浅海竖L型悬空管道三维动力响应分析

摘要：

海底管道不仅会在平直段出现悬空,膨胀弯管处也会出现悬空,此时水平悬空段与垂直立管段整体呈L型并长期处于波浪海流激励下,波流作用引起的动力响应及疲劳损伤不容忽视.基于向量式有限元(VFIFE)法,考虑三向管土接触作用,建立了考虑往复运动时侧向土抗力位移模型,采用非线性STOKES五阶波模拟了波流联合作用下埕岛水域某竖L型海底悬空管道的动力响应,并对考虑波流联合作用以及底端管卡松动的特殊情况下的动力响应进行了分析,评价其对疲劳寿命的影响.结果 表明:对于两端固定的竖L型海底悬空管道,最不利点为管卡处,其次为管土分离点、弯头处以及跨中,共四个潜在危险点,其中,跨中的应力峰值较小;考虑波流联合作用与不考虑波流联合作用差别显著;只有横向约束的管卡在管道最小疲劳寿命方面优于固定管卡;考虑侧向往复运动土体作用理论对管道整体的应力以及疲劳影响较小,但对跨中及管土分离点处的位移影响较大.

关键词：向量式有限元、悬空管道、波流联合、动力响应、管土相互作用

所属期刊栏目：39

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：国家自然科学基金;山东省自然科学基金;国家重点研发计划;山东省高等学校科技计划项目

在线出版日期：2020-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：47-54,66