LNG接收站高压管线预冷难点解析

管道预冷是LNG接收站新增设施投产调试中的重要环节。在大口径管道预冷中可能出现因管道应力过大而发生管道弯折损毁的情况。以上海LNG接收站储罐扩建工程气化设施投产试车为例,介绍高压LNG管线的预冷工艺,并从管道预冷对接收站原有设施生产运行造成的冲击和管道预冷过程中试车现场存在问题的角度出发,对高压LNG管线预冷过程中存在问题进行分析,并提出相应解决方案。     

基于热-力耦合的浅埋管道受力特性研究

对于埋深较浅的管道,管壁温度受地温影响不断发生改变,在土体的约束作用下导致管道内产生温度应力,温度应力过大则会对管道的正常投入使用产生影响。采用Ansys软件模拟的研究方法对管道外壁温度不断变化时管道内温度应力进行了分析。研究结果表明,埋地管道水平变形主要向两侧鼓胀,竖向变形主要沿管身向内收缩;温度变化对管道环向应力的影响不大,温度变化对管道轴向应力的影响较大。     

局部火灾下基于网架热力效应解耦方法的杆件约束刚度求解

局部火灾下,网架结构整体升温呈非均匀状态,由于各杆件轴向的温度膨胀变形不同,导致了杆件间的轴向约束效应,这种轴向约束使网架结构杆件受火屈曲后仍具有一定的承载力.定量确定网架结构杆件间的相互约束是正确评价杆件抗火承载力的重要条件.分别将上、下弦杆层连续化,参考拟夹层板法,基于力平衡方程和位移协调方程,分别得到非均匀温度场中考虑温度膨胀效应和静力荷载效应的网架上、下弦杆层的面内位移及竖向挠度解析解.同时采用数值分析方法,分别得到非均匀温度场中,在温度、杆件间相互约束和静力荷载耦合作用下的网架上、下弦杆层面内及竖向位移数值解以及杆件间相互约束效应产生的附加温度内力.上述位移解析解与数值解之差值即为网架各杆件在约束效应下所产生的轴向变形,该轴向变形量与附加温度内力之比,即为杆件的轴向约束刚度.这种轴向约束刚度计算方法有效地将杆件由于温度膨胀受到约束产生的轴向变形量从耦合效应中剥离出来,从而较准确地得出升温历程中杆件间的瞬态约束刚度.     

国际期刊导读

火灾下蠕变对轴向约束钢柱屈曲的影响 目前,大多采用考虑蠕变的Harmathy蠕变模型进行耐火性分析。Harmathy蠕变模型仅能预测恒定应力下一定精度的蠕变,不适用于应力变化的情况。轴向约束钢柱遇到火灾时,火灾过程中应力将随着时间和温度的变化而迅速变化。该文研究了火灾下蠕变对轴向受压钢柱屈曲性能的影响。使用ANSYS软件中能够预测任何时间、应力或温度下钢材蠕变应力的蠕变模型来预测蠕变应力。分别对考虑和不考虑蠕变的情况进行数值模拟,并对两种情况下的屈曲温度和轴向变形结果进行对比分析。快火和慢火工况都考虑在内。研究结果显示,慢火工况下考虑蠕变的轴向约束钢柱屈曲温度高于不考虑蠕变的屈曲温度,快火工况下考虑蠕变的轴向约束钢柱屈曲温度可能高于也可能低于不考虑蠕变的屈曲温度。     

真三轴应力下塑性混凝土的变形与强度

通过侧压恒定和侧向位移近似恒定的2类真三轴压缩试验,研究了三向应力下塑性混凝土的变形、破坏和强度.在侧压恒定的真三轴试验条件下,塑性混凝土侧压从0至设定值过程中产生了压缩变形,此后,侧向应力和应变均保持稳定,侧向由压缩变形转变为膨胀变形,但侧向应力大小稳定,塑性混凝土强度与侧向应力大小密切相关;在侧向位移近似恒定的真三轴试验条件下,侧压随着轴压增加而增大,强度可达单轴强度9倍以上.塑性混凝土在真三轴压缩作用下的变形过程为:在轴向应力-应变曲线上,轴向压缩初期至直线上升段,侧向在侧压作用下产生变形,约束阻止了膨胀变形的过早出现,延迟了膨胀变形的产生,提高了最大体积压缩值,增强了试件的抗裂性能,提高了轴向抗压缩变形能力,增大了强度;当轴向压缩达到一定程度时,侧向变形由压缩转变为膨胀,体积很快压缩至最小,抗压强度也很快达到峰值;之后,轴向变形加速发展,膨胀变形由于侧向约束而发展较慢,轴向应力缓慢下降.在单轴作用下,峰值后轴向压缩加速发展,膨胀变形由于无约束而快速发展,轴向应力快速下降.     

屈曲约束支撑焊接连接方式的残余应力检测分析研究

通过对某工程项目一榀2根屈曲约束支撑连接焊接过程产生的焊接残余应力、位移以及温度进行现场监测和有限元分析,得到屈曲约束支撑在不同的焊接连接方法过程中产生的残余应力和变形数据,两种焊接方法焊接时对支撑远端连接部位产生的最大拉应力分别为24MPa、2MPa,最大压应力分别为2MPa、6MPa;最大竖向位移为0.51mm,和有限元模拟计算产生的最大竖向位移0.70mm基本吻合,可以看到第二种焊接顺序更为合理。为分析焊接残余应力以及焊接变形对屈曲约束支撑性能的影响,消除或降低焊接残余应力以及焊接变形提供了有效的试验依据。     

火灾下蠕变对轴向约束钢柱屈曲的影响

目前,大多采用考虑蠕变的Harmathy蠕变模型进行耐火性分析。Harmathy蠕变模型仅能预测恒定应力下一定精度的蠕变,不适用于应力变化的情况。轴向约束钢柱遇到火灾时,火灾过程中应力将随着时间和温度的变化而迅速变化。该文研究了火灾下蠕变对轴向受压钢柱屈曲性能的影响。使用ANSYS软件中能够预测任何时间、应力或温度下钢材蠕变应力的蠕变模型来预测蠕变应力。分别对考虑和不考虑蠕变的情况进行数值模拟,并对两种情况下的屈曲温度和轴向变形结果进行对比分析。快火和慢火工况都考虑在内。研究结果显示,慢火工况下考虑蠕变的轴向约束钢柱屈曲温度高于不考虑蠕变的屈曲温度,快火工况下考虑蠕变的轴向约束钢柱屈曲温度可能高于也可能低于不考虑蠕变的屈曲温度。     

双阶屈服屈曲约束支撑框架小震参数分析

为了弥补常规屈曲约束支撑在多遇地震作用下处于弹性状态,不能发挥消能减震作用的不足,提出了一种将金属套管阻尼器与屈曲约束支撑组合形成的双阶屈服屈曲约束支撑,经试验验证其具有良好、稳定的小震及中大震下的滞回特性。在小震作用下,金属套管阻尼器屈服消能,屈曲约束芯板保持弹性承载。借助有限元软件ETABS建立了一系列双阶屈服屈曲约束支撑框架模型,通过改变支撑与框架刚度比、阻尼器与芯板的轴向刚度关系以及套管阻尼器的屈服比例,对各模型进行小震作用下的动力弹塑性分析,将各模型基底剪力和最大层间位移角与相应的常规屈曲约束支撑框架的分析结果进行对比。结果表明:双阶屈服屈曲约束支撑与支撑芯板的轴向弹性刚度比取2左右,阻尼器屈服比例取0.3左右时,可取得较好的减震效果; 双阶屈服屈曲约束支撑的参数取值改变,对降低结构地震响应的影响趋势不因支撑与框架刚度比不同而改变; 当支撑刚度贡献较大时,相较常规屈曲约束支撑,双阶屈服屈曲约束支撑的设置能降低结构的层间位移角,若要同时降低基底剪力,阻尼器屈服比例不宜高于0.3。     

框架柱对在超长框架梁中建立预应力的影响

当前广泛应用的大面积，预应力砼楼盖结构中，主梁由预应力筋引起的轴向预应力在５－８Ｎ／ｍｍ＾２，在框架柱中引起较大侧向位移，并由于柱的抗侧移刚度使柱在张拉过程中对预应力梁的压缩产生约束，造成预应力损失，文章对以上情况进行了分析，指出在设计，施工中应加以注意。     

福州海峡奥体中心体育场卸载过程分析及监测北大核心CSCD

大跨度钢网壳屋盖结构在卸载过程中的受力状态与成型后的受力状态相比有很大变化。以福州海峡奥体中心体育场为例,建立体育场卸载过程模拟的有限元模型,分析了结构在卸载过程中的位移和应力变化趋势,并在监测过程中考虑温度对结构卸载过程的影响。结果表明,钢罩篷临时支撑卸载后,其主要杆件内力相对于卸载前的应力变化较大,但所有杆件的应力随卸载过程的进行变化都比较平缓,监测的应力-应变曲线在结构设计范围之内;悬挑端监测点均较卸载前产生向下的竖向位移,结构变形值和计算值吻合,说明采用有限元模拟结构卸载过程可行,所采取的结构卸载过程监测方法能够有效地反映结构的内力和位移变化。     

直埋敷设弯管管段的强度计算及应用

在布置供热管网时，常常沿街道敷设管道，这样，大量使用了弯管。因此，弯管的强度计算在管网设计中有着重要意义。本文针对直埋管道的力学特点，分析直埋敷设弯管管段的强度计算方法及在设计中的应用。1计算模型1．1作用任何使管道产生内力和变形的因素都可称为作用，以前又称之为荷载。温度和压力是热力管道上最主要的作用。对于直埋管道，当然也要考虑这两种热力管道的作用。同时，由于直埋管道与土壤直接接触，当管道出现轴向位移时，产生的土壤轴向摩擦力将会阻止轴向位移的发展；而当管道出现侧向位移时，产生的土壤侧向压缩反力将会…     

混凝土内支撑结构温度效应三维数值分析

随着极端天气气候的频现,温度变化对基坑支撑结构的影响越来越不容忽视。为考虑基坑支护体系的空间效应,本文在空间杆单元协调模型基础上,采用三维有限元数值模拟的方法,研究了水土压力荷载(含支撑自重)和变温作用下内支撑结构的内力与变形。数值分析结果表明,支撑主要受轴力、弯矩和剪力共同作用,其中轴向压力最大,局部杆件根部有较大弯矩;升温增大支撑结构的内力,对轴向压力影响较大;降温增大支护结构的变形,对坑顶水平位移影响较大;支撑结构内力随温度呈线性变化,在升温和降温阶段,内力变化率不同。     

钢桁架结构杆件的昼夜温差应力变化测试

目前鉴于温度荷载作用下钢结构应力变化的研究较少，本文以某工厂原料输送管道支撑钢桁架为例，进行了昼夜温度作用下钢桁架34h现场应变连续测试试验。试验结果可知，温度应力对钢桁架内力有较大影响。研究结果可为类似工程设计提供依据。     

新型钢围堰结构施工技术应用研究

以淮河矮塔斜拉桥波腹板特大桥18号墩承台工程为背景，系统总结了淮河特大桥主桥18号墩承台围堰的施工方案工序，并通过数值方法验证方案可行性研究，结合对于自动化监测所得到的数据的处理分析，结果表明：（1）通过数值分析围堰及钢管桩位移、钢管板桩应力、顶层内支撑受力、顶层内支撑受力可知，钢管桩围堰钢管桩结构在完成抽水工况下整体仍然满足设计要求；（2）施工前期锁口钢管桩桩顶位移与沉降均较大，说明现场施工过程中锁口钢管桩会产生较大的不可控位移，但随施工地推进，所有测点的变形与沉降均趋于稳定，且变形值小于允许值，验证了此次水域高渗透性土层深基础新型钢围堰的安全性。     

CAESAR Ⅱ在大口径、厚壁管中的可靠性研究

为了验证CAESAR Ⅱ软件在大口径、厚壁管应力分析中的可靠性,有必要了解管道应力分析的基本原理,熟悉软件的工作环境.在大口径、厚壁管的简单实例中,对管道应力进行了理论分析,计算出管道上各约束的受力、管道各点应力及管道上各点位移;同时,采用CAESAR Ⅱ软件建立管道应力分析模型,加载管道约束,得到管道应力分布情况,直接显示出计算结果.将两种应力分析结果作比较,发现理论计算值与软件计算值相差不大.因此,CAESAR Ⅱ软件用于大口径、厚壁管方面的应力分析是可靠的.     

国家体育馆屋盖滑移支撑转换变形分析

国家体育馆在滑移施工过程中一个非常关键的步骤是七点支撑转变为三点支撑,文章给出两种转换方案,分析此过程中结构的位移、支撑架反力、杆件应力的变化情况。     

长距离埋地钢管中波纹管伸缩节的作用研究

本文基于某水电站工程,对缓坡段外包混凝土的埋地钢管结构采取不同的伸缩节布置方案,建立三维有限元计算模型,研究在温度和地震作用下波纹管伸缩节对管道结构的影响。结果表明:伸缩节能够帮助管道适应地基不均匀沉降,但对降低温度应力的作用不大;对于坡度较陡、立面转弯角度较大的管道,无论是静力工况还是地震工况,伸缩节均能够有效降低管道结构的轴向应力,并改善局部应力集中,但同时会增大结构的位移,对地震工况的动位移影响尤其明显。总体而言,伸缩节的设置应综合考虑管道结构稳定性和经济性,对于坡度较缓、管轴线没有明显转折的管段,若无特殊需求中间可不设置伸缩节。     

屈曲约束支撑在浦东城市规划展览馆和公共艺术中心的应用研究

上海市浦东城市规划和公共艺术中心采用钢框架-支撑结构体系。为对其进行超限建筑抗震设防计算,研究屈曲约束支撑对其减震控制的效果,运用PERFORM-3D软件对结构模型进行了中震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。由分析结果可知,该结构设计合理,抗震性能优异,且性能储备较大,满足相关规范所规定的设防要求;屈曲约束支撑的设置能够减小结构在中震和罕遇地震作用下的层间位移角和基底剪力,增加塑性耗能,且自身能够随地震强度的变化表现出不同的耗能性能,满足多阶段的减震设计目标。     

超大基坑逆作法施工监测分析

以天津某交通枢纽工程为例,通过基坑开挖过程中水平支撑结构板内力、围护结构及墙后土体水平位移实测资料分析,得出了逆作法异于顺作法的变化规律,由分析结果可知逆作法位移小的特点,为类似工程提供参考。     

三维有限元分析隧道开挖收敛损失与纵剖面 变形曲线关系研究

采用实验室研发的三维有限元程序,运用隧道收敛-约束法的分析模式,针对岩体弹性参数、初始应力与隧道径向位移等影响因素,探讨有支撑与无支撑情况下的隧道开挖收敛损失与纵剖面变形曲线关系.采用纵剖面变形曲线的研究结果,并与三维有限元数值计算结果相比较,探讨收敛损失的影响.由隧道收敛-约束法理论分析结果与三维有限元数值计算结果可知:(1) 确立隧道开挖收敛损失与纵剖面变形曲线的关系;(2) 隧道纵剖面变形曲线的归一化处理方式,可消除岩体参数、初始应力和隧道收敛的位置等因素影响;(3) 在弹性条件下,隧道开挖面产生的前期位移量约为最终位移量的25%～36%;(4) 由二维纵剖面变形曲线的分布,可计算并获得隧道开挖收敛损失值、了解隧道开挖工作面效应的三维影响,进而能计算分析岩体结构的应力与位移等变化量.