海底管道提吊和沉放過程仿真及應力控制研究.pdf

1、在淺海水域海底管道鋪設過程中,拖運至預定地點的管道分段要從海底提吊至水面進行焊接,然后沉放埋設。海底管道被提起后一段懸空,中間懸跨段較長,管道彎曲變形很大,在復雜的環(huán)境載荷及安裝載荷作用下,極易導致管道的破壞。為了保證海底管道在提吊及整體沉放過程中的變形控制在彈性變形范圍內,不發(fā)生屈服現(xiàn)象,需要對提吊及沉放方案進行相關力學分析與校核。因此,本論文對提吊及沉放中海底管道的空間形態(tài)及應力分布變化過程進行了模擬研究。主要開展了以下內容的研究工

2、作:
　　 探討了常用的海底管道結構形式,分析其結構特點;根據(jù)海洋環(huán)境條件及施工方法明確了提吊及沉放過程中作用于管道的主要載荷及其計算方法;對管道在載荷作用下產生的應力形式進行分析,確定了管道強度校核方法。
　　 分析了海底管道同海床的接觸作用特點,引入海床剛度概念表達管土法向作用關系,并給出了不同管土作用情況和海床條件下的剛度計算方法;根據(jù)海底管道同海床的摩擦作用特點,建立管土各向異性彈性滑動摩擦模型。
　　

3、結合管道提吊及沉放的具體措施和步驟,建立了海底管道、吊纜及海床的數(shù)值模型,利用Slipring連接屬性模擬吊纜的收放行為,將海床處理成剛性解析面,采用管土法向軟接觸模型和彈性滑動各向異性摩擦模型模擬管土作用關系?；谠撃Ｐ蛯σ欢喂艿赖奶岬跫俺练湃^程進行了模擬,模擬結果很好的顯示了管道在提吊和整體沉放過程中的連續(xù)變形和應力分布情況,可以為施工方案的設計和校核提供重要參考。
　　 基于建立的數(shù)值模型,研究了定常水流、海床摩擦系數(shù)及