相似理论的斜拉索管桥力学特性研究

利用相似理论搭建了斜拉索管桥的模型实验系统,进行了斜拉索管桥的静力学分析实验,同时采用数值模拟的方法对该管桥进行了非线性有限元分析,用模型实验来验证数值模拟结果的可靠性。通过对比斜拉索管桥在空载、集中载荷以及拉索断裂等工况下的实验数据与模拟数据,分析得出模拟数据的最大偏差在11％以内,模拟结果与实验结果吻合性良好,采用的数值模拟方法可以用来解决斜拉索式管桥工程实际问题。     

斜拉索管桥清管模拟实验数据测试与分析

斜拉索管桥是油气管道主要跨越结构形式 ,由于斜拉索管桥本身具备的超静定和高柔性的结构特点 ,使得清管中的积液柱在补偿器前后端产生复杂的动载荷作用。基于建立的振动相似物理模型 ,利用INV— 30 6智能信号采集处理分析仪测试不同工况下模型的振动加速度、位移和管桥斜拉索张力等相关参数 ,从而确定原型斜拉索管桥的振动位移和斜拉索张力大小。这对于正确认识管桥动力响应特征 ,以尽量避免管桥因动载荷导致的破坏或失效 ,并确保国家生命线工程的安全具有重要的意义。     

房亭河斜拉索管桥的施工

房亭河斜拉索管桥,全长181m,主跨81m,管径1628mm,是目前管道局所承担的最大口径的一座输水管桥。该管桥跨越河面54.2m,采用双向斜拉索结构形式,将斜拉索呈扇型布置于铁塔两侧,增强了管桥刚度和抗振能力,改善了管桥侧向位移。管桥总计136t,分主跨81m,边跨管     

斜拉索管桥几何非线性分析的三维有限元模型

根据斜拉索管桥的实际结构特点,建立了三维有限元计算模型。针对输送管道的薄壁结构特征,在弹性薄壳理论的基础上,引入Karman挠曲系数以及应力增强系数,建立了曲管单元的计算模型;同时考虑了斜拉索的垂度效应、边界条件等结构参数对斜拉索管桥的影响。结合实例,对恒载作用下斜拉索管桥的结构、几何形状与内力进行了仿真计算,数值计算结果与实测结果吻合,说明应用该有限元模型能够精确进行几何非线性分析。     

大型斜拉索管桥在平面外的横向位移分析

管道建设中常遇到河流、湖泊、沼泽、山谷、冲沟等自然障碍物或人工构筑物,为在工程技术上克服这些困难,需采取穿跨越方式通过,大型斜拉索管桥就是一种常用的跨越型式。通过计算方法研究,提出了一种新的简明计算斜拉索管桥平面外的横向位移分析方法,推导了斜拉索对承重管的横向约束刚度公式。以西乡-汉中、汉中-安康输气管道工程石泉汉江斜拉索管桥为例,通过对横向风荷载、横向约束刚度的分析,详细计算了管桥的横向位移,讨论了该方法的精度问题。该方法对今后斜拉索跨越管桥的初步分析与方案比选提供了参考意义。     

大中型斜拉索管桥清管动力特性分析

大中型管桥常常是油气输送管道系统中的关键部位,呈现高次超静定、高柔性的结构特点,清管过程中形成的积液会在管桥处产生强烈的冲击动载荷作用而破坏管桥结构的稳定性。为此,考虑斜拉索管道跨越结构恒载产生的初始内力、拉索垂度等几何非线性因素,将塔架简化为变截面梁,建立了斜拉索管桥清管动力分析有限元模型。按照管桥积液流动具有的移动荷载时间历程的特性,采用荷载步施加动载荷。结合实例分析了不同清管工况条件下斜拉索管桥跨越结构的振动位移、临界积液长度以及临界清管速度,从而为现场安全清管作业提供了依据。     

提篮半穿式管桥的模糊优化设计

本文在现有关于提篮半穿式管桥分析设计和理论研究的基础上,建立了非对称模糊优化模型,所给算例表明,采用模糊优化设计方法得到的设计方案在技术上更可靠,经济上更合理。     

跨越输气管桥不停气大修施工

通过天然气管道跨越管桥大修施工，将三跨双塔扇形斜拉索管桥结构改造成为斜拉索─悬索的混合结构，增加了跨越管桥的稳定性，本文着重介绍利用现有场地并在维持管道正常输气状况下对管道设施加固、更换及带气补焊的施工方法和经验。     

基于紧密性的法兰模糊可靠性优化设计方法

提出了螺栓法兰连接模糊可靠性的概念,基于垫片时效泄漏模型和模糊随机概率理论,推导了螺栓法兰连接模糊随机可靠性的计算公式。为减轻法兰质量,降低设备成本,根据设计参数定义了密封可靠性的灵敏度优化参数,同时考虑螺栓法兰连接的紧密性、法兰强度和刚度,研究了法兰模糊可靠性优化设计方法。根据提出的优化设计方法,以某管法兰为例进行了模糊可靠性优化设计,设计得到的法兰既可满足强度、刚度及可靠性的要求,又能使连接系统的泄漏率小于规定指标泄漏率,且优化后其质量减少了16%,设计的法兰安全、经济。     

山区峡谷大跨度管道桥风致响应

山区气象条件非常复杂,气流对跨越山区峡谷的管道桥将产生非常不利的影响,大跨度管道桥的抗风问题已成为管道桥设计中重要的考虑因素。针对山区峡谷大跨悬索和斜拉管道桥两种类型的跨越结构,总结山区峡谷管道桥设计风参数的选取方法,得到了两座管道桥桥面高度处设计风速。通过节段模型风洞试验,获取了两种类型管道桥主梁的气动力系数,为桥梁的抗风设计提供了重要参数。基于全桥气弹模型风洞试验,总结了管道桥气弹模型的相似关系,给出了管道桥主梁、大缆、拉索、桥塔和桥墩各构件模型的设计和制作方法,特别是主梁模型设计中用到的“U”型弹簧设计方法,试验最后得出了这两类管道桥的风致响应特征。研究结果表明,跨度300 m以下桁架管道桥具有很好的抗风安全性,为以后类似的管道桥设计提供参考和依据。     

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??Based on analysis design and theoretical study of the available basket-like semi-crossing pipe bridge ??BSPB??,an unsymmetrical fuzzy optimum model of BSPB is set up in this paper.A given compute example shows that the BSPB design scheme obtained by fuzzy optimum design method is more reliable in technique and more reasonable in economy.     

玻璃钢混合杆柱设计方法及防冲距计算

玻璃钢杆柱不能承受过大的压力,设计时底部需增加一定长度的钢杆形成玻璃钢混合杆柱。大多数玻璃钢混合杆柱设计方法均以中和点为设计参考,通过对杆柱系统失稳临界载荷进行分析,提出以底部杆柱不受压失稳为目标的杆柱应力设计方法,并在此基础上结合模糊数学优化理论,得到玻璃钢混合杆柱系统的优化设计步骤。分析了玻璃钢混合杆柱防冲距,简化并修正了防冲距计算公式。提供的设计最佳初选比例能够节省计算时间,提高计算精度。提出的设计方法在实际应用中取得了良好的应用效果。     

新型大跨度管桥

随着我国油、气管道建设的发展,在管道建设中常常遇到河流、沼泽、湖泊、山谷等自然障碍物或人工构筑物,不得不采用穿越或跨越形式敷设。但常常由于河床不稳定,河床或边坡冲刷严重,开挖管沟十分困难或不经济等原因,而采用空中跨越要比水下穿越更为合理。管道跨越大江大河,施工复杂,技术难度大,国外大跨度管桥大都采用悬索管桥     

基于钻井延伸极限的管柱分段优化设计方法

大位移井的横向延伸能力不断提高,管柱力学行为更加复杂,对管柱的优化设计提出了更高的要求。为此,综合考虑管柱各种作业工况和约束因素的影响,构建了一种基于大位移井延伸极限的管柱分段优化设计方法。对于大斜度段管柱采用加权目标函数法进行设计,采用先局部后整体的方法进行求解;对于上部常规段管柱采用近似延伸极限法进行设计,采用迭代法进行求解。研究结果表明,新设计方法可有效地解决大位移井管柱和接头优化设计问题。井眼状况良好时,可在钻柱上安装减阻器,以降低管柱摩阻;井眼状况较差时,采用小尺寸接头钻柱且不采用减阻接头,以降低局部机械阻力。套管设计中建议采用兼顾套管居中和减阻的折中方案,折中方案结果相对于仅考虑套管居中或减阻的结果更加合理。研究结果可为大位移井中管柱的优化设计提供参考。     

油气集输系统新增产能建设拓扑优化方法研究

在油气集输新增产能建设中,为充分利用已建管网系统的处理能力,达到降低投资,提高经济效益的目的,进行了油气集输新增产能建设布局优化方法的研究。针对新建集输管网为树状结构的情况,建立了油气集输系统新增产能建设拓扑优化的数学模型,讨论了计算复杂性问题。根据模型的特点,将问题分解为拓扑级优化和几何级优化两个子问题,并通过它们之间的迭代进行求解。实例计算表明,所建立的数学模型正确,求解方法可行,能用于工程实际设计。     

炼油厂铁路专用线装卸区平面设计中应注意的问题

炼油厂铁路专用线是炼油厂储运设施的主要组成部分，其装卸区平面设计涉及铁路相关知识和石油化工相关规范的结合，因而具有其特殊性和复杂性。基于此，结合相关规范和工程实例，重点从石油化工厂厂区内的铁路装卸区平面设计中常见的问题或常被忽视的环节、设计中的关键点、相关规范的合理运用、铁路相关知识的有效结合等方面，分析了并列相邻栈桥布置、管架跨越装卸线布置、装卸线与栈桥平面布置、顺次相邻栈桥布置、沥青栈桥平面布置、装卸线尽头布置的平面设计要领、设计技巧和优化措施，并对装卸区平面设计中重要的关键问题进行了阐述。     

海底管道S型铺设的计算机辅助设计

在S型海底管道铺设设计中,通常采用手动建模并调整作业线设置参数的传统设计方法.鉴于该传统方法存在费时、费力、无法用于复杂结构的托管架等局限性,开发出一套海底管道S型铺设辅助设计程序.该程序能够为任何形状的作业线建立精细的托管架模型,并自动计算最佳设置的支撑滚轮坐标.该程序采用有限元方法对海底管道静态S型铺设问题进行求解...