深水管中管结构动态边界条件非线性时域分析

随着海洋油气开发工程作业水深的增加,管中管结构承受的波浪、海流深海环境载荷增大,可能会引发强度破坏以及疲劳损伤,造成重大损失,所以开展深水条件下管中管系统的力学行为分析研究是有必要的。本文考虑了顶部张紧力和动态边界,利用有限元模型来模拟管中管结构及其力学行为。并利用接触单元模拟内外管接触的约束条件。综合统计了管柱的接触碰撞位置和应力危险位置,提出了新型扶正器的布置方案,以达到减缓碰撞保护管柱的目的,并对比了等距离设置扶正器的方案。通过对比研究发现本文提出的扶正方案有效减缓了内外管的应力等级,对于实际工程和研究具有一定指导价值。     

Flexible riser-bend stiffener top connection analytical model with I-tube

The flexible riser top connection to the floating unit is a critical region considering extreme loading and fatigue lifetime assessment and is generally protected by a bend stiffener to limit the curvature in this region. The top connection usually interface the floating unit with two main configurations: i) end-fitting and bend stiffener directly connected to a riser balcony or ii) riser connected to the floating unit in the end of an I-tube, which reduces the end-fitting bending loading, and bend stiffener assembled to a bellmouth with a given inclination in relation to the I-tube longitudinal axis. The traditional modeling approach considers the riser/bend stiffener system attached to the floating unit, representative of the first configuration. A more realistic modeling approach, capturing the complex interactions of flexible riser/bend stiffener with I-tube interface can be employed for preliminary assessment with less conservatism. In this work, a large deflection analytical beam model is developed for the riser top connection with I-tube considering the bellmouth transition region with a straight rigid surface followed by a curved section. The riser follows a nonlinear bending behavior described by a bilinear moment vs curvature function and the bend stiffener polyurethane material exhibits nonlinear elastic symmetric response represented by a power law function. It is assumed that there is no gap between the riser and the bend stiffener and the riser is fixed in the end-fitting position. The mathematical formulation of the statically indeterminate system results in three systems of coupled differential equations combined with the corresponding multipoint boundary conditions to be numerically solved by an iterative procedure. A case study is carried out with a 7” flexible riser protected by a bend stiffener connected to an inclined I-tube bellmouth. The system is subjected to extreme loading conditions and the influence of the sleeve shape and I-tube length on the riser curvature distribution, including the end-fitting position, and contact forces between the riser/sleeve and riser/bend stiffener sections are assessed.     

基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析

高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析是保证列车安全、高效运行的技术手段之一。抽象出胶济线GSM-R网络结构,利用故障树分析法,根据各个网络节点的可靠度,计算出整个系统的可靠度。胶济线GSM-R网络覆盖采用单网交织冗余覆盖方案,铁路沿线基站设置的比较密集,根据故障树定量分析法,求出顶事件发生概率的近似值,根据某厂家提供的相关产品参数,得到GSM-R网络主要单元节点的可靠度预测值。     

茅荆坝隧道斜井与正洞交叉口段施工

根据现场围岩实际情况,结合超前地质预报结果及监控量测数据,总结出斜井快速进入正洞的挑顶、支护等施工经验,为同类工程施工提供参考。     

泥浆泵舱顶部甲板减振研究

以某平台泥浆泵舱顶部甲板为研究对象，利用数值计算和振动测试结合的方法对其减振方案进行研究。设置两种泥浆泵运行工况，利用振动分析仪测量甲板上表面8个高振动测点的振动速度。利用有限元方法建立顶部甲板模型，通过模态分析和谐响应分析得到顶部甲板的前五阶固有频率和各测点振动速度-转速曲线。振动响应数值计算结果和测试结果吻合，验证数值模型可靠性。分析发现顶部甲板固有频率远离激励频率，结构振动属于强迫振动，主要由泥浆泵输出管系的管托固定在刚度较弱的顶部甲板纵骨引起。甲板振动速度不符合规范要求，因此提出两种增加刚度的减振措施。通过谐响应分析重新计算测点的振动速度响应，结果满足规范要求。研究结果为船体局部结构设计和减振设计提供参考。     

顶部张紧式立管干涉分析

顶部张紧式立管（TTR）是油气开发必不可少的立管类型。研究了南海1500米水深半潜式干树深水平台TTR的概念设计,使用ORCAFLEX软件建立TTR的干涉分析非线性时域分析模型,基于Huse尾流模型,分析了浪流方向为0°,45°,90°,135°和180°的100年一遇环境载荷下的立管间距。结果表明,浪流方向为0°时立管最小间距小于TTR最大外径之和,发生干涉,其他方向不发生干涉。TTR为阵列式设计的立管群,应当从多方面因素考虑以避免干涉发生的危险,合理安排立管间距、调整TTF等措施可以有效减小干涉发生的可能。     

悬臂施工箱梁桥合龙段横向预应力效应分析

以某大跨径变截面连续梁为例,计算箱梁顶板横向预应力效应,分析相邻节段约束对合龙段顶板受力的影响,提出改善合龙段横向预应力施加效果的相关措施。     

顶张式立管液压气动式张紧器的模拟方法

综合考虑液压气柱的张力-冲程非线性关系、液压气柱与立管之间的夹角以及平台-张紧器-立管之间的耦合关系,研究顶张式立管液压气动式张紧器的不同模拟分析方法。选取3种典型工况,对不同张紧器模拟方法下立管的动态响应进行仿真计算,分析比较不同模拟方法的科学性和适用性。结果表明:在顶张式立管分析过程中,张紧器的合理模拟至关重要,是否考虑液压气柱和立管之间的夹角对立管响应的影响不大;恒定集中力模型不能反映立管张力的变化规律,而且立管响应也存在较大差别,故不宜采用;线性模型可用于平台运动幅值较小的情况;非线性模型最能反映张紧器的刚度特性,且在极端载荷环境下尤为适用。     

广西水任-南宁公路拉显二号桥溶洞稳定性评价

文章介绍了广西水任南宁公路K120 480拉显二号桥溶洞稳定性评价,以工程实例为基础,阐明了溶洞的稳定性评价采用定性与计算综合评价的方法是可行和可靠的,为类似工程提供参考。     

隧道浅埋、露顶地段反压回填暗挖施工技术

凤凰山隧道在距进口210～250m处与沟壑平交,导致洞身21m浅埋17m拱顶外露,通过对三种施工方法的比选确定采用10%水泥稳定碎石反压回填,在地表注浆固化形成壳体后实施暗挖。施工实践证明该方法合理有效,故对其施工技术和工艺要求进行总结,为类似工程提供参考或借鉴。