大跨度斜拉索管桥几何非线性分析与数值模拟

介绍了影响大跨度斜拉索管桥几何非线性的3个主要影响因素，基于有限位移理论，考虑几何非线性影响因素，建立了大跨度斜拉索管桥在恒载以及斜拉索初始张力作用下的有限元模型。给出了大跨度斜拉索管桥的几何非线性分析方法，并在此基础上编制了有限元分析程序进行仿真计算。结合算例，探讨了几何非线性因素对大跨度斜拉索管桥结构的影响。研究结果表明，几何非线性因素存在耦合作用，在结构计算时需要综合考虑其影响。

斜拉索管桥几何非线性分析的三维有限元模型

根据斜拉索管桥的实际结构特点,建立了三维有限元计算模型。针对输送管道的薄壁结构特征,在弹性薄壳理论的基础上,引入Karman挠曲系数以及应力增强系数,建立了曲管单元的计算模型;同时考虑了斜拉索的垂度效应、边界条件等结构参数对斜拉索管桥的影响。结合实例,对恒载作用下斜拉索管桥的结构、几何形状与内力进行了仿真计算,数值计算结果与实测结果吻合,说明应用该有限元模型能够精确进行几何非线性分析。

相似理论的斜拉索管桥力学特性研究

利用相似理论搭建了斜拉索管桥的模型实验系统,进行了斜拉索管桥的静力学分析实验,同时采用数值模拟的方法对该管桥进行了非线性有限元分析,用模型实验来验证数值模拟结果的可靠性。通过对比斜拉索管桥在空载、集中载荷以及拉索断裂等工况下的实验数据与模拟数据,分析得出模拟数据的最大偏差在11%以内,模拟结果与实验结果吻合性良好,采用的数值模拟方法可以用来解决斜拉索式管桥工程实际问题。

斜拉索管桥清管模拟实验数据测试与分析

斜拉索管桥是油气管道主要跨越结构形式 ,由于斜拉索管桥本身具备的超静定和高柔性的结构特点 ,使得清管中的积液柱在补偿器前后端产生复杂的动载荷作用。基于建立的振动相似物理模型 ,利用INV— 30 6智能信号采集处理分析仪测试不同工况下模型的振动加速度、位移和管桥斜拉索张力等相关参数 ,从而确定原型斜拉索管桥的振动位移和斜拉索张力大小。这对于正确认识管桥动力响应特征 ,以尽量避免管桥因动载荷导致的破坏或失效 ,并确保国家生命线工程的安全具有重要的意义。

利用ANSYS分析大跨度斜拉索管桥的自振特性

大跨度斜拉索管桥常常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，结构工作在几何非线性状态，要准确分析结构在各种荷载下的静、动力响应规律，就必须首先对管桥结构的自振特性进行合理科学的分析。利用有限元相关理论，通过建立油气斜拉索管桥分析有限元模型，分析了油气大跨度管桥的各阶自振周期、频率、振型，得到的实例自振特性与现场测试结果一致，这充分说明采用的分析方法与建立有限元模型是正确可行的，从而为进一步的管桥动载荷响应规律分析提供了条件。

斜拉索管桥应变影响因素的试验分析

应力应变状态是管道在风险状态下受力的综合表现,关系到管道的力学安全。为确保管道安全运营,开展管道应力应变的研究。进行了斜拉索管桥的应变试验,详细研究了管道内流体流量、外加集中载荷和拉索断裂三种因素对斜拉索管桥的应变影响。实验结果表明:全流量和半流量状态下管道应变曲线很相似,四分之一流量和四分之三流量状态下管道应变曲线很相似。管道的应变随着集中载荷的增大而增大,在一定载荷内,管道的应变曲线成正弦波形且周期无明显变化。管桥的最大应变处位于距离作用点最近的拉索锚固点。在隔组破坏四组拉索后,斜拉索管桥并未发生严重变形,但是继续破坏拉索后,管道各个测点应变显著增大,斜拉索管桥发生严重变形。

南广河斜拉索跨越管桥动静特性测试研究

采用测管桥结构各测点振动加速度方法实现管桥振动频率、阻尼比、振型、管桥振动加速度、速度、位移、管桥在不同清管条件下的振动位移、管桥斜拉索张力相关参数的测试;现场测量是将加速度传感器通过磁力座固定在管桥的1/2跨、1/4跨、1/8跨、支座及补偿器位置,信号经电荷放大器放大后,输送到INV-306智能信号采集处理分析仪,并存储在计算机中,然后采用DASP2000数据处理及分析软件进行分析处理,得到测试结果。

涪江天然气跨越管桥斜拉索张力在线测量研究

采用斜拉索的天然气管道跨越工程，钢索内产生的张力（应力）很复杂，因此很难准确计算和测定钢索的张力。用常见的钢索测力仪，手持式应变仪以及仪器昂贵的磁力环法等，均因存缺陷而不够理想。而钢索张力在线测量仪则为钢索结构工程提供了一种有效的测量技术。应用ＧＳＬ－Ⅱ型钢绳张力在线测量仪对涪江天然气跨越管桥斜拉索张力进行了在线测试，并依此对管桥索力进行了调整。实践表明该“测量仪”测量精度高，重量轻，使用维护方便，可广泛用于钢索结构工程。

汉江管桥的瞬态动力分析在ANSYS中的实现

基于汉江悬索斜拉索管桥的结构特点,建立了三维有限元计算模型,计算风振响应。通过非线性瞬态动力分析,得到管桥在风载输油状况下的动力响应,为管桥安全评价提供了依据。

赤水河跨越工程安全性评价

研究了已建跨越工程的安全性评价方法,建立了跨越工程安全性评价模型,分析了某跨越工程在各种输气压力下的整体安全性,对某跨越工程的各个组成部分作出了定量评价结论,评价体系对今后类似跨越工程的安全性评价有参考意义。

带耳板锚固头的设计与穿绳新方法

锚固头是悬索、斜拉索等管桥以钢丝绳作为受力主索常用的构件之一。该构件由过去笨重的索鞍改进为现在常用的轻巧而安全的销轴吊挂。现将带耳板锚固头设计与穿绳方法归纳如下。

魏荆输油管线汉江复线(跨越)工程

魏荆输油管线汉江复线(跨越)工程荣获1986年国家优质工程金质奖。 该工程位于湖北省襄樊市余家湖汉江煤码头附近,是关系到河南油田和荆门炼油厂安全生产的一项重点扩建工程,也是我国目前主跨跨度最大的斜拉索管桥。管桥全长1045米,日输油能力10000吨。工程项目包括Φ457×15.38毫米、长1045米斜拉索管桥1座,Φ25-32毫米镀锌钢丝绳对称拉索17组,52毫米镀锌钢丝绳主索2根。