悬索跨越管道地震响应分析

悬索跨越管道在地震作用下易受破坏,其地震响应分析、抗震设计方法的研究己成为管道跨越工程设计中的重要课题。文中建立了ANSYS分析模型,运用大质量地震输入方式,以典型的地震波作用于悬索跨越管道,进行非线性动力时程分析,得到悬索跨越管道地震响应结果,分析了悬索跨越管道地震响应的规律和特点。结果表明：悬索跨越管道在地震作用下,弯管处受力最大,管跨中点位移最大,地震波轴向和竖向分量对结构响应更强烈。     

热载荷作用下天然气管道泄漏扩散特性分析

文中考虑热载荷作用,采用k-ε湍流流动模型和涡耗散燃烧模型,建立了架空天然气管道泄漏扩散模型,研究了环境风速对泄漏天然气扩散燃烧及相邻火灾作用下扩散过程的影响。研究结果表明,在泄漏天然气扩散并且燃烧时,环境风速小于1 m/s虽对天然气扩散方向影响明显、但对其扩散范围和速度影响较小,环境风速超过7 m/s时,天然气扩散范围和速度明显增大;在相邻火灾作用时,低风速时天然气扩散受热源作用更大,但随风速增大其对天然气扩散速度和范围影响明显增强。     

基于CAESARⅡ的集油管道跨越段应力分析

集油管道跨越段需要考虑的载荷与一般线路段相比较复杂,主要是增加了因风载、雪载、检修活载等引起的位移载荷,以及考虑地震的影响。在姬十联外输管道千井沟跨越段应用了CAESARⅡ软件,分别开展了水压试验应力、持续应力、热胀应力、固定推力支墩约束受力及位移分析及核算,并以ASME B31.3-2012、ASME B31.4-2010作为计算结果的判定依据,实践表明该软件计算结果合理。     

大中型悬索管道跨越结构清管动力响应分析

大中型管桥是油气输送管道系统中的关键部位，呈现高次超静定、高柔性的结构特点，清管过程中形成的积液将在管桥处产生强烈的冲击动载荷作用，破坏管桥结构的稳定性。考虑悬索管道跨越结构恒载产生的初始内力、拉索垂度等几何非线性因素，将塔架简化为变截面梁，建立了悬索管桥清管动力分析有限元模型。按照管桥积液流动具有的移动荷栽一时间历程的特性，采用荷载步施加移动载荷。结合实例分析了不同清管工况条件下悬索管桥跨越结构的振动位移、临界积液长度以及临界清管速度，从而为安全清管作业提供指导依据。     

沼泽地段大口径输气管道应力敏感性分析

大口径输气管道穿越沼泽地段时,由于沼泽地土壤含水饱和度过大,管道易产生自然沉降。管道的过量变形会导致输气管道在运行过程中应力不能满足安全要求,故需要对沼泽地段的大口径输气管道进行应力的敏感性研究。使用应力分析软件CAESAR II对沼泽地段某大口径输气管道进行数值模拟,针对沉降量及压重块间距对管道应力的影响进行分析得出：管道的自然沉降对沼泽地输气管道的应力最敏感,即影响最大。建议在沼泽地管道施工中要做好防沉降措施。     

含缺陷管道悬空状态下的有限元建模

地质灾害情况下,管道容易产生大变形和失效,造成重大事故,因此,研究地质灾害中管道的建模与应力计算,具有重要的工程意义.通过力学与有限元的结合,利用ANSYS工程软件建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.为考虑土壤地基的影响,采用弹簧来模拟地基对管道的反作用.根据材料力学计算分析,得出比较合适的弹簧间距,并验证了该模型的合理性.对于含缺陷的管道,运用子模型技术进行处理.建模完成后,用一组具体的管道参数进行实例分析,利用ANSYS后处理命令计算管道上的最大应力及其应力分布.     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

格拉管道一次地震断裂分析及防范措施

因为地震，格拉管道昆仑山口泵站上行8km处，由于套管内主管道垂直穿越青藏公路段正好位于地震纵波使土壤发生压缩变形出现的断裂带上而被拉断。管道断裂的原因主要是地震波从震源传播到地表土壤，引起地面变形而呈较宽突起压缩断裂带，而当压缩波的传播方向与管道轴向一致时，管道产生大的应力和应变，当应力和应变超过管道母材的断裂极限时而被拉断。     

连续刚构桥动力特性和抗风分析

黑沟特大桥为主跨150m的预应力混凝土高桥墩连续刚构桥,位于峡谷出口处,风速较大。文章利用有限元方法建立其模型,模拟桥梁的施工过程,探讨其结构动力学特性和风荷载作用下的应力和变形,为桥梁施工和控制提供参考。     

装配式输油管线的抗碾压能力分析

敷设在地面的输油管线可能受到行进车辆的碾压和其他物体的碰撞冲击,使管线破坏而失去使用功能。因此,研究管道在静、动载荷下的强度有着重要的实际意义。采用ANSYS及LS-DYNA软件对装配式输油管线建立了有限元模型,进行了静、动态弹塑性有限元数值计算,得到了其可承受的最大载荷和相应的变形。计算结果表明：过载碾压会使管子产生局部的凹陷;管线的承载能力随管子的壁厚增加而提高;管子在高速冲击碾压下会产生较大的变形,冲击的动变形大于静载下的变形,而震荡的动应力小于稳定静载下的静应力。     

斜滑断层对埋地天然气管道力学性能影响

为研究斜滑断层作用下埋地天然气管道受力性能和影响因素,采用有限元软件ADINA进行数值模拟,建立三维管土相互作用非线性有限元模型.在该模型的基础上,分析了断层错动量、管道埋深、管径、内压以及不同管材对管道受力与变形的影响.研究结果表明:断层错动下,钢质管道最大受力与变形位置位于断层两侧,管道所受最大拉压应变相近;管道应...     

冲沟塌陷区输气管道的安全评价方法研究

为了判断管道的通行方案是否可行,以非线性接触模型为基础,应用ANSYS有限元软件,建立了悬空管段的三维管土相互作用模型,通过分析得出了悬空长度与最大Von Mises应力和沉降量之间的映射关系,二者均随悬空长度的增大而增大。根据应力分析结果选取了管道依次达到许用应力和屈服强度时的悬空长度作为临界指标,建立了悬空管道的安全评价模型,并以工程实例对其进行说明。结果表明:即使暴雨导致冲沟塌陷,该悬空管道仍处于安全状态,管道横穿该冲沟的通行方案是可行的。预期研究结果也可以为地质灾害区油气长输管道的安全运营与防护提供一定的技术支持。     

预应力混凝土箱梁施工阶段受力及变形监测分析

文章以某预应力混凝土箱梁为研究对象,通过数值模拟分析了施工过程中箱梁的应力和变形特点,并将实测数据与数值结果进行了对比分析,得到以下结论:在预应力张拉过程中,支座截面应力整体变化最小,其次是1/4截面,最大的是跨中截面,实际监测数据均小于允许值,说明设计满足要求;初始时跨中截面挠度较大,当到工况5时箱梁截面位移趋于0,此时预应力与自重所产生的拉应力基本抵消,截面开始表现受压;随着预应力逐步增大,截面开始产生预拱度,致使截面上边缘的拉应力增大;预应力钢束作用下,箱梁的中心出现上凸的反拱,其可以增大防止梁跨中挠度过大而出现手拉破坏,即增大梁的抗裂性;采用有限元软件可以较为合理地模拟箱梁的受力性能,并可用来预测桥梁施工过程中的受力和变形。     

基于应变的悬空管道性能分析

文中对悬空管道的性能进行了分析.通过力学与有限元的结合,将埋地管道的悬空段简化为大挠度梁,且考虑几何非线性,利用ANSYS建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.研究了跨距变化情况下应变分布情况及变化规律,并基于应变的管道设计准则,对某悬空管道进行安全性评估.结果表明:拉应变最大处出现在出土端管道上表面,跨中管道上表面...     

重载下水泥混凝土路面结构分析

针对重载车辆,基于有限元法,建立了典型水泥混凝土路面结构的三维有限元分析模型,分析了不同轴载、不同轴型作用下的水泥混凝土板应力分布状况。表明板底最大水平应力随轴重的增大而几乎成线性增大,重载将显著增大水泥混凝土板底应力;单轴轴载在板纵向边缘产生的应力大于双轴和三轴的应力。     

GFRP筋桥面铺装连续梁桥在车辆荷载作用下的应力和变形分析

针对桥面铺装层中配置纤维聚合物(GFRP)筋的连续梁桥,建立全桥三维有限元计算模型,分析了在车辆荷载作用下桥梁的变形和应力。计算结果表明,在车辆荷载作用下,偏载工况下的混凝土铺装层应力值明显大于中载工况下的数值,GFRP筋的应力大于混凝土的应力;汽车制动力对结构水平位移影响明显,考虑制动力作用后,混凝土铺装层中的最大纵向压应力明显增大,拉应力有所减小。     

低温条件下在役管道不停输沉降的设计与施工

管道沉降施工过程中,管道暴露在大气环境中,如果昼夜温差过大,会在管道内产生轴向应力,威胁管道安全。文中以涩宁兰一线和涩宁兰二线沉降施工为例,介绍了在役管道低温条件下不停输沉降的受力计算方法、施工步骤及注意事项,并通过增加沉管过渡段长度、降低管道操作压力等措施,降低了管道沉管施工的轴向拉伸应力,确保了低温条件下管道沉降施工安全,使沉管施工安全、顺利实施。     

车辆载荷碾压作用下管道的安全性测试与分析

通过对重车碾压的土层压力进行试验,总结计算出了车辆载荷引起土层应力的分布规律,综合土层应力的分布规律、土层参数和钢材参数,建立了重车碾压对管道应力影响的有限元分析模型,提出了应力在土壤中沿深度方向变化的计算公式,通过静载和动载分析,计算出了管道安全的最低埋设深度,对埋深大于1．5m且管道上覆土层均匀密实的管道,由车辆载荷而导致的管道附加应力与管道强度及管道内气压相比,不会危及管道安全,也不会造成管道的疲劳破坏。     

含球型凹坑缺陷燃气管道弯管极限载荷的研究

凹坑是埋地管道中常见的体积型缺陷,是一种破坏性较大的局部缺陷,而弯管是埋地管道中的重要管件。应用有限元分析软件ANSYS,对含球型凹坑缺陷的燃气管道弯管在内压载荷作用下进行有限元分析,分析中考虑材料非线性和几何非线性,根据腐蚀区的载荷-应变图,对模型的塑性极限压力进行了预测,并得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律,得到了一些对含缺陷弯管的安全评定有参考价值的结论。     

基于ANSYS有限元分析的海底管道变形数值模拟

某海底管道由于拖锚损伤导致局部失效变形。文中基于变形管道的偏移量、着力点破坏程度、塑性变形区域等信息,通过ANSYS有限元分析软件对管道在锚拉力作用下的变形过程进行数值模拟,计算变形管道所受的最大拉力和弯曲角度等参数,并验证整个变形过程。结果表明,该海底管道在至少2 657 k N的外力作用下牵引拉伸导致变形失效。