输气管道运行压力循环特征的雨流计数分析

对管道运行压力的循环特征进行分析是预测管道疲劳寿命的重要研究基础。鉴于此,基于雨流计数法统计了随机载荷谱中的压力循环,对某管道两个站点出站压力的变化历程进行统计,分析了站点内管道压力循环的幅值、均值、频次占比与损伤占比等。分析结果表明:输气管道压力比大于0.8的压力循环次数均占总循环的90%以上;采集周期对大幅压力循环的计数影响较小,对小幅压力循环计数影响较大;管道压力循环以不损失大幅循环为原则选择采集周期;大幅循环的频次占比越高,对管道造成的损伤占比也就越大,但当循环次数较多且循环幅值较小时,大量小幅循环是造成管道损伤的主要原因。所得结论可为油气管道的疲劳寿命预测提供理论支撑。

悬索式管桥应变影响因素研究

悬索式管桥的管道在风险状态下受力会产生变形,而管道的变形与力学安全相关。以长庆油田的悬索式管桥为原型,建立了悬索式管桥的模拟试验系统,详细研究了管道内流体体积流量、外加集中载荷和吊索断裂3种因素对管道应变的影响。试验结果表明,在不同体积流量下,管道应变曲线的变化趋势是一致的。在一定载荷内,管道的应变随集中载荷的增大而增大,管道的应变曲线成类似于正弦波的形状,且周期无明显变化。管道的最大应变发生在集中载荷作用点处。隔组破坏5组吊索后,管道仍未发生严重变形,证明悬索式管桥具有较好的稳定性。

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。

基于交通流荷载的高速公路沥青路面使用寿命分析

为探求交通流荷载下高速公路沥青路面的使用寿命,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元粘弹性路面结构模型;根据损伤力学理论研究单轴载通过时由沥青层底部的最大拉伸应变造成的路面破坏;再由Miner’s线性累积损伤理论得到在实际车流荷载作用下沥青路面发生一定破坏程度时的使用寿命。计算结果表明,研究路段的沥青破坏路面等于或小于车轮路径处面积的10%仅需用3.4年,达到45%需4.5年;而使用轴载换算方法算得结果则为5.5年。