【摘 要】
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台湾海峡是台湾岛与福建海岸之间的海峡,西气东输三线海底管线计划部署在海峡北部穿越海峡,估算路由长度140km左右,最大水深80米,平均水深50-60米。目前铺管船上40米托管架无法进行水深80米的铺设,因此需要重新设计一套全新的托管架满足80米以上水深的铺设。本项目设计水深以100米为准。本论文依托中油海101铺管船,利用有限元计算软件ABAQUS和OFFPIPE进行分析计算:采用ABAQUS进行
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台湾海峡是台湾岛与福建海岸之间的海峡,西气东输三线海底管线计划部署在海峡北部穿越海峡,估算路由长度140km左右,最大水深80米,平均水深50-60米。目前铺管船上40米托管架无法进行水深80米的铺设,因此需要重新设计一套全新的托管架满足80米以上水深的铺设。本项目设计水深以100米为准。本论文依托中油海101铺管船,利用有限元计算软件ABAQUS和OFFPIPE进行分析计算:采用ABAQUS进行结构分析,分为整体分析和局部分析两部分。整体分析评估连接结构和其它关键零部件的结构完整性,局部分析施加适当的边界条件和荷载进行分析,取得各单元的Mises应力和最大剪切应力结果,根据各部件受力大小,将来在设计过程中对这些部件进行加强。根据DNV81规范,设置好滚轮支座、张紧器的位置和高程,按照设计水深100米,计算工作荷载工况、设计环境荷载和工作荷载工况下,管道上弯段和下弯段的管道许用应力。采用OFFPIPE分别进行静态计算和动态计算,获得支撑点和下弯段管道所受应力,将得到的上弯段、下弯段应力与允许应力和最大应力进行比较,调整受力较大的托管架托辊高度、托管架角度和张紧器张力,达到最优效果,满足工程要求。研究表明:采用有限元计算软件ABAQUS评估连接结构和其它关键零部件的结构完整性,采用OFFPIPE分析计算上弯段和下弯段的管道应力,将取得数据对比管道许用应力,得出管道上的最大应力小于许用应力。通过数据分析,对不同管径海底管道铺设使用的托管架提出详细设计时的一些建议,作为后续托管架设计的参考。
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