中缅原油管道澜沧江跨越段原油泄漏扩散数值模拟

中缅原油管道澜沧江跨越段是整个中缅原油管道的"咽喉工程",确保其安全运行显得尤为重要.在相对于澜沧江跨越段下游的二维河流地图轮廓基础上,建立了跨越段溢油事故下游河道的二维计算域.采用SSTk-omega湍流模型,结合追踪多相流界面的VOF方法,针对澜沧江不同水期、不同泄漏位置、不同泄漏方式共12种泄漏工况分别进行了模拟...     

管道悬索跨越设计的改进

在输油管道跨越河流地,其自重载荷大,设计跨度大的特点给工程设计和施工带来了诸多问题,针对东临输油管道跨越工程,通过诸方案比较认为,悬索跨越方案结构传力简捷,主索,风索,消振索与输油管道形成空间网状结构,既安全又适用,在具体施工中,对传统悬索跨越结构作了改进,指出在悬索跨越设计中用钢丝绳作主索的局限性很大,而对大管径,大跨度悬索跨越工程采用高强钢丝平行束作为主索势在必行,采用这一技术无论是跨越桥面结     

桁架式跨越通过高地震烈度区的抗震分析

西气东输管道工程中卫黄河穿跨越工程设计采用多跨桁架式跨越方案,选择微机结构分析通用程序SAP84和空间杆系结构有限元分析程序GNSAP作为跨越工程的抗震分析软件,以振型分解反应谱法为主,时程分析方法做补充,讨论了地震时程分析法在高地震烈度区跨越结构中运用的可行性。提出了输气管道通过地震断裂带时,跨越结构吸收地震断裂带错动时的抗震措施。抗震分析结果表明:大型桁架跨越方式具有明确的受力简图、合理的刚度分布和优越的抗震性能,与抗震构造措施结合,可以确保输气管道的安全。     

涩宁兰输气管道刘化支线黄河跨越设计

涩宁兰输气管道刘化支线黄河跨越工程,利用了现场原有的废弃铁路桥墩条件,在对该桥进行低应变应力检测及各项观测后,采用经济、结构简单、受力明确的空间桁架梁式管道跨越结构设计方案,主枝和腹杆全部采用钢管结构,节点全部采用无节点板的相贯节点,使得整个跨越结构设计合理,节约了大量的资金.     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的动力响应和破坏过程分析

利用显式动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟,混凝土采用LS-DYNA程序中提供的三维SOLID164单元和Mat-Holmquist-Jobnson-Cook(HJc)混凝土累积损伤材料模型,钢筋采用BEAM161梁单元和等向随动强化材料模型(Mat-Plastic-Kinematic),建立离散式三维有限元计算模型.对不同配筋率钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下受力特性和破坏过程进行数值分析,计算中考虑了不同爆炸距离、炸药当量对结构动力响应的影响.基于LS-DYNA的数值模拟结果表明,钢筋混凝土梁在不同爆炸荷载作用下会发生不同程度的破坏,得到了影响梁破坏模式的主要影响因素,有关结论可为钢筋混凝土梁的抗爆设计及加固提供参考.     

中缅油气管道怒江悬索跨越设计

怒江油气双管同桥跨越是中缅油气管道的控制性工程,跨越处河面宽270 m,主跨长320 m,边跨长60 m。为了解决单跨跨度大、柔性结构、桥身重、跨越国际性河流、油气管道同桥跨越等设计难点,创新性地采用公路桥梁的设计理念和方法,运用三维模型离散处理技术,研究柔性结构的力学特征,得出优化的荷载组合、适合工程实际的边界条件及求解方法。在对模型进行分析时,将塔顶与主索连接处全自由度耦合作为约束条件,在跨越结构的静力模拟和动力模拟分析方面提出了较为合理的设计思路,并在油气管道行业率先采用预应力锚碇设计技术,提高了锚体结构的抗开裂能力和锚固强度。     

油气管道斜拉索跨越设计

油气管道斜拉索跨越常用于峡谷地区的河流穿跨越工程中,为了解决中缅油气管道北盘江斜拉索跨越工程风振稳定、清管振动、索力平衡以及桥塔刚度等问题,开展了斜拉索全桥和节段模型风洞试验,并进行了有限元数值模拟分析。通过分步迭代获取了不等跨斜拉索结构的合理成桥索力,并采取边跨配重和拉压支座结合的方式平衡索力;通过全桥模型和节段模型风洞试验,获得了结构抗风需要的风振参数,并对跨越结构抗风稳定性进行了验证,同时基于走道板对抗风安全的影响,选取了透风率高的走道板型号;通过综合比选,桥塔结构形式采用了钢管混凝土桥塔,3根管道采取了上下布置方案。由此,有效保证了结构抗风安全,并解决了不同工况下结构振动和索力平衡问题。     

含蜡原油管道停输再启动数值模拟触变流体的简化方法

在含蜡原油管道停输再启动过程的数值模拟中,对触变段采用何种处理方式,极大地影响着程序的运行速度。提出了一种处理原油触变性的简化算法,通过该算法模拟含蜡原油停输再启动过程,计算时间大幅度减少。     

外包钢+预应力桁架法在石洞江渡槽排架加固设计中的应用

针对湖南省欧阳海灌区石洞江渡槽安全鉴定中明确的渡槽病险问题,结合其除险加固工程设计实例,对外包钢+预应力桁架法在渡槽排架加固设计中的应用进行了介绍,采用三维结构有限元分析软件(DLUBAL RFEM 3D)对加固方案进行模拟分析计算,结果表明当采用该加固方案时,石洞江渡槽排架混凝土、钢筋及钢结构最大应力均减小到允许范围内,排架结构顶部位移亦可明显降低,并简述了该加固方法的技术特点及施工工艺,为类似工程提供参考。     

基于ANSYS的结构粘钢加固分析

利用有限元分析软件ANSYS对粘钢加固的钢筋混凝土结构进行分析,关键是模型的建立,如果模型建立不当,就会出现错误结果或出现较大误差．通过对ANSYS在粘钢加固的钢筋混凝土结构分析中的应用研究,结合具体粘钢加固钢筋混凝土梁的特点,从模型建立的方式、材料的本构关系、有限元单元的选择、边界条件的模拟、求解设置、收敛等方面,较为详细地给出了建立有限元模型的方法,并结合工程加固实例介绍了ANSYS在工程中的应用,同时提供了创建钢筋单元的部分命令流．ANSYS计算结果表明,采用数值模拟来研究粘钢加固钢筋混凝土梁,可以获得可靠的结果,也可取得较好的经济效益．在工程实践中可以采用该方法作为辅助设计方法,对结构粘钢加固设计分析具有借鉴意义．     

钢骨架塑料复合管带压开孔的有限元模拟

针对钢丝网骨架塑料复合管在带压开孔施工中的盲目性问题,对钢骨架塑料复合管进行力学分析,建立复合管的力学模型,并对管段模型进行网格划分。运用ANSYS软件对其在不同管径下的最大开孔孔径进行有限元模拟,得到不同开孔孔径下的Mises等效应力分布云图,进而确定最大开孔孔径。结果表明,最大开孔孔径随管径的增加呈线性增加。基于ANSYS仿真结果,通过对管段的密封性进行检测,发现施工条件下管段无介质泄漏现象发生,且未见明显塑性变形。通过现场试验验证了钢骨架塑料复合管的带压开孔模型精度较高,可以为其现场开孔作业提供参考。     

沧临管道大浪淀跨越段管壁皱折原因分析

按结构分析方法建立了斜拉钢索支承跨越段力学模型,提出了钢索非线性结构性能的线性化处理方法及数值实施方案。在此基础上,编制了大浪淀跨越段整体结构分析程序,对不同输送工艺对应的载荷条件下跨越管道的拉移及应力进行了分析,并根据计算结果按相应设计规范进行了结构安全性校核评估。结果表明,该处管壁局部皱折的出现与工艺条件变化,温度变化,输量减少后内压变化以及固定墩可能产生的轴向位移等因素有关。     

树状灌溉管网优化的整数编码改进遗传算法

建立了以投资最小为目标函数的树状灌溉管网优化数学模型,并采用整数编码改进遗传算法对模型进行求解。针对完整树状管网优化的特点,通过对整数编码的编码方式进行改进,实现了同时对管网中管线连接关系和管径的优化。改进了目标函数映射到适应函数的变换方式,设计了随机多父辈交叉方法,提出了2种与优化问题相适应的变异方法,从而提高了算法的优化性能。     

地面起伏湿气集输管道涡流排液数值模拟及试验

为有效清除地面起伏湿气集输管路中的积液,设计加工了一种涡流工具。通过Fluent数值模拟与环道试验分析不同气液相折算速度入口条件对涡流工具排液效果的影响,并对涡流工具的工作效果进行评价。结果表明:安装涡流工具后,上倾管内液相回流及底部积液现象有所缓解,上倾管内维持环状流流型,持液率有所下降。涡流工具的排液降压能力与气液相折算速度、管路倾角有关。在倾角一定的情况下,气相折算速度越大,涡流工具的排液降压能力越强;在相同气、液相折算速度入口条件下,管路倾角(0°～45°)越小,涡流工具的排液降压效果越好。研究成果可为指导涡流排液技术的现场应用提供理论依据。     

LNG储罐气相管结构的改进

利用有限元法分析计算了某LNG储罐气相管装料及卸料时的热应力,发现最大应力在气相管与内容器连接部位,其与气相管实际断裂位置吻合。分析结果表明：虽然装料与卸料会导致一定的压力与温度循环,但造成的交变应力强度幅很小,可以忽略其引起的疲劳损伤。造成结构破坏的原因为过大热应力导致的结构安定性失效。当内容器轴向收缩受限时,气相管应具有足够大的柔性,才能有效降低热应力,满足结构的安定性要求。从约束及热变形补偿入手,对消除及缓解LNG储罐气相管热应力的措施进行了探讨。（图5,参6）     

钻孔灌注桩加固水下管道

用钻孔灌注桩加固水下管道具有适用性广、承载力大、建造费用低等特点。以唐白河穿赵管道段加固为例,对这种加固方法进行了综合分析,指出采用钻孔灌注桩技术加固水下管道,能管道悬空固定在水中,通过适当调整钻孔灌注桩间距、桩径等方法,可减小穿、跨越的距离,对提高穿跨越管道正常的安全运行有显著的效果。     

柔性管道抗径向挤压能力数值模拟

柔性管道在安装过程中会受到张紧器等安装设备的夹持作用,夹持力过小会引起管道外护套层滑脱,夹持力过大则会导致管道的径向挤压破坏。为预测柔性管道抗径向挤压能力,建立了柔性管道完整截面的三维有限元模型。对管道承受外压的骨架层结构进行径向挤压模拟,发现骨架层结构在加载过程中逐渐演变为含有4个塑性铰的活动机构,且在垂直于挤压方向的结构区域发生屈服时,结构的抗压刚度瞬间下降。对柔性管道不同结构层结构的抗压能力进一步分析,发现骨架层承压占比仅为整个结构的39.01%,安装过程中的抗挤压能力分析若仅考虑骨架层则过于保守。研究成果可为柔性管道抗压能力的预测提供参考。     

弯管的极限上限分析

应用数学规划在对弯道进行极限上限分析时,使用Ｍｉｓｅｓ屈服函数所计算的塑性耗散功的不可微性可导致收敛困难。通过具有无穷大弹性模量的假想弹塑 应变能代替塑性耗散功,这个问题可被解决。使用弯管极限上限分析的数学规划格式可有效地对弯管进行极限上限分析。     

忠武输气管道桁架梁式跨越设计的改进

通过对忠武输气管道大溪沟跨越桁架梁结构设计方案中的承重弦面、断面形式、截面高度以及钢管壁厚等进行改进,使桁架梁式管桥的受力更加合理,并且结构轻巧实用,施工简单.结合以往工程设计经验和相关理论依据,对桁架梁式管桥的设计提出了采用方钢管连接和组合形式的建议.     

“管中管”埋地管道的腐蚀分析及防腐措施

通过对“管中管”管道的现场调查和室内分析，发现管体腐蚀主要是由保浊国层内进水致使电化学腐蚀引起的。