大中型悬索管道跨越结构清管动力响应分析

大中型管桥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,清管过程中形成的积液将在管桥处产生强烈的冲击动载荷作用,破坏管桥结构的稳定性。考虑悬索管道跨越结构恒载产生的初始内力、拉索垂度等几何非线性因素,将塔架简化为变截面梁,建立了悬索管桥清管动力分析有限元模型。按照管桥积液流动具有的移动荷载-时间历程的特性,采用荷载步施加移动载荷。结合实例分析了不同清管工况条件下悬索管桥跨越结构的振动位移、临界积液长度以及临界清管速度,从而为安全清管作业提供指导依据。

管道跨越结构成桥状态后力学分析

管道跨越悬索结构作为一种重新认识和开始大量修建的输气管道跨越结构,有其自身的优点和缺点。着重从挠度理论出发研究其力学特性,详细推导了悬索跨越结构挠度理论基本微分方程,在此基础上介绍了各内力影响线的求解思路。基于此,采用动态规范法加载原理编制了挠度理论计算程序,通过实际的桥跨结构进行数值模拟,同时对该结构采用SAP2000桥梁专用分析程序进行分析,把计算结果与SAP2000程序分析的结果进行比较分析。结果表明,采用该理论结果与有限元理论的数据结果较接近且偏于安全,特别适用于中小跨度悬索管桥的设计及大跨径悬索管桥的初步设计。

悬索管道跨越结构静动态有限元仿真

对大型悬索管道跨越结构静动态分析方法进行了系统的研究,以某悬索管道跨越结构设计方案为背景,按照实际结构特点,应用大型有限元分析软件ANSYS建立了三维有限元模型.对有限元计算模型进行静力、模态和风振反应的有限元分析.结果表明:静力计算中,悬索管道跨越结构各构件处于较低的应力状态.模态分析中,得到了结构的前二十阶固有频率.在模态分析的基础上,进一步对管桥进行风振分析.动态分析结果表明,结构加速度响应曲线与输入的数据趋势类同,主索上的应力响应峰值比较小,管桥的应力响应峰值明显增大.

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。