果表明理论模型可以准确预测管道矫直所需反弯半径、矫直器侧向行程以及倾角等参数。在管道矫直过程中,上矫直器处的作用载荷远大于下矫直器处。所提出的矫直理论模型可适用于不同尺寸管道的矫直分析,矫直后残余曲率满足DNV规范要求,预期可为“深达号”的实际矫直工艺设计提供指导。     

地震断层作用下的埋地管道等效分析模型

地震作用下,活动断层附近的埋地管道易发生强度屈服、局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,建立准确、高效的埋地管道在断层作用下的计算模型,对管道的抗震设计和震后安全状态评估具有重要的实用价值。本文采用非线性弹簧模拟远离断层处埋地管道的反应,基于管土之间小变形段管道处于强化阶段,提出一种改进的管土等效分析模型,进一步减小了管土之间大变形段的分析长度,从而提高了有限元分析效率。该模型采用ALA推荐的方法计算管土间的滑动摩擦力,可以考虑土体种类的影响;用Kennedy方法确定管道的计算长度。通过与精确模型比较,验证了管土等效模型的合理性和有效性。     

Response analysis of buried pipelines crossing fault due to overlying soil rupture

A 3-D soil-pipe nonlinear finite element model with contact element is suggested and the influences of the rupture mode, thickness and rigidity of overlying soil on the response of buried pipeline are analyzed. The numerical results show that the soil rupture mode determines the location of the large deformation or failure of the pipeline, and the plastic deformation of the pipeline occurs at the zone where the plastic deformation or rupture of the overlying soil appears. When the fault dip angle on bedrock...     

非开挖顶杆—扩孔铺管技术中顶杆力的确定

论述了非开挖顶杆－扩孔铺管施工技术中顶杆力的计算问题,成功地应用这一理论指导了工程实践。     

用水平定向钻进铺设重力污水管道

水平定向钻进（ＨＤＤ）主要用于燃气管道、自来水管道、压力排水管道和电力／电信管线等的铺设。由于受到水平定向钻进精度的限制,在重力污水管道的铺设中一直未得到应用。本文论述了加拿大利用水平定向是方法铺设重力污水管道的可行性。     

基于WebGIS的南海区海底电缆管道信息管理系统设计与开发

为促进我国海底电缆管道工程建设的高质量发展,文章基于相关业务需求和框架技术,设计与开发南海区海底电缆管道信息管理系统。研究结果表明：南海区海底电缆管道信息管理系统主要包括项目审批、项目监管、数据管理、综合展示、统计分析和后台管理6个模块,实现海底电缆管道审批流程标准化、审批过程信息化、线上和线下监管一体化、空间数据可视...     

地埋非圆形管道与土相互作用的分析计算

对地埋箱形涵道和蛋形管道结构的设计计算,现行的方法是给定作用荷载值和分布,按结构力学方法求解。实际上作用于管道上荷载是随管土的相对刚度而变化的。为此,采用管土相互作用的Winkler模型和传递矩阵法,提出地埋箱形和蛋形管道结构计算的新方法。通过对箱形和蛋形管道与土相互作用的分析计算表明,即使是“刚性”的箱形管道也应考虑与土的相互作用。最后讨论了模型参数、埋深以及管道结构尺寸的变化对管道受力与变形的影响,说明了考虑地埋管道与土的相互作用,对地埋箱形和蛋形管道结构的设计计算才更符合实际。     

顶管施工中管道受力性能的现场试验研究

对顶进过程中管道纵向与环向钢筋应力及管土接触压力进行了现场测试。实测数据分析表明,管节开始顶进时轴力随顶进距离增大而增大,顶进到一定距离后,基本维持在一定范围内。管顶和管底的内侧钢筋受拉,外侧钢筋受压;管节两侧的内侧钢筋受压,外侧受拉。钢筋混凝土管道可看作柔性管道。环向钢筋受力很小,但变动较大。管土接触压力随管道的顶进一开始缓慢上升,到一定距离后基本保持在一定范围内。注浆对管顶接触压力影响较大,注浆后压力明显减小,可取为上覆土重;对左右两侧接触压力影响较小。注浆前左右两侧跟管顶压力相差不大,注浆后则要明显大于管顶压力。     

受落物荷载作用海底管道保护的风险评估

海洋工程具有很高的风险,一旦发生恶性事故,就会导致巨大的环境污染和经济损失。尤其是作为海洋石油工程生命线的海底管道,其风险应努力降至最低。然而,货物坠落等事故是不可能避免的。由于受很多不确定性因素的影响,受落物荷载作用管道保护的风险评估课题是很复杂的。文中介绍了风险评估方法。首先讨论了几种确定风险接受准则的方法,它是整个风险分析的基础。接下来从整体角度对风险评估方法进行了解释。最后结合渤海油田某平台设计中的一个工程算例,详细给出了风险评估的具体计算过程,可用此计算方法来解决渤海油田中类似的问题。