海底管道懸跨段力學(xué)分析及處理裝置研究.pdf

1、海底管道懸跨是指海底管道與海床表面之間形成的不直接接觸的懸空段。海底的地形和地質(zhì)構(gòu)成，波浪與海流的沖刷作用，海底沙丘運(yùn)動(dòng)以及土壤性能的改變等等，都會(huì)引起海底管道懸空的發(fā)生。管跨的出現(xiàn)改變了海底管道所承受的載荷形式和應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)海水流經(jīng)管道懸跨段時(shí)，常伴隨著周期性的渦激振動(dòng)。渦激振動(dòng)是決定海底管道使用壽命、引發(fā)管道疲勞破壞的主要因素。
　　本文利用勢(shì)流理論和Morison方程對(duì)懸跨管道進(jìn)行了受力研究。以海底管道懸跨段為研究對(duì)象，根據(jù)

2、歐拉-伯努利梁理論推導(dǎo)出懸跨管道振動(dòng)控制方程，并求解其固有頻率。分析了軸向力對(duì)自由振動(dòng)和懸跨長(zhǎng)度的影響。同時(shí)從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面推導(dǎo)出海底管道的最大允許懸跨長(zhǎng)度，并給出了計(jì)算算例。
　　綜合國(guó)內(nèi)外懸跨處理技術(shù)研究現(xiàn)狀，進(jìn)行了懸跨處理裝置總體方案設(shè)計(jì)。提出了落石、鋪袋和結(jié)構(gòu)支撐三種管道懸跨處理方案。經(jīng)分析研究，確定了結(jié)構(gòu)支撐為本課題的研究目標(biāo)，并給出了結(jié)構(gòu)支撐裝置的總體方案，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　論文對(duì)結(jié)構(gòu)支撐裝