洪水作用下穿河悬空输气管道的动力响应研究

在洪水侵蚀下,河床冲刷下切,穿河管道由埋管变为悬空管道,可能导致管道所受荷载超出材料极限,造成屈服破坏,因此对穿河悬空管道的动力响应研究具有重要意义。文章基于ANSYS Workbench平台,依托涪陵—王场输气管道某穿河管段工程,对穿河悬空输气管道进行流固耦合计算,分析在一定的冲刷深度下,不同流速的洪水作用下的悬空管段应力特征,得出管道破坏模式,结果表明:管道所受升力均大于阻力,两者为造成悬空输气管道破坏的主要因素;管道所受最大有效应力出现在管道底部与岸边交接处,管道先在该部位产生屈服破坏;流速越大,壁厚越小,管道所受最大有效应力及形变越大且增长越快,管道越容易发生屈服破坏。研究成果可为类似工程提供参考。