管道第四章之管道的屈曲

第四章管道的屈曲分析屈曲也稱為失穩(wěn)，是指結(jié)構(gòu)喪失了保持其原有平衡形狀的能力。由于管道的薄壁、細(xì)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)特性，在其受力和變形條件稍有惡化時(shí)，容易產(chǎn)生屈曲破壞。與陸上管道相比，海底管道可能更容易發(fā)生屈曲破壞。管道產(chǎn)生屈曲的原因，通常有外壓作用下的彈性失穩(wěn)、機(jī)械作用或管道本身缺陷造成的局部屈曲、彎曲屈曲和象“壓桿”一樣的縱向屈曲等。彎曲屈曲U形屈曲雙凹屈曲變平化屈曲屈曲分析的內(nèi)容軸向屈曲地下埋設(shè)管道局部屈曲屈曲上浮屈曲海底埋設(shè)管道屈曲傳播機(jī)械作用外壓地下埋設(shè)管道4-1

地下管道的軸向穩(wěn)定性在嵌固段，管道所受到的最大軸向力為：管道軸向穩(wěn)定性的驗(yàn)算條件

n——安全系數(shù)，可取n=0.6~0.75。臨界載荷

直線管道的撓曲微分方程式各系數(shù)分別為逆解法：假設(shè)管道失穩(wěn)時(shí)的彎曲形狀為可以求得失穩(wěn)時(shí)，軸向位移與橫向位移相比只是一個(gè)二階小數(shù)，可忽略不計(jì)。適用于直線管道（或曲率半徑

1000D的彎曲管道）。

土壤連的壓烤縮抗汽力系弱數(shù)K0土壤性質(zhì)土壤名稱K0,kgf/cm3密度小的土壤中等密度的土壤

泥煤土流砂軟濕土新填砂壓實(shí)砂礫石濕粘土0.05~0.10.1~0.50.1~0.50.1~0.50.5~5.00.5~5.00.5~5.0向上烘彎曲戀時(shí)式中:

0——計(jì)算察曲率苗半徑更，m；q——管道豪向上凝位移木時(shí)的振土壤緒極限宰阻力雕，，N/鍛m；q0——管道佛所受孕的向攏下壓肚力,，N/遷m；q1——管子研本身劫和管漢內(nèi)流滴體重欠量，N/找m；q2——壓重癢物（昌如土炕壤和惠固定推支墩柏）的餃重量溜或錨頑栓對(duì)傭管道存的拉延力，N/悼m；n——土壤敢的載猴荷系辜數(shù)，n=緣瑞0.提8~懼1.篇2；qcr——土壤怒抗管寨道作蒸向上歪的橫維向位辟移時(shí)賓的臨恥界支侮承力焰，N/速m。ｑ0=q1+q2ｑ=q0+qcr土壤刻的臨逝界支籌承力式中俱：γso——管頂軋?zhí)钔辆叩娜葑g重，N/國(guó)m3；φ——土壤玩內(nèi)摩貼擦角破；C——土壤非粘著梢力。當(dāng)向吉上彎績(jī)曲管觀道的直軸向吼穩(wěn)定阻性得奇不到亦保證踩時(shí)，蜓可采輔用增真加埋罩深、跑設(shè)置岡固定劇墩或香錨固去等方賓法。4-揪2海底搞管線提的上很浮屈泄曲海底盤（或買地震察液化潑土）壘覆蓋屈土層世的剛傲性較偉小，拖管子珍容易悟因屈闖曲而掃產(chǎn)生碰向上款拱的樹彎曲搜變形進(jìn)，稱雙為上仆浮屈污曲。上浮水屈曲尼產(chǎn)生恢過(guò)量盛的垂剖直位稻移和鋤塑性央變形剪，被片認(rèn)為甩是一奏種失禍效情悲形。和鐵躬路鐵棗軌中舅的熱適脹屈皂曲相菠類似退。上浮膏屈曲幣的形事狀臨界慮載荷疑與長(zhǎng)粱度兩式攏須聯(lián)捆立求Pcr。安全份溫升不同灑覆蓋陷土層訪載荷不同賽摩擦絕系數(shù)4-芝3壓扁在沖州擊載聞荷的具作用助下，列會(huì)產(chǎn)秩生較蠟大的稼塑性角變形斤，即晃被壓舟扁。壓扁放的影居響壓扁薄深度群大于梁管道顫直徑5%時(shí)，避影響稈清管刺球的筑通過(guò)盡；壓扁雷深度普大于防管道慮直徑8%時(shí)，伐影響圈管道具的爆艦破強(qiáng)豬度；壓扁插處容弊易在格疲勞河載荷伸下產(chǎn)櫻生裂睡紋。壓扁祥分析紐奉的Wi灰er沖zb漢ic夏ki（維緊茲比睛基）模式忽略擠了環(huán)鋼向彎糞曲和動(dòng)軸向阿拉伸寒的塑捉性相曠互作家用；忽略團(tuán)了彈鐮塑性授變形誓的相晶互作參用；忽略敘了應(yīng)缺變硬昌化；假定鏡沖擊小載荷拔作用忠于垂藍(lán)直于奇管道禮的平林面內(nèi)馳。塑性鉸壓扁地處的劣位移4-刻4管道秀在外臉壓作惑用下礙的穩(wěn)益定性對(duì)于吳外壓記作用交下的憑管子鳥，穩(wěn)箭定性疏是必頁(yè)須優(yōu)洲先考繁慮的濕因素科。理想頓圓管神的臨蛋界壓臨力：當(dāng)管望子承鏡受的辱外壓巷大于牽臨界魯值時(shí)藝，管磚子將惹不能慶保持秧圓形勵(lì)形狀沃或完調(diào)全坍腎塌?？紤]偷實(shí)際廊管子千不是虜理想災(zāi)的圓日形，捏并且學(xué)受環(huán)葬向和騙彎曲播應(yīng)力鋼的聯(lián)按合作烘用，當(dāng)其臨腸界壓簽力值灘會(huì)大石大減飼小。例：Ф2皺73想×6鋼管殲?zāi)艹袀艿亩銟O限妹外壓計(jì)算巖結(jié)果蘭：4-洗5海底屯管道搖的屈逢曲傳豪播局部伍屈曲屈曲房誠(chéng)傳播止屈飽措施1、局部削屈曲對(duì)管曠子局刷部屈射曲可嫩定義跡為：完管子占截面票扁平致化或熟翹曲茂折皺遼超過(guò)垮規(guī)定悼的限沈度。實(shí)際晌管子憐存在惑殘余部的橢胳圓度師，而概且還爪可能下產(chǎn)生肌顯著煤的塑賓性變贈(zèng)形。牌因此呢，管急道的物失穩(wěn)灶的臨雪界外刪壓是憐材料比屈服瀉極限關(guān)的函睛數(shù)?？紤]富實(shí)際評(píng)管子暫不可壩能是處理想林的圓瘡形，俗并且蝕受環(huán)覺向和例彎曲擠應(yīng)力頁(yè)的聯(lián)攪合作釀?dòng)茫p其臨尚界壓握力值嘉會(huì)大蠶大減毯小。Mcr和pcr分別言是管皂道單鏡獨(dú)受飛彎曲嘉和外腹壓時(shí)限的臨律界值治。2、屈曲豪傳播管道不的局隔部屈優(yōu)曲可琴以傳亦播，波傳播泳的速辮度異外常迅去速，邀屈曲麻傳播退的長(zhǎng)擺度有暫幾百方米至拖上千拘米。屈曲忙起始撐壓力雪和屈依曲傳競(jìng)播壓族力。屈曲發(fā)生屈曲傳播屈曲傳播停止一旦造成管道屈曲，肯定傳播管道堆的屈棟曲傳紡播壓算力的編確定友（試好驗(yàn)和薯理論悉研究躍）傳播甚壓力雅只取累決于純屈服戒極限皇和徑經(jīng)厚比蒼。Ba畝tt繭el晨leDN庭V3、止屈猜器為了皆防止縮慧屈曲嗎和屈窯曲的時(shí)傳播南，可午以采蹲取以往下兩腐種措刮施：加大達(dá)全線邁管壁斜厚度面：可寧行，真但不牙經(jīng)濟(jì)管道遵局部疫加厚迷，或罪采用專止屈弱器，蔥使屈鍛曲傳蹲播只畢限于奸兩止楊屈器譜之間功。止屈班器的玩形式a）活動(dòng)驚式（佩套筒腐式）只屈曲紋限制爭(zhēng)器；b）厚壁鍛管筒矩式（考或整顧體式耽）屈窯曲限編制器澡；c）焊接債固定仍式屈美曲限盜制器濱。本章塞小結(jié)幾種辭常見宏的屈怪服形形式有器：軸莊向屈乘曲、銹上浮氏屈曲孔、壓經(jīng)扁、寧外壓交下的且屈曲吉、屈板曲傳廉播等烏；陸上超管道裙的屈譜曲驗(yàn)筐算的叔安全苦系數(shù)外取0.錫60純~0據(jù).7寄5;在陸讓地管講道的住屈曲銅分析甲中需史要考荒慮土蹲壤剛屆度的涉影響斷；按就考慮墳管道完的彎趙曲曲筋率和圾不考景慮管向道的電彎曲他曲率湊兩種茅情形費(fèi)考慮峰。海底償管道晚的上悟