ANSYS程序有限元结构分析方法在悬索式管桥体系中的应用

悬索式管桥是长输管道跨越中常用的一种形式,其结构主要由主索、抗风索、塔基和锚固系统及梁式管桥等部分组成。主索和抗风索的形状和尺寸将随荷载的大小、位置和分布规律等的不同而改变。文章对在悬索式管桥体系中应用ANSYS程序有限元结构分析方法,分析管桥主要构件的受力情况并确定安装尺寸方面进行了探讨。在考虑悬索结构非线性特性的基础上,利用有限元软件ANSYS的结构分析模块,建立悬索式管桥悬索体系的计算模型,并进行索形找形和各种工作状态下的结构静力分析,为施工提供合理的安装尺寸。ANSYS程序有限元结构分析方法与手工计算方法相比,计算结果更全面、合理和准确。     

长输油气管道中悬索跨越结构的破坏形式研究

目前,世界上油气管道运输发展迅速,油气干线管道已超过150×104km,并且每年都在持续建设。在长输管道工程中,经常要选择悬索跨越形式。本文将通过建立油气管道悬索跨越结构模型,模拟地震波输入进行试验,分析研究长输油气管道中悬索跨越结构的破坏形式。掌握其破化形式,可以先于灾害发现破坏征兆,确定结构薄弱环节,为长输油气管道的损伤检测及安全评价提供依据,这对确保长输管道的正常使用具有重要意义。     

基于缩比模型的悬索跨越管桥结构安全性分析研究

为探究长庆油田在役悬索跨越管桥结构的安全性,给在役悬索跨越管桥安全评价及维护保养提供理论依据,通过缩比模拟试验及钢索拉断试验开展了相关研究。以清峪河悬索跨越为例,根据几何相似原理,对悬索跨越开展缩比简化设计;并以靖咸管道某一悬索跨越为例,进行悬索跨越钢丝绳力学性能分析。研究表明:当悬索跨越结构在不同位置加载集中载荷或悬索结构发生破坏时,管体本身的应变有明显变化,但索系本身的设计和布置能够保证管桥结构及管体安全可靠;钢索表面腐蚀对钢索内部影响较小,且对钢索整体力学性能影响不大;现有钢索评价方法较为保守,还需进一步研究以得到合适的评价方法,降低在役悬索跨越管桥的维护成本。     

忠武输气管道悬索跨越设计创新及探讨

忠武输气管道有4次悬索跨越,分别是蚂蝗溪悬索跨越、木龙河悬索跨越、马水河悬索跨越、野三河悬索跨越。文章介绍了这几座悬索跨越管桥设计中采用的多项新技术,如采用热聚乙烯半平行钢丝索代替以往的钢丝绳;采用钢管塔架代替以往的角钢塔架;根据地形地貌特点变换风索型式或取消塔架等。这些新技术、新设计在工程中均取得了良好的效果。另外,文章还针对悬索跨越桥面结构型式、预拱度设置、不对称荷载的影响、风索基础的设置等问题进行了探讨。     

清管过程中悬索管桥的动态载荷分析

野三河跨越悬索管桥是川气东送工程的关键结构之一,清管过程中悬索管桥的动态载荷分析对管道的安全运行具有重要的作用.针对悬索管桥建立了动力学有限元模型,采用变载荷的施加形式分析了泡沫清管器在极端环境下的清管过程,研究了悬索管桥在清管过程中的动态响应和安全性,为跨越悬索管桥的清管作业安全提供了理论依据.     

管道跨越结构成桥状态后力学分析

管道跨越悬索结构作为一种重新认识和开始大量修建的输气管道跨越结构,有其自身的优点和缺点。着重从挠度理论出发研究其力学特性,详细推导了悬索跨越结构挠度理论基本微分方程,在此基础上介绍了各内力影响线的求解思路。基于此,采用动态规范法加载原理编制了挠度理论计算程序,通过实际的桥跨结构进行数值模拟,同时对该结构采用SAP2000桥梁专用分析程序进行分析,把计算结果与SAP2000程序分析的结果进行比较分析。结果表明,采用该理论结果与有限元理论的数据结果较接近且偏于安全,特别适用于中小跨度悬索管桥的设计及大跨径悬索管桥的初步设计。     

大跨径悬索管道桥三跨连续式猫道设计与分析

猫道作为悬索管道桥上部结构的空中作业通道,是全部安装工程最重要的临时设施,架设周期和使用时间比较长,其架设前的设计与分析工作对结构安全尤为重要。介绍了猫道结构设计原则和设计方案。以某悬索管道桥的猫道设计为例进行相关受力验算与分析,结果表明:该桥承重索在不同使用阶段的安全系数均大于3,在强度上是安全的;由于悬索管道桥所处的特殊地形,设置抗风索是十分必要的;风速在4级以上时,出于安全考虑,应停止施工索的吊装作业;猫道承重索两端应留有一定的调节余量以满足主缆在不同状态下的线形要求;在该承重索设计方案下,桁架宜采用兜吊方式进行发送与安装。     

不停输更换悬索管道桥悬索和吊杆的施工方法

对悬索管道桥桥体进行不停输加固处理,可保证油区原油正常生产。文章介绍了采用跨河主索和两端背索的悬索结构,通过新马鞍座和锚碇上丝杆使主索和两端背索连接成整体,实现了不停输更换旧悬索、吊杆等构件的施工方法。并从施工方案、施工工艺流程、施工的关键点、施工过程的HSE管理等方面进行较为详细的论述。     

悬索式管桥应变影响因素研究

悬索式管桥的管道在风险状态下受力会产生变形,而管道的变形与力学安全相关。以长庆油田的悬索式管桥为原型,建立了悬索式管桥的模拟试验系统,详细研究了管道内流体体积流量、外加集中载荷和吊索断裂3种因素对管道应变的影响。试验结果表明,在不同体积流量下,管道应变曲线的变化趋势是一致的。在一定载荷内,管道的应变随集中载荷的增大而增大,管道的应变曲线成类似于正弦波的形状,且周期无明显变化。管道的最大应变发生在集中载荷作用点处。隔组破坏5组吊索后,管道仍未发生严重变形,证明悬索式管桥具有较好的稳定性。     

大型悬索管道的跨越施工

在管道建设中经常遇到河流、山谷等自然障碍物或人工构筑物,给管道建设工程带来了一定的复杂性和施工难度.对于河流较深无法进行管道穿越的工程,一般采用跨越形式,而大跨度跨越工程多数采用悬索结构形式.该结构形式较复杂,施工难度大.文章结合长庆油田靖咸输油管道工程中的清峪河跨越施工实例,详细介绍了大型悬索管道跨越施工方法.包括塔架基础施工以及塔架、悬索、工作索的预制安装和管道的预制、发送安装.     

悬索跨越管桥高压注水振动特性研究

利用有限元理论分析了悬索跨越管桥高压注水时的振动特性,以中原石油勘探局跨越黄河大堤悬索管桥进行了试验研究;还得到了悬索跨越管桥的自振频率和振型.理论分析与试验研究表明,悬索跨越管桥在激振荷载下竖直方向的位移、加速度均大于水平方向.可为类似高压悬索跨越管桥的设计和施工提供参考.     

常规管道悬索跨越施工方案选择

在管道穿越河流、峡谷和障碍时,设计人员大多优先用悬索跨。阐述了悬索跨的几种分类及其施工方案的选择。     

长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术

斜拉桥桁架分段发送施工技术适用于跨径100～300 m的江、河、湖泊、水库及大型沟谷等工程地质复杂地段的长输油气管道斜拉桥跨越施工。主要是根据力学平衡原理,利用桥塔和临时悬索作为承重结构,通过计算模型算出绳索受力和牵引力大小,在安全状态下将桁架分段发出,在卷扬机和施工索作用下实现提升、平移、降落直至到达预定位置,然后进行空中组对、法兰连接。长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术与传统的悬索加顶推、水中脚手架相比,更为快捷、安全和经济适用,稳定性更好,不受两岸地势、场地大小及跨越高度的影响。     

预应力技术在中缅天然气管道跨越施工中的应用

大型管道悬索跨越的锚固墩多采用混凝土结构,随着跨度及载荷的增加,将引起锚固墩混凝土受力增加较快,采用传统锚杆形式的锚固结构可能会引起混凝土开裂,降低锚固寿命,而预应力结构可以有效提高跨越锚固效率,减少工程投入。为此,在中缅天然气管道跨越施工中,应用预应力技术,结合管道跨越的结构及荷载特点,通过在锚碇中增加隧道锚等预应力结构,并采用定位方式、锚固结构、混凝土浇筑、张拉、介质注入等优化措施,建立了一套有效的预应力锚固系统,延缓了混凝土裂缝的出现,提高了结构的耐久性及锚固效率。该技术在中缅天然气管道跨越工程中得到了成功运用,取得了良好的经济效益与社会效益,表明该技术是悬索跨越锚固结构优化的一条有效解决途径,丰富了跨越锚固结构类型,为管道跨越结构规模发展提供了技术支撑。     

悬索式跨越中主索和吊索长度的计算

根据悬索式跨越工程特点，从悬索式跨越主索的自然垂度近似于抛物线曲线给出了跨越中索，吊索下料长度的计算方法，该方法计算简单，切合实际，并成功地进行了应用。     

大跨度悬索结构的有益尝试

长输管道工程设计中大跨度带来诸多问题。针对大庆油田外围开发现状，提出大跨度悬索结构，对传统的跨越结构技术作出突皮。介绍了这一技术的主要特点及技术优势和目前在工程中的应用，并分析了采用这一技术带来的显著的经济和社会效益。     

悬索跨越工程整体起吊施工方法

随着石油工业的发展,管道跨越河流工程也不断增多,特别是有通航要求的河道,悬索跨越有它的特殊优越性。我公司于1991年施工的南排河140m 悬索跨越工程(见图1),打破了传统的施工方法,采用整体吊装方案,顺利完成了任务。     

悬空管道送进装置的设计及应用

针对昆钢大红山管道悬索跨越工程施工中遇到的无桥面辅助条件下敷设管道的技术难题,设计一种悬空管道送进装置,将管道从跨越点一侧安全地发送到另一侧。文章主要介绍了悬空管道送进装置的结构、功能及应用情况。     

石化设备更新改造吊装技术——悬索走线法

某炼油化工厂需要在坚持生产的情况下吊装更换空冷设备。由于吊装场地狭小，经过多方案的对比，确定利用加热炉烟囱作立柱的悬索走线法吊装方案。考虑加热炉烟囱的壁板较薄，又是处在作业的高温状态下，对其受力和稳定性需进行严格的理论计算和校核，同时采取得力的辅助措施，使吊装在短时间内一次成功。实践证明，在场地狭小无法使用吊装机械的石化设备更新和技术改造工程中，只要将理论计算与得力的吊装措施相结合，以现有炉、塔等设备作吊装立柱的悬索走线吊装法也是完全可行的。     

长输管道悬索跨越施工方法和施工技术

大型悬索跨越是长输管道普遍采用的一种跨越形式。通过比选,空中发送是一种较佳的施工方法,既施工技术成熟,又经济投入最低,施工过程中不受周围环境条件的影响。文章介绍了悬索跨越的施工程序;介绍了每个施工环节中的具体内容及主要施工设备。