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《地震波作用下海底管线弯管抗震设计方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第1期石油学报Vol.29No.12008年1月ACTAPETROLEISINICAJan.2008文章编号:025322697(2008)0120143206地震波作用下海底管线弯管抗震设计方法12334段梦兰岳志勇崔玉军贾旭孙政策(11中国石油大学海洋油气研究中心北京102249;21北京大学力学与工程科学系北京100871;31中海石油研究中心北京100027;41复旦大学力学与工程科学系上海200433)摘要:根据海底管道铺设环境的实际情况,建立了海底管道简单弯管的力学模型,并用地震最大加速度法求得包含1个动力安全系数的工程设计计算公式。用加速度时程曲线法对弯管的动力学方程进行
2、了数值计算,同时使用有限元软件验证了数值计算结果,为动力安全系数的选择提供了依据。关键词:地震波;海底管线;弯管;设计方法;力学模型;数值计算中图分类号:TE873文献标识码:ADesignmethodforsubseaspoolsagainstearthquakewaves12334DUANMenglanYUEZhiyongCUIYujunJIAXuSUNZhengce(1.OffshoreOil2gasResearchCenter,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;2.DepartmentofMechanicsandEnginee
3、ring,PekingUniversity,Beijing100871,China;3.CNOOCResearchCenter,Beijing100027,China;4.DepartmentofMechanicsandEngineering,FudanUniversity,Shanghai200433,China)Abstract:Amechanicalmodelofsimplesubseaspoolswasdevelopedaccordingtomarineworkingenvironment.Asimpleformulacontainingadynamiccoefficientwasob
4、tainedbythemaximumseismicaccelerationapproach.Thedynamicequationwasnumericallyresolvedbyusingthedataofearthquakewaves.Thenumericalcalculationresultsverifiedbythefiniteelementmethodcanbeem2ployedtodeterminethedynamiccoefficient.Keywords:earthquakewaves;subseapipeline;spool;designmethod;mechanicsmodel
5、;numericalcalculation对于海底管线在地震作用下的安全问题,近年来[125]1弯管的简化力学模型愈来愈受到国内外研究人员的重视。我国的海底管线设计参照《日本陆地管线抗震规范》,而按该规范管线高温输送原油时很容易产生屈曲破坏。因得到的管线应力大大超出海底管线的实际地震应力,此,从采油平台到埋设管线之间的连接管线,一般采用计算出的地震应力没有考虑管线结构尺寸。膨胀弯管形式(图1)。大量地震灾害表明,管线的接头和转角处比较脆在图1(a)中,管线的J点在x向和y向受到采油弱,容易在地震中损坏。对海底管线弯管部分的抗震平台的约束;z向为管线的纵向,延伸到采油平台的顶[6210]设计问题
6、已有一定的研究成果,但至今还没有成部K点被固定。但因为管线的纵向伸缩刚度很大,管熟的抗震设计规范。笔者在静力设计方法的基础上,线z向受到了很强的约束,从而可以近似假定J点固建立符合实际工程情况边界条件的简单弯管的力学定。立管JIH段管线悬空,HFD段管线平铺在海底模型,采用由解析方法得到的简单弯管的面内振动表面,从D点开始管线逐渐埋入土壤中(D点也可近的动力学方程,将地震载荷作简化处理,给出形式似地认为固定在土壤地基上)。由于HFD段管线平上简单、设计人员易于计算的弯管地震应力计算铺在海底表面,HJ段管线悬空,并且整个弯管部分较公式。长,因而一般要在管线的H、G、F点施加约束。例如:基金项目:
7、中国海洋石油总公司“十五”重大基础研究项目“海底管线抗震设计方法研究”(CN00CRC2DEI220022003)资助。作者简介:段梦兰,男,1966年2月生,1993年获石油大学(北京)石油与天然气机械工程博士学位,现为中国石油大学(北京)海洋油气研究中心教授,主要从事海洋工程、结构工程、固体力学等方面的研究工作。E2mail:mlduan@cup.edu.cn144石油学报2008年第29卷图
