悬索跨越管道的顺风向风振响应分析

根据渭惠渠跨越段工程中某悬索跨越管道的工程实例,利用MATLAB软件编制了悬索跨越管道的空间相关性风场的模拟程序,模拟风速的功率谱密度函数与目标功率谱均吻合较好,说明本文方法具有较高的精度。将风速转换为风荷载,并施加在悬索跨越管道的有限元模型上,进行风振响应分析,获得结构的位移和加速度时程曲线及构件的应力分布情况,结果表明该悬索跨越管道结构在风荷载作用下是安全的,为同类结构的抗风设计提供参考。

集中载荷作用下悬索跨越管道的应变响应

为了研究悬索跨越管道受集中载荷作用时的响应情况,通过相似实验和有限元仿真相互验证的方法,搭建了悬索跨越管道相似实验平台,建立了悬索跨越管道有限元仿真模型,进行了无集中载荷、集中载荷作用在管道不同位置处的应变数据实验测试和仿真模拟,分析了每种状态下管道上方的应变分布规律,结果表明:无集中载荷时,整个悬索跨越管道上方的应变呈"W"状分布,两端应变数值最大;集中载荷作用在管道两端时,对整个管道上方的应变分布规律影响不大;集中载荷作用在管道1/4、1/2和3/4位置处时,会导致整个管道的应变发生较大变化。

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。

天然气管道悬索跨越结构风致响应研究

针对天然气管道悬索跨越结构的风致响应问题,以普光悬索跨越为例采用等效风荷载方法进行风致响应分析以及结构安全性评价。研究结果表明:抗风索迎风面的应力要远大于背风面的抗风索的应力,两个端点处的应力最大,跨中处的应力值最小。主索主要提供竖向刚度,桥身桁架和抗风索主要提供横桥向的刚度。主索、抗风索和主塔的内力组合的最大值接近于主索和风索的最大允许应力,而桥身桁架和吊索的最大应力值远远小于其最大允许应力,桥身桁架中弦杆的应力大于腹杆。建议进行此类跨越结构设计时在满足结构设计要求下尽可能增大主索和抗风索截面并减小桥身桁架中腹杆截面。

在役悬索管道抗风性能研究及结构退化分析

为提高在役成品油悬索跨越管道结构及性能的可靠性,保障长输油气管道生产运营的安全,建立某在役成品油悬索跨越管道的有限元力学仿真模型,研究风载荷对悬索跨越管道的影响作用,探讨主索、吊索等主要构件性能退化时对悬索管道安全性的影响规律。结果表明:通过有限元模拟可以得到管道失效风速为60 m/s,远大于极限风速,且涡激振动振幅很小;主索腐蚀、吊索断裂以及是否存在抗风索这3种情况均能影响结构的安全性。相关企业应当对结构的重要构件进行定期检修,以保障生产运营安全。

中缅天然气管道工程澜沧江跨越结构钢梁设计与施工

中缅天然气管道工程澜沧江跨越结构为跨度280m的悬索桥,是我国首座采用无抗风索系刚性桥面的大跨悬索管道跨越结构,取消抗风索系须增加主梁刚度,同时抗风性能也要满足要求,因此桥面采用抗风性能良好的钢桁加劲梁。钢梁采用全焊接桁片结构,桁高3m,节间长度2.5m,4个节间一个单元,形成10m长的桁片式结构,实现了工厂模块化制造,降低了现场施工难度,从而保证了焊接质量,满足了山区运输条件及施工工期紧的要求。

管道悬索跨越绕流特性及三分力系数变化规律

为了准确获取管道悬索跨越结构的气动参数,建立油气管道悬索跨越典型主梁断面数值风洞模型,并选取SST k-ε模型作为数值风洞湍流模型。数值风洞获取的绕流压力场分布显示,管道上、下表面的负压区较为明显,最大的正压区出现在管道的迎风侧面,位于入流方向的桁架梁迎风面和背风面的压力差最为明显;绕流速度场分布显示,管道和桁架梁对风速的阻挡效果明显,且管道、迎风侧栏杆、桁架梁均产生明显的流动分离和漩涡脱落现象,结合绕流场均方根压力可知,入流侧桁架最易发生涡振。通过对-3°、0°、3°风攻角下不同管径和不同主梁宽度的三分力系数分析,结果表明:主梁宽度对阻力系数和升力系数的影响较小,-3°风攻角下扭转系数随主梁宽度增加而减小;管径对三分力系数有决定性影响,随管径增大,阻力系数逐渐增大,而升力系数和扭转系数逐渐减小。研究结果可为悬索跨越桥面结构设计以及管道布置方式提供抗风方面的数据支持。(图14,表1,参22)

浅谈油气管道悬索跨越主缆锚碇设计

油气管道跨越相对于公路悬索桥,荷载小、施工周期短。为解决工程实际需要,管道悬索跨越采用轻型化的设计、以及工厂预制,现场组装的方案,才能达到缩短工期,提高质量的目标。经工程实践,采用"预制钢锚固座+分层浇筑重力式混凝土锚碇"体系能起到这样的作用。