Mode jumping in the lateral buckling of subsea pipelines

Unburied subsea pipelines under high-temperature conditions tend to relieve their axial compressive stress by forming localised lateral buckles. This phenomenon is traditionally studied under the assumption of a specific lateral deflection profile (mode) consisting of a fixed number of lobes. We study lateral thermal buckling as a genuinely localised buckling phenomenon by applying homoclinic (‘flat’) boundary conditions. By not having to assume a particular buckling mode we are in a position to study transitions between these traditional modes in typical loading sequences. For the lateral resistance we take a realistic nonlinear pipe-soil interaction model for partially embedded pipelines. We find that for soils with appreciable breakout resistance, i.e., nonmonotonicity of the lateral resistance characteristic, sudden jumps between modes may occur. We consider both symmetric and antisymmetric solutions. The latter turn out to require much higher temperature differences between pipe and environment for the jumps to be induced. We carry out a parameter study on the effect of various pipe-soil interaction parameters on this mode jumping. Away from the jumps post-buckling solutions are reasonably well described by the traditional modes whose analytical expressions may be used during preliminary design.     

采空区治理中“混凝土墩柱式支撑”施工工艺探讨

通过在某高速公路特殊路段采空区治理中首次使用“混凝土墩柱式支撑”方法的施工，该方法对于埋深较浅、顶板较好、存在有明显空腔且充水的采空区治理有明显的效果。     

高速公路连续箱梁桥独柱墩横向抗倾覆计算及安全性评估

连续梁桥由于结构刚度大、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于高速行车等优点,是中小型桥梁的主要结构形式之一,得到了广泛的应用和发展。但是由于超载、偏载以及支座布置不合理等原因,近年来我国连续梁桥出现了多例整体失稳的事故,且事故大多出现在独柱墩连续梁桥上。针对最近发生的独柱墩桥梁倾覆事件,采用有限元程序Midas Civil对拟建的武深高速公路项目中连续箱梁桥独柱墩抗倾覆系数及独柱墩处箱梁支座转角进行验算,并与规范及《广东省高速公路独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆安全性评估验算指导意见》中要求的指标进行对比,对连续箱梁桥独柱墩横向抗倾覆安全性进行合理评估。     

高速铁路声屏障在列车脉动风载荷下的强度计算

为了得到高速列车声屏障在列车经过时的受力规律,建立了声屏障的外流场模型和有限元模型。利用流固耦合技术,计算分析了声屏障的三维动态流场和结构模型,得到了列车风气动力特性和H钢立柱的受力规律。计算结果表明:列车经过时声屏障受到的压力为一个随时间变化且不均匀分布的面载荷。H钢立柱发生弯扭组合变形,弯矩扭矩各经历两次换向。每当列车经过一次,等效应力产生四个脉冲。H钢立柱受到的应力不大,可能出现疲劳破坏。     

肋骨侧向稳定性特征屈曲有限元分析

环肋圆柱壳通常在周向布置肋骨来提高其稳定性,在深水压力作用下,肋骨发生侧向失稳的可能性加大,进而影响环肋圆柱壳的整体稳定性。在理论分析的基础上,采用有限元法对环肋圆柱壳进行在静水压力和轴向压力作用下的特征屈曲分析,研究肋骨侧向失稳的屈曲特征,得到肋骨侧向失稳的判别方法,为工程设计提供参考。     

卷管铺设过程的时域动力分析

卷管法是海底管道铺设中的一种重要方法,由于其铺设过程涉及很多装备,因而管道的受力过程复杂。管道的上卷过程会使管道发生塑性变形并引起残余曲率,上卷过程造成的变形需要在退卷过程中进行校直,这个过程中的缠绕和校直引起的塑性变形,对管线造成的损伤不可忽视。首先介绍卷管式铺管法的铺设原理,然后利用有限元分析软件ABAQUS模拟管道上卷和退卷的动态过程,最后研究卷管铺设上卷和退卷过程中管道的轴向应变历史和应力应变关系以及管道弯曲曲率、截面椭圆率变化历史。结果表明,管道在经过卷筒、校准器、校直器时产生很大的弯曲曲率和截面椭圆率。     

基于大型打桩船桩架的三维力学特性分析

应用国际广泛使用的大型通用结构有限元分析程序ALGOR对110m大型打桩船桩架进行了三维力学分析,该装备是国内最高并在海上施工的桩架,因此对各工况进行了详细的分析研究,并给出了合理的设计建议。对从事该领域设计施工者有一定指导作用。     

复杂载荷作用下船体板格屈曲强度计算公式研究

分析复杂载荷作用下船体板格结构屈曲强度的影响因素,基于ANSYS软件APDL模块参数化建模,对这些因素进行相关性分析,排除无关参数,保留有关参数,得到屈曲强度的定性表达式。然后变更有关参数,得到不同的有限元模型,通过计算得到不同模型下的屈曲强度,分析大量数据,最终得到屈曲强度的定量表达式。该公式可以在工程上用于复杂载荷作用下船体板格结构的屈曲评估,具有重要的实用价值。     

独柱墩-固定式防船撞装置波浪荷载研究

以跨海航道桥梁安全为背景,进行独柱墩及独柱墩-固定式防船撞装置结构波浪力研究。开展室内缩尺试验,验证并校准Fluent三维数值模型的准确性和有效性。利用最小二乘法分解墩柱水动力为Morison方程的形式,计算得到结构水动力系数。考虑波浪高度、波浪周期、防撞装置断面形状和大小等影响因素,计算并拟合出墩柱水动力系数与相关因素间的定量关系。研究结果表明：固定式防船撞装置的存在增大了墩柱表面所受波压强,但不改变其总体分布趋势。当防撞装置断面为矩形,且波浪高度较大时,装置对墩柱受力特性的影响最明显。墩柱结构所受水动力中惯性力占主导,且可用均匀分布的惯性力系数来代替实际分布,独柱墩-固定式防船撞装置结构上的惯性力系数可以达到2.1左右。     

基于声电类比法的管系气柱固有频率的计算

基于平面波动理论与电学系统方程的等价,建立管道气柱单元声学等效电路.采用MATLAB/SIMULINKL软件,通过谐振法对气柱系统进行电路仿真,得到其各阶固有频率,并与传递矩阵法计算结果相比较,误差很小,说明采用声电类比法计算气柱固有频率是有效的.