深水海底管道J型铺设塔设计研究

随着全球深水油气资源的开发,J型铺管法已经成为深水和超深水海底管道铺设的重要方式。针对目标母船提出两种J型铺管塔的概念设计方案,并进行了铺管效率及经济性的对比分析,进一步对J型铺管关键设备进行了结构设计及安全性分析。此项工作对促进我国J型铺设系统的开发有积极地推动作用。     

水平定向穿越大口径管道起吊仿真分析

水平定向穿越管道起吊过程中,管道的吊点位置决定管道入土角度,如果入土角度偏大或者偏小,都可能导致管道在入土时发生卡管或瘪管事故。通过对管道起吊过程中入土角度、吊点位置对管道应力的影响进行仿真分析,得到：吊点2与管道前端相距10 m,入土角为10°时,两吊点的许用间距为22～28 m;入土角为12°时,两吊点的许用间距为28～36 m;入土角为14°时,两吊点的许用间距为30～36 m,此时管道起吊过程中,管道处于安全状态。当入土角度超过16°时,管道应力超出了管道的屈服应力,因此管道入土角度不宜超过16°。     

海底水平管线回流区水流特性研究

针对管线绕流剪切层区的水流特征,利用射流分析的类似方法,通过简化控制方程,从理论上探讨了剪切层区的时均速度分布规律。物理试验中采用ADV测速仪对回流区流场进行了测量,对各流区流速和紊动强度变化趋势进行了讨论,并将试验结果与理论推导进行对比,二者基本吻合,为进一步研究海底管线防护措施提供了理论依据。     

多点支撑托管架支撑下的海洋管道铺设中的静力分析

本文以实际工程中点支撑托管架支撑下的海洋管道为分析对象,采用Ｂ样条函数分段拟合了从张紧器到海床间整段管道在铺设时的空间曲线,利用样条函数配点法求解管道的平衡微分方程,得到了管道在铺设过程中所必须的数据。本方法适用性好,理论简明,求解快,精度高。     

长输管道悬索跨越结构抗震性能的试验研究

本文以一实际长输管道悬索桥跨越工程为原型,制作了缩尺比例为1：8的试验模型,对试验模型的模态、抗震性能进行了白噪声和不同强度的El Centro波输入下的试验研究以及有限元分析。试验结果表明：试验模型的自振频率随地震强度的增加而降低,最大降低20％;试验模型的最大地震反应为塔架顶部的纵向振动,加速度达1．75g,折合原型为1．62g,动力放大系数为5．47。管道的地震反应以横向振动为主,最大加速度达1．21g,折合原型结构为1．12g,动力放大系数为2．63。试验过程中,输入的最大横向和竖向地震反应加速度折合原型均超过0．4g,但模型构件未发生破损,结构体系保持稳定,表明悬索跨越结构具有抗御地震烈度9度而保持使用功能的能力。不同强度的地震动作用下,钢索与管道的内力分配改变,钢索具有调节结构体系构件受力的重要机能,有限元分析结果与试验结果比较吻合。     

单重保温海底管线层间抗剪能力的室内全比尺试验研究

单重保温管较传统的双重管中管结构具有很多优势。铺设单重管最容易出现的问题是由于张紧器张力作用而导致单重管各层之间产生剪切力,如果抗剪能力不足产生相对滑移,就会出现拉脱现象,造成工程事故。以某依托工程采用的单重保温管为例,介绍了各层之间抗剪能力的室内全比尺试验方法,给出的试验结果可供设计参考。     

第三方活动冲击荷载作用下近海管道损伤机理及风险评估研究现状

平台坠物、船舶抛锚等第三方活动引起的冲击损伤是近海管道失效的主要原因,时刻威胁中国海洋油气开发系统的安全性。为保障近海油气管道安全运行,围绕冲击荷载作用下管道损伤及失效评估这一中心问题,从管道损伤机理研究、含冲击损伤管道安全评估、管道工程项目风险评估3个方面总结了国内外研究发展现状,明确了影响结构安全的关键问题,并对未来研究工作提出建议。挖沟埋深为管道防护冲击损伤的有效手段,土体强度是防护效果关键因素,应重点关注土体强度空间变异性问题;管道冲击损伤主要为平滑凹陷和弯折凹陷,对于后者应进一步确定其在内压荷载下的剩余强度及疲劳强度;风险评估中失效判据对于结果有显著影响,需构建考虑多种安全性评估准则的失效判据体系。     

隧道开挖对邻近地下管线的影响预测分析

隧道施工会引起周围土体移动,进而对邻近地下管线产生危害。采用Loganathan公式计算隧道开挖引起的管线平面处的土体竖向位移,对地下管线的受力模型进行简化,基于Winkler地基模型,推导出地下管线由于隧道开挖引起的弯矩和变形计算公式。通过相关算例的分析,与连续弹性解和Attwell解的计算结果进行了比较,研究结果表明,提出的方法可以很好地预估地下管线所受的弯矩。     

Comparative study of analytical and numerical evaluation of the dynamic response of buried pipelines to road-cut excavation blasting

ABSTRACT

This study develops a mathematical model of buried pipelines subjected to surface blast loading based on the theory of beam on elastic foundation. The Fourier transform, a mathematical formula that converts the time domain of the problem to the frequency domain, was used in order to solve a fourth-order non-homogeneous partial differential equation. Transforming the solution back to the time domain, the blast-induced Peak Particle Velocity (PPV) of the pipeline can be calculated. In addition to the mathematical model, a three-dimensional finite element model has been established, thereby drawing a comparison between analytical and numerical results. It can be concluded that the analytically calculated PPV values are found to be higher than the corresponding numerical values. Lastly, the safe distance from the pipeline to blast source and the maximum allowable ANFO explosive weight for two types of rock have been presented in the form of graphs by imposing a limit of 50 mm/s for PPV. This comparative study has investigated the effect of road-cut excavation blasting on pipelines buried under only two types of rock mass. However, it can be used for different types of rock and explosives, mainly thanks to the comprehensiveness of the analytical solution.     

地下管线普查成果的质量保证经验

地下管线普查作为城市建设信息化的一项重点工作正在全国全面展开.主要结合参与重庆市的城市综合地下管线普查的工作实践,谈谈在地下管线普查实施当中对质量保证的经验.