沉管下沟管道力学分析

兰旭彬; 杨雅冰; 房茂立; 赵连学; 朱海瑞

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沉管下沟管道力学分析

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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。

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来源
《中国安全生产科学技术》 |2023年第6期|112-118|共7页
作者
兰旭彬; 杨雅冰; 房茂立; 赵连学; 朱海瑞;
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作者单位

中石化石油工程设计有限公司成都分公司;

中石化石油工程设计有限公司;

山东莱克工程设计有限公司;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类管道输送;
关键词
输气管道; 沉管法; 施工; 数值模拟; 力学分析;

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