Research Progress of Buckling Propagation Experiment of Deep-Water Pipelines

In recent years, the extraction of fossil resources, especially oil and gas in deep and ultra-deep water areas has been playing a more important role and been paid more attention to. For this reason, the working depth of submarine pipelines, which are used for the transportation of oil and gas, has been increasing sharply. As the main failure pattern of deep-water pipelines, buckling and its propagation problem have drawn more attention of many research institutions and engineering units around the world. Based on the existing research, the summary of experiments and their outcomes of deep-water pipeline buckling failure is made in this paper. Research status and developing prospects of the experiments of buckling propagation and buckle arrestor are discussed in detail.

外压作用下夹层管复合结构屈曲传播分析

深海巨大的静水压力容易引起管道的局部屈曲失稳。针对外压作用下的深水夹层管复合结构屈曲传播问题,采用ABAQUS非线性有限元软件建立了含初始缺陷下夹层管三维非线性准静态屈曲传播数值模型,得到屈曲传播过程中夹层管的屈曲变形形态,并在此模型基础上针对夹层管屈曲传播性能进行了广泛的参数敏感性分析。计算结果表明:初始缺陷大小主要影响夹层管屈曲失稳压力,而对屈曲传播压力无明显影响;增强夹层管层间粘接特性能够显著提高管道抗变形能力,增大屈曲传播压力;夹层管几何尺寸参数及材料力学特性对夹层管屈曲传播性能有显著影响。研究结果对于石油夹层管道的优化设计具有一定的参考意义。

停输状态下相变材料夹层管道保温性能分析

在低温高压的深海环境下,油气管道内油液温度的降低极易引起管道内蜡结晶及生成水合物,造成管道堵塞,故流动保障是确保深海油气管道安全运行的重要前提。鉴于此,以相变材料夹层管道为研究对象,提出了几种相变材料夹层管道结构设计方案,通过理论分析与数值仿真相结合的方法,研究了停输状态下深水相变材料夹层管道的传热特性,分析了相变材料与聚丙烯保温性能的差异,对比了保温层中相变材料不同占比和不同布局等对保温性能的影响,优化了保温材料的配置和布局方案。分析结果表明:石蜡相变材料夹层管道的有效保温时间可达非相变材料保温管的1.4倍;夹层管中相变材料占比越大,保温效果越好;相变材料位置越靠近管道内部,保温效果越好。研究结果为相变材料夹层管道的实际应用奠定了技术基础。

装配式钢框架节能墙板的设计制造

给出了一种装配式节能建筑墙板的构造、设计及制造工艺,实际应用结果表明:该墙板的应用不仅能够提高生产率、节省材料、缩短工期,而且能够比现有的传统装配式外墙更加保温,更加隔音、抗风沙。

夹层输流管道弹性波频散特征分析

对无限长夹层输流管道的管壁弹性波频散特征、管内流体声波频散特征,以及弹性体与流体声固耦合的波传播频散特征进行了研究与分析。基于铁木辛柯梁模型构建弹性体管道的波数解析式。考虑声固耦合效应,对无限长夹层输流管道的管壁弹性波与管内流体声波相互耦合的波数和模态振型进行了求解。运用参数化扫描,分别计算了管内流体域为水和空气情况下的频散关系、导波模式,以及不同阶次的截止频率。从分析结果看,夹层输流管道不同介质的频散曲线解析解与数值解基本吻合,超过一定频率,弯曲模态数值解会产生偏差,弹性波模态会发生模态干涉现象。夹层输流管道弹性波频散特征分析为夹层管道故障声检测提供一定的理论依据。

长输管道作用下FRP夹心板的数值模拟分析

为解决目前在役长输管道悬索跨越存在的两个问题:1) 悬索桥运行期间维修保养费用高,给运营企业带来极大的经济负担;2) 主体通常采用钢结构,结构自重大限制了桥梁跨度。本文在悬索跨越桥面板结构中引入一种新型复合材料FRP(纤维增强聚合物),FRP夹芯板有很多突出优点,尤其是强度与重量比值高、维护成本低。本文通过LUSAS有限元软件建立3D实体模型仿真模拟桥面板结构的应力变化,验证FRP夹芯板应用桥梁工程的可行性。研究表明:FRP夹芯板的位移、应变、冲击破坏均能满足材料性能的要求,能够代替钢结构用于长输管道悬索跨越结构的设计之中,并且泡沫夹心和玻璃纤维的厚度越大,玻璃纤维方向交错角度越小,越有利于结构强度。

装配式水泥基复合夹芯墙板电气管线预埋施工技术研究

装配式水泥基复合夹芯墙板电气管线预埋施工技术通过将电气管线及线盒使用BIM技术精确定位排板,将电气管线与线盒在工厂内预制在墙板中,避免施工现场开槽,有效提高装配率,是一种新型的装配式墙体施工技术。着重探讨该种墙材的电气管线预埋施工技术要点,以期指导装配式墙体的生产与施工。

复合夹芯墙板电气管线预埋施工工艺研究及经济性对比分析

复合夹芯墙板是目前使用的一种新型装配式内隔墙隔墙材料,其内部芯材为多孔发泡水泥,外覆轻骨料泥浆水泥,在内部芯材表面放置钢丝网片以提高其抗弯作用。通常情况下将电气管线及线盒预埋于水泥基复合夹芯墙板中,通过工厂标准化生产的方式最终形成装配式钢结构体系的非承重墙体材料,形成符合装配式建筑评价要求的墙体管线一体化的部品部件。通过阐述复合夹芯墙板从图纸深化设计、工厂生产、墙板进场验收等方面的施工工艺,将复合夹芯墙板管线预埋成本与传统现场切割线槽埋置管盒成本分别从材料费用、人工费用及机械费用等方面进行分析,最终得出复合夹芯墙板管线预埋成本较低,施工现场湿作业少,具有明显的经济效益及社会效益,推广价值高。

装配式钢结构住宅非承重复合夹芯墙板电气管线一体化技术应用研究

装配式建筑近年已经蓬勃发展,内隔墙板电气管线一体化可提高装配式建筑的装配率,更适于工厂化生产,机械化安装。本文对装配式钢结构住宅中的非承重复合夹芯墙板的电气管线一体技术从深化设计、生产、安装等方面进行研究,提出电气管线一体化解决方案,提高装配率。

新型接口在玻璃钢夹砂管顶管工程中的运用

传统的大口径玻璃钢夹砂管插承口需四道密封圈,套管(筒)制作困难。在长江引水三期工程中,对管径为230mm的玻璃钢夹砂管顶管采用了新型单"F"型接口形式,进行了结构计算、室内试验和现场顶进过程监测,结果表明新型接口形式能满足工程要求。

浅析LOFT住宅电气设计要点

LOFT住宅作为一种新兴的居住形态带给人们一种新的居住体验,同时也给建筑设计带来了新的挑战,尤其是机电专业。本文主要从LOFT户型电量的预留、管井预留,户内一次结构墙体、二次结构墙体和夹层板点位的预留预埋以及夹层点位管线敷设方案等方面进行分析。

液化天然气储罐夹层管路设计的结构要点

液化天然气储罐的管路主要作用是用于介质的装卸,而由于介质的特殊性,液化天然气通常采用沸点温度以下充装,即-162℃以下。因此夹层管路结构的设置除了考虑流量、压力之外,也需要同时考虑介质与环境温度之间较大的温度差,这种温度差具体的体现为温度补偿(热胀冷缩),以及热的传导。为了避免储罐在停止装卸时,外壳由于夹层管路的热传导出现结霜甚至结冰的情况,所以增设了夹层管路的液封结构来避免上述情况,液封管路的设置需要考虑液封管路的长度问题:液封管路过长会影响流量,增加压力损耗;液封管路过短则起不到温度补偿和液封的作用。因此对于夹层管路的结构设计,需要着重注意温差导致的一系列问题。

聚苯颗粒水泥夹芯复合隔墙现浇施工技术

以广华新城小区配套学校项目隔墙施工为背景,对聚苯颗粒水泥夹芯复合条板内隔墙的施工方式进行研究,介绍了聚苯颗粒水泥夹芯复合隔墙现浇施工关键技术,提出了一种解决内隔墙管线密集区域管线敷设后开槽引起的质量问题及隐患的新方法,为类似工程内隔墙施工提供了借鉴。

考虑偏心影响的夹层管压溃行为分析

相比于传统单层管,夹层管的结构更为复杂,在加工制造过程中,易出现夹层厚度充填不均匀、内外管不同心的情况,影响夹层管的外压承载能力。利用有限元软件ABAQUS建立外压作用下偏心夹层管压溃强度数值模型,并通过前人文献中的实验结果对其进行验证。运用Python脚本程序实现了偏心夹层管参数化建模,研究了不同初始椭圆度、内管径厚比、材料强度、层间粘结属性下偏心距对夹层管抗压强度的影响规律。结果表明:随着偏心距增加,夹层管压溃强度明显降低。随着初始椭圆度增加,夹层管压溃强度显著降低。在研究工况范围内,当偏心距大于4 mm时,随着偏心距增加,内管径厚比、材料强度、层间粘结属性的变化对夹层管压溃强度影响较为明显。研究成果可为夹层管的工程应用提供参考。