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     

无固定墩两端埋地跨越管道自振频率计算

考虑当量轴向力和吡邻埋地管道的影响，导出了计算无固定墩两端埋地跨越管道固有频率的特征方程。在评述已有的管道频率估算公式基础上，提出了新的估算公式。计算结果表明，主要由内压、温差引起的当量轴向力对频率有较大的影响，取消锚固墩大大降低了管道的固有频率。基于特征方程的计算值，较详细地讨论了频率估算公式的可靠性，认为当量轴向力为零或拉力时，估算公式有相当的精度；当量轴向力为压力时，估算公式的误差较大，此时     

等臂架空热力管道热胀位移分析

本文应用纵横弯曲梁理论,分析平面内等臂“L”形架空热力管道热胀位移与内力,及支架与管道间的摩擦力的计算问题,并采用双重迭代法将这一高度非线性问题转换为线性方程组的求解,从而获得了该问题的近似解答。文中还例举了计算实例。     

斜张管桥钢索设计选型中应注意的问题

介绍了斜张桥钢索的设计构思,分析了钢索的材料选型和防腐性能、钢索的疲劳和非线性以及张拉与锚固等方面存在的问题,指出在斜张桥钢索的设计中宜采用辐射型或扇型的索型,并推广采用预应力钢筋作为斜张管桥钢索.可采用对钢索反复张拉的方法消除或减少材料非线性的影响,并从索的选型和施工两个方面解决钢索的几何非线性问题;可通过将恒载所产生的最大弯矩减到预定值和减小管道或主梁的位移来确定索施加的张拉力.     

陕京管道滑坡灾害预警标准计算与分析北大核心

为了研究陕京管道滑坡灾害监测预警技术,以管道地质灾害监测方法为理论依据,选取研究区内典型滑坡体为研究对象,综合考虑地灾点的发育情况、典型性、对管道的威胁程度、设备的保存安全性等条件,设计监测方案,安装一体化专业监测设备,收集地灾点的降雨量、滑坡地表裂缝位移及深部位移等监测数据。分析监测数据发现:陕京管道沿线滑坡现阶段变形量很小,整体较稳定,不会因发生滑坡而威胁管道隧道安全。预警分析发现:无雨状态下,滑坡体最稳定,滑坡体最大位移最小。随着降雨量的增多,滑坡体稳定性下降,最大位移变大,体现在滑坡体上即裂缝增大。为了得到一个预警的变形值,分别取3种工况时的80%位移值为预警标准值,分级确定了预警标准位移。     

管道在地震断层作用下的位移内力分析

地震断层对管道具有严重影响，它可以使管道产生变形，导致某一中分屈曲，进而影响管道的安全运行。管道穿越地震断层的计算是管道抗震分析的重要内容，而确定管道在这种情况下的位移和内力沿管道的分布，是进一步进行强度和刚度计算的基础。在管道地下移动时位移土抗力模式的基础上，对管道受，为作用在管道上的土抗力可分解为侧向的土压力及沿管轴方向的土壤摩擦力，从而使管道产生侧向移动和轴向移动，以五次Ｂ样条基函数的组合为     

横向管道滑坡有限元模型的建立及验证

油气管道沿线的地质滑坡会对管道安全运行造成极大威胁,管道一旦发生过量位移或受到过量应力,将产生屈曲变形甚至断裂。采用人工堆土的方法,建立了实体滑坡模型,整个模型平面形态采用圈椅形,将埋地管道当作埋地长梁,主要监测滑坡体自身表面变形、管道变形与应力、管土之间的相互作用力以及滑坡体内部力的分布形式。依据实体模型试验结果,结合弹性地基梁理论构建了横向管道滑坡的有限元模型,结果表明:在横向管道滑坡中,管道应力较大处位于滑坡宽度中央和滑坡两侧边界处。将有限元分析结果与试验监测结果进行对比,从而验证了所建模型的有效性。该模型可以用来进一步探讨滑坡对管道的力学作用。     

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。     

埋地热输管道锚固段弹塑性变形分析及安定性条件研究

长距离埋地热输管道的最大轴向力发生在锚固段内。实际上在许多当量应力超过屈服限的锚固段内并末发现明显的强度破坏现象,这表明设计强度还有潜力可挖。文献[1]提出“约束度”的新概念,意义深远。本文则通过弹性变形定量分析的基础理论,从另一方面探讨了锚固段的强度潜力问题,共同为管道设计的经济效益提供参考意见。     

地震裂缝错位作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,为保障管道安全运行,必须开展管道抗震研究,使埋地管道能抵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。     

埋地柔性管道的应力和变形分析

作用于管顶的总有铲垂直载和管底上的竖直反力分别沿管子水平直径和基床宽度近亿说不过去均匀分布,而管子两侧的被动水平压力按抛物线规律分布。据此分析了埋地柔性管道在无内压和有内压作用两种情况下的内力和变形,导出了管环弯矩和挠度的一系列普遍计算式,并列举了钢管道沟埋穿越的计算示例。其中的一些公式可直接用于穿越公路和铁路钢管道的结构设计,还可指导其它柔性管的设计 。     

基于土弹簧模型的管道滑坡力学影响因素分析

滑坡是影响管道完整性的重要因素之一。基于土弹簧模型建立了滑坡管道有限元分析模型,考虑了管土之间相互作用的非线性特征,研究了管道内压、滑坡长度、滑坡位移、滑坡方向与管道轴向的夹角等因素对管道应力的影响。以陕京输气管道为例,分析了不同管道工况下滑坡相关因素对管道应力的影响,量化分析了垂直管道轴向的横向滑坡和平行管道轴向的纵向滑坡两种情况下的力学影响因素,得出滑坡方向与管道轴线的夹角对滑坡产生的附加应力具有重要影响,对于管道线路的完整性管理具有重要意义。研究结果可为滑坡地区管道的风险控制提供理论依据和技术参考。（图6,表1,参]5）     

管内封堵器橡胶筒长度对封堵性能的影响

橡胶筒是油气管道内封堵器封堵模块中的核心部分,为了研究橡胶筒轴向长度对封堵过程的影响规律,通过橡胶材料的力学性能测试及材料非线性和接触非线性理论研究,结合动力学有限元仿真分析方法,建立了封堵器橡胶筒封堵过程力学模型。利用该模型进行了不同长度橡胶筒封堵过程的模拟仿真分析,总结了橡胶筒长度对封堵性能的影响规律。研究表明:在同样的驱动力作用下,随着橡胶筒有效长度的增加,橡胶筒与管壁之间的接触力不断减小,对应的等效应力和接触应力也减小。因此,在封堵器橡胶筒选型阶段,在保证压缩后有效密封长度大于封堵所需安全长度阈值的前提下,应尽量选择有效长度相对较短的橡胶筒结构。     

热力架空管道的位移计算

热力架空管道系统在石油化工和城市供热工程中得到广泛的应用，原先热力架空管道的计算没有考虑到位移的非线性因素，不能正确地反映管道和支座的实际受力情况，现结合热力架空管道和支座的受力情况，给出了力学的计算模型，对作用在热力架空管道的载荷进行了分析，结合有限元法和变弹簧系统迭代法，用有限元迭代计算管道的位移，计算结果表明，分析热力架空管道必须考虑位移的非线性因素，同时必须正确考虑支座摩擦力的影响。     

格拉输油管道中段改线实践

对格拉输油管道一段悬空管道进行改线,由于未预先订购特定角度的弯头,给两端新旧管道实现光滑过碰头焊接造成困难。新管道采取清水高压试验密封性、耐压性之后未把水排空,致使冬季管道中存水结冰,将管道胀裂,既降低了新管道的技术性能又造成管道通油试压严重跑油。针对以上不足采取措施,实现管道两端碰头光滑过渡,保证了管道试压成功,使格拉输油管道新旧管道顺利改线。     

采空区悬空天然气管道应力与应变模拟

采空区有可能造成地表沉降变形、碎裂甚至塌陷等次生地质灾害,易造成埋地管道的大范围变形甚至悬空。基于理想弹塑性模型,以某X70管道为例,考虑管道与土体的非线性、管道的几何非线性、土壤的物理非线性等因素,利用有限元软件ABAQUS建立采空区悬空天然气管道的有限元仿真计算模型。在内压、轴向力、外部载荷等共同作用下,分析X70悬空管道在不同悬空长度、不同内压、不同埋深条件下的应力应变变化,并采用双失效判别准则对其进行安全评估。结果表明:在充分考虑应力应变的变化趋势和变化速率基础上,通过双失效判据确定不同悬空长度管道所处的风险等级,可为采空区管道的完整性管理提供依据;内压对管道失效影响较大,当存在采空区塌陷时,需要临时降低管道内压以提高管道安全性能。     

天然气管道的屈曲变形模拟

在外荷载作用下,埋地管道的屈曲失效受诸多因素影响,外压、内压、轴向力和弯矩均会使管道产生屈曲,屈曲变形较为复杂。以西660X7．1钢管发生局部非均匀屈曲为例,通过有限元方法开展管道的屈曲失稳研究,分析不同载荷下管体的变形形式,进而判断造成钢管屈曲变形的主要原因：钢管变形处受到较大弯矩作用,而弯矩是斜坡钢管与土壤之间摩擦力不足,管道输气压力循环波动,土壤随气温季节性冻结、融化产生的管道周期性轴向载荷所致。（图9,参6）     

水下穿越管道可变荷载的统计分析

基于水下穿越管道所受可变荷载的随机性,采用平稳二项随机过程作为可变荷载的概率模型,并利用该模型的基本特性,得出了设计基准期内可变荷载最大值的概率分布函数ＦＭ（ｘ）与任意时点概率分布函数Ｆ（ｘ）之间的实用关系式。对于裸露悬空水下穿越管道承受的动水荷载,采用相关模型理论计算管道的动力响应幅值,进而求出管道所受的动应力,最后根据水下穿越管道服役期内的荷载状况将其划分为空管状态、正常运行状态、裸露悬空状态