有/无固定墩跨越管道的内力和变形比较

考虑几何非线性,导出了有固定墩跨越管道的内力和挠度计算公式,并从中推荐了简单实用的计算式,通过比较有／无固定墩跨越管道的内力和挠度,得出结论：固定墩减小了管道的挠度、轴向拉力及当量轴向拉力,增大了轴向压力及应量轴向压力;当当量轴向力为压力／拉力时,无固定墩跨越管道的最大弯矩大于／小于有固定墩时的值;有固定墩跨越的管道嵌固端的弯矩与跨中的弯矩相比,绝对值大,无固定墩跨越管道的两者大小关系主要取决于     

横向滑坡过程中管道的内力和变形计算

将滑坡体中的管道简化成大挠度的梁,将滑坡体外管道看作半无限长的梁或杆,考虑管梁的几何非线性、滑坡体外土壤的纵向抗力的物理非线性以及管道的内压和温差作用,基于滑坡体内外管道内力和变形的连续性,推导得出了在当量轴向力为拉力或压力两种情况下管道的内力和位移的有关计算式,提出了当量轴力为拉力或压力的判别式。横向滑坡中埋地管道的位移和内力计算最终归结于两个非线性方程的求解,可用牛顿迭代法或作图法解之。提供了     

基于CAESARⅡ的埋地热油管道应力计算

对于埋地管道,土壤和管道的相互作用是管道应力分析的重要组成部分,研究管道周围土壤的力学特性至关重要。基于CAESARⅡ应力软件建立了合理的埋地热油管道应力分析模型并进行数值计算,分析了操作温度与安装温度差值、管道埋深、土壤内摩擦角等参数对管道局部推力和位移的影响。研究表明:管道内外温差、埋深及土壤内摩擦角对埋地管道地上和地下部分的应力、位移、固定墩推力的大小和方向影响较大,设计时必须对土壤参数进行准确界定,以期达到理想效果。     

埋地管道弹性敷设竖转角临界值的计算

对埋地油气管道弹性敷设计算公式中的竖向转角进行了分析，提出了在曲率半径一定的条件下，存在一个临界值，对该临界值进行了求解，得出了新化计算公式。由于该临界值在分别用于油，气管道时存在较大差异，为此对两部规范中的两种计算管道曲率半径的公式进行了比较，根据钢结构梁的挠性原理，推导出了适用于所有埋地钢质管道弹性敷设竖向转角临界值的简化计算公式，运用该算化的公式可以方便快捷地进行埋地管道的设计计算，计算结果满足工程要求。     

埋地管道弹性敷设竖向转角临界值的计算

对埋地油气管道弹性敷设计算公式中的竖向转角进行了分析，提出了在曲率半径一定的条件下，存在一个临界值，对该临界值进行了求解，得出了简化计算公式，由于该临界值在分别用于油、气管道时存在较大差异，为此对两部规范中的两种计算管道曲率半径的公式进行了比较，根据钢结构梁的挠性原理，推导出了适用于所有埋地钢质管道弹性敷设竖向转角临界值的简化计算公式，运用该简化计算公式可以方便快捷地进行埋地管道的设计计算，计算结果满足工程要求。     

液体输送管道的振动和稳定性问题

本文从理论上探讨了置于弹性基础上受轴向力的液体输送管道中流体诱导管体振动问题,导出了确定液体输送管道振动的频率方程式,讨论了管内流体和轴向力对液体输送管道的振动和稳定性的影响,给出了确定临界压力和流速的理论公式。     

地震裂缝错位使用时埋地管道的有限元分析

地震作用可引起地层沉陷，土壤液化，地层裂缝错位，对埋地管道有很大的破坏作用，为保障管道运行，必须开展管道抗震研究，使埋地管道能低御一定烈度的地震力。分析地震裂缝错位对埋地管道的作用，根据最小势能原理，推导出在地震裂缝缝错位作用下埋地管道的有限元方程，利用该方程可计算埋地管道在地震裂缝错位作用下的位移，内力及应力，并提供了计算实例。     

埋地管道轴向嵌固力对横向位移的影响

由于埋地管道安装铺设时的温度与运行时的温度不同而存在温度不同而存在而存在温差,因此管道受温差和土壤摩阻 的作用而产生轴嵌固力。轴向嵌固力对管道的横向位移有一定程度的影响,但在具体计算时往往被忽略。     

埋地管道停输水热耦合土壤温度场数值计算

考虑水分迁移、冰水相变的影响,采用热传导模型和水热耦合模型对埋地热油管道停输过程中土壤温度场的变化进行数值计算,得到了不同时刻土壤温度场的变化规律和管内原油轴向温降曲线。研究表明:热油管道停输后,由水热耦合模型和热传导模型计算的管道轴向温降和空间径向不同位置土壤温度差异较大,前者计算得到的温度场明显高于后者的计算结果,而轴向温降速率前者明显低于后者;且随着停输时间的延长,水热耦合模型得到的土壤温度场等值线几乎呈中心对称的椭圆形分布,等温线移动相对较慢。水分迁移和冰水相变对埋地管道非稳态传热影响较大,计算时不可忽略。     

热应力及外压影响下长输管道固定墩推力有限元计算分析

建立固定墩附近直管线热应力及结构力学模型,根据西气东输二线的现场资料,应用Ansys有限元分析软件,计算管道在上覆压力、管道内输气压力及管线内温度作用,管线在固定墩处的应力及应变的大小,分析热应力及外压管线应力及固定墩推力的大小分布。结果表明,管道在地层均匀地应力变化不大及管道正常输送油气时,外挤载荷作用对管线的应力影响较小;管线内温度变化时,造成管线产生了较大的热应力及并在固定墩处产生较大的推力;在弯头附近直管应布置固定墩外,在直管段可以按照一定的距离布置固定墩,以减小管线局部集中应力及轴向变形位移。     

涩宁兰管道八盘峡黄河悬索跨越的设计

涩宁兰管道八盘峡黄河悬索跨越是大型管道跨越,其跨度居大管径管桥之首,且跨越段水深流急,工程设计及施工难度较大。针对设计方案选定、结构计算、主材选用及工程实施方案等问题,进行了大量的设计调研,经多方案比选,最终确定采用悬索结构形式。介绍了八盘峡黄河悬索跨越的设计过程,设计经验可供同类型管道跨越设计时参考。     

滩海埋地管道变形相似试验与抗漂浮数值计算

研究滩海天然气管道的变形规律和抗漂浮问题,可为该方面设计和计算提供参考依据,对保障管道安全运行有着重要意义。设计了滩海埋地天然气管道变形相似试验,模拟了在预定工况下滩海管道的变形过程,并采用有限元软件ANSYS计算了相同工况下的管道与土体的受力变形结果,与试验结果进行了对比,从而提出了一套关于滩海管道抗漂浮计算的有限元计算方法。采用ANSYS对实际工程管道的抗漂浮计算结果表明：在管道模型两端约束区,局部应力集中现象比较严重;远离约束区的管道各截面变形趋于一致,属于平面应变问题;随着管道埋深的减小,受浮力作用段管道的y向位移加速增大。（图13,表3,参12）     

组合管拱抗剪刚度的近似计算

组合拱式管桥是一种合理的中型管道跨越型式，分析其结构的稳定，则应首先确定这拱的剪刚度。推导其抗剪刚度时，首先要确定杵梁的剪切位移及抗剪刚度。由于组合 合管拱一般为坦拱，其杵梁的抗剪刚度一般不受拱轴线曲率的影响，按直线杵梁处理。在管道跨越工程中，常用三角形截面组合管拱，由三角形截面杵梁的受力分析图，分析推导出其抗剪刚度。利用相似原理也推出了梯形、菱形截面桁梁的抗剪刚度计算式。所述分析方法可推广到其它     

铁矿浆管道大中型跨越工程地质勘察方法

尖山铁矿－－太钢矿浆输送管道是国内最长的铁矿浆输送管道。无论是工程地质勘察、管道设计还是施工建设，在我国同长度各类管道中其难度都是最大的。对该管道大中型跨越工程中的支墩及斜拉索跨越段、悬索跨越段的工程地质勘察方法进行了论述，对各支墩及斜拉索跨越段卵石地段中所夹饱和砂土的液化判别简捷灵活。对各悬索跨越段隧洞口岩壁边坡的稳定性进行了分析，同时对区域地应力场、悬索跨越岩固墩抗力体的边界与受力条件提出了见     

埋地油气管道弯头的强度计算

通过理论分析导出了埋地弯头附加弯矩的新计算公式,其推导依据是:“弹性抗弯铰”假设,不考虑弯头受到的土壤抗力,但考虑弯头承受的内压;土壤对直管道纵向位移的抗力与纵向位移的关系为双线性,即考虑弹性工作段和极限平衡段(塑性工作段);土壤对直管道横向位移的抗力满足Winkler假定;将弯头两端的直管看作半无限长的梁或杆;同时考虑温差和内压对管道位移的影响。将新公式的计算结果与有关油气管道设计规范推荐公式的计算结果进行了比较。讨论了弯头的强度验算方法和管土相互作用参数的确定方法。推荐了实用的埋地弯头强度设计计算公式。     

One-Pass水下管道检测系统在定向钻穿越管段中的优化应用

为保证穿越河流管段的正常运行,需要定期检测管道埋深。针对定向钻穿越大埋深管道检测过程中电磁信号不稳定导致检测结果不准确的问题,通过改变不同埋深穿越管段的电磁信号校准方法,对One-Pass水下管道检测系统进行优化,提高其在定向钻穿越管道检测中的检测精度。结果表明:利用优化后的电磁信号校准数据计算得到的结果与实际情况的符合度更高,说明优化后的One-Pass检测系统能满足水深40 m范围内的定向钻穿越管道敷设状态检测要求。研究成果对定向钻大埋深穿越河流管段敷设状态检测具有指导作用,对保障穿越河流管段的安全运行具有重要意义。     

在役埋地热油管道低输量运行的经济研究

对在役埋地热油管道,当管道实际输量小于设计输量时,为妥善地解决管路沿线的能量消耗与能量供应之间的矛盾,研究一种经济上、技术上比较合理科学的运行方案,对于降低输油成本具有重要意义。建立了埋地热油管道经济计算数学模型,提出了采用方案比较法和TLNET软件相结合求解数学模型,确定了管道输量在小于设计输量下,使管道的运行费用为最小的经济运行方案,包括管道沿线运行的热泵站数、站内泵机组的组合方式、各站的进出站压力和温度、管道的小时运行费用、变频调速电机的转速及热站的热负荷等。进行了实例计算,通过与现场实际相比较,其结果令人满意。     

顺序输送管道的罐容量计算

针对油品顺序输送管道的罐容量计算问题,指出了苏联学者计算公式中的错误,通过分析和演义,归纳并给出了新的计算方法,新计算方法表明,在顺序输送循环中,不输送某种油品的持续时间段有两个(两端的油品除外),对应油品所需的储罐容量应按两段时间中较长的时间段考虑.实例计算表明,传统的罐容量计算结果明显偏大.     

管道金属蚀失量检测聚焦信号加载理论研究

针对瞬变电磁法(TEM)在埋地金属管道金属蚀失量检测中,由于每个检测点覆盖的管道距离较长,难以满足实际检测精度需求的现状,对磁场信号的聚焦加载技术进行研究.基于经颅脑刺激用磁聚焦线圈技术,设计了一种适用于埋地金属管道检测的线圈阵列,并利用遗传算法对线圈阵列的电流大小及相位进行优化,给出了线圈阵列在计算区域内的磁场分布和二维等高线图,数值计算结果表明:该线圈阵列在计算区域产生的磁场具有良好的聚焦功能,可用于埋地金属管道腐蚀检测.