沉管下沟管道力学分析

作     者：兰旭彬 杨雅冰 房茂立 赵连学 朱海瑞 LAN Xubin;YANG Yabing;FANG Maoli;ZHAO Lianxue;ZHU Hairui

作者机构：中石化石油工程设计有限公司成都分公司四川成都610000 中石化石油工程设计有限公司山东东营257100 山东莱克工程设计有限公司山东东营257100 

基　　金：国家自然科学基金项目(51674212) 

出 版 物：《中国安全生产科学技术》 (Journal of Safety Science and Technology)

年 卷 期：2023年第19卷第6期

页      码：112-118页

摘      要：为解决传统吊管法在水网、沙漠及沼泽等地段管道下沟所面临的实际施工难题,以大管径为研究对象,基于面面接触算法,实现管土耦合作用,构建单向及背向沉管法下沟管道模型,综合考虑管道与压袋自身重力及沟内积水带来的浮力作用,并以节点载荷形式间接实现流固耦合影响,对一般工况、含支墩及沟内积水工况进行分析,获取不同工况下管道力学规律。研究结果表明:针对不同沉管法施工,管道下沟过程可分为沉管下沟前期、稳定期、后期3个阶段;当管道刚接触沟底时,其位移、应力达到极值,相比于一般工况,含支墩工况下管道应力极值点位于临近管沟开挖边界的支墩处;为提高沉管法施工适用性,可在管土接触处铺垫胶皮、减小管沟深度及采用分层开挖管沟等措施,降低管道应力极值;当沟内积水深度大于临界深度时,优先建议采用抽排水措施,当不可避免采用平衡压袋时,建议以沉管下沟稳定期时管道悬空长度作为评判基准,控制压袋与管沟开挖边界间距,以保证管道施工安全。研究结果可为大管径管道设计及施工阶段提供理论指导与技术支撑。

主 题 词：输气管道 沉管法 施工 数值模拟 力学分析 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 0837[0837] 082003[082003] 

D　O　I：10.11731/j.issn.1673-193x.2023.06.016

馆 藏 号：203122486...