海底柔性管道鋪設(shè)設(shè)計(jì)與分析技術(shù)研究.pdf

1、海底柔性管道的鋪設(shè)是管道正式投入使用過(guò)程中最為關(guān)鍵的一個(gè)步驟，對(duì)于整個(gè)海底建設(shè)工程而言至關(guān)重要。水平式鋪設(shè)方法因具有結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、耗資小以及鋪設(shè)效率高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。水平式鋪設(shè)過(guò)程中，上彎段管道部分是整個(gè)鋪設(shè)線型中最危險(xiǎn)的區(qū)域，其最容易發(fā)生的失效模式為徑向擠壓失效。
　　本文應(yīng)用自然懸鏈線理論，針對(duì)水平式鋪設(shè)過(guò)程的整體線型，得到了上彎段管道的張力、曲率以及徑向擠壓力的理論表達(dá)式。之后，應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的海洋管道設(shè)計(jì)分析軟件Orcaf

2、lex對(duì)水平式鋪設(shè)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值仿真，主要的研究?jī)?nèi)容及成果為:
　　(1)不同鋪設(shè)水深下，上彎段管道承受的徑向擠壓力的整體分布形式是一致的，這種分布形式幾乎不受波浪方向和波浪高度的影響;并且隨著水深的增加，徑向擠壓力呈現(xiàn)出比較明顯的增加趨勢(shì)。
　　(2)在鋪設(shè)水深和波浪高度一定的情況下，波浪方向?qū)ι蠌澏喂艿缽较驍D壓力的分布影響較小，且在波浪方向?yàn)?5°時(shí)，上彎段管道的徑向擠壓力最大。
　　(3)在波浪高度為2.0米到2

3、.5米左右的鋪設(shè)工況下，上彎段管道的徑向擠壓力變化幅度較小;當(dāng)波浪高度達(dá)到3.0米時(shí)，徑向擠壓力發(fā)生了比較明顯的增加。
　　實(shí)際中，管道鋪設(shè)作業(yè)涉及到龐大的鋪設(shè)系統(tǒng)，面臨的海洋環(huán)境也十分復(fù)雜，因此整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和受力都具有很強(qiáng)的非線性、耦合性和隨機(jī)性，理論和數(shù)值分析方法很難對(duì)其進(jìn)行完整準(zhǔn)確的分析。本文進(jìn)一步利用半物理仿真實(shí)驗(yàn)原理，開(kāi)展了模擬鋪設(shè)工況的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到的主要結(jié)論為:
　　(1)在不同的海洋環(huán)境參數(shù)下，通過(guò)對(duì)