海洋管道浮拖过程力学分析
海洋及港作拖船系柱拖力试验方法
海洋及港作拖船系柱拖力试验方法一、准备工作。
要做这个系柱拖力试验呀，咱得先把场地啥的都准备好。
得找个合适的系柱，这个系柱得特别结实，就像一个大力士一样能经得住拖船的拖拽。
而且周围的环境也得安全，可不能有啥障碍物或者其他干扰的东西。
拖船本身呢，也得检查好，就像出门前检查自己的衣服有没有穿好一样。
各种设备都得正常运转，发动机呀，传动系统呀，都得是最佳状态。
二、连接环节。
接下来就是把拖船和系柱连接起来啦。
这连接可不能马虎，就像系鞋带一样，得系得牢牢的。
一般会用专门的拖缆，把拖缆的一头稳稳地系在系柱上，另一头呢，就连接到拖船的拖钩上。
这个过程得小心操作，可别在连接的时候就出啥岔子了。
三、开始试验。
好啦，准备就绪就可以开始试验喽。
让拖船的发动机慢慢加大马力，就像给马慢慢加鞭一样。
这时候，拖船就开始用力拉系柱啦。
在这个过程中，我们要测量很多数据呢。
比如说拖船的发动机功率，这个就像看一个人有多大力气一样。
还有拖缆上的拉力，这能反映出拖船实际的拖拽力量。
四、数据记录。
在试验的时候，一定要认真记录数据哦。
这数据就像宝藏一样珍贵。
可以用专门的仪器来记录，每一个小变化都不能放过。
要是记录错了或者漏记了，那就像丢了宝贝一样可惜。
而且要多记录几次，取个平均值啥的，这样数据才更准确可靠。
五、安全注意事项。
整个试验过程中，安全可是超级重要的。
操作人员得时刻保持警惕，就像小松鼠守护自己的松果一样。
如果发现有啥异常情况，比如说拖缆有磨损或者发动机声音不对，就得马上停止试验。
可不能为了完成试验就不顾安全啦。
六、试验后的检查。
试验结束了，也不能拍拍屁股就走人。
还得对拖船进行全面的检查呢。
看看拖船有没有因为这次试验受到啥损伤，就像跑完步后检查自己的脚有没有起泡一样。
如果发现有问题，就得及时修理，这样拖船才能继续好好工作呀。
海洋及港作拖船系柱拖力试验虽然有点复杂，但只要我们认真按照这些方法来做，就能得到准确的结果，让拖船更好地发挥它的作用呢。
海洋管道工程的若干力学问题研究
海洋管道工程的若干力学问题研究作者：朱超来源：《中国科技博览》2017年第34期[摘要]众所周知，在近海石油采探以及海洋采矿的过程中，海洋管道都发挥着关键性的作用。
该作笔者主要对海洋管道工程当中的若干力学问题展开了深入、详细的探析，这部分力学问题是十分关键并且亟待解决的，因此具有重要的参考价值和借鉴意义。
[关键词]海洋管道、力学问题、研究与分析中图分类号：TH473 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0123-01现阶段，海洋管道工程在近海石油开采及矿采过程中发挥着越来越关键的作用，比如说：由井口至平台的管线；处在平台间的传输产品管线；从主干线到海岸或者储油设备间运送产品的管线；提升石油开采率的注水管线等。
从宏观上讲，符合基本的环境、安装及运行需求，保证足够的强度和稳定性是海洋管道工程建设的整体设计要求。
此三类条件在对海洋管道工程设计提出各类要求的同时，也提出了一些固有的力学问题。
一、海洋管道的动力响应和疲劳研究（一）铺设环节当中的动力响应和疲劳在当前条件下，相关人员在开展深海铺管操作的过程中，从铺管船到海底的任何一个管道接头，都至少需要花费一到两天的时长。
现实情况下，在波涛汹涌的海洋之中，任何一根悬臂管道的运动均会受到随机波和流的荷载、船只不规律运动的双重作用，其造成了管道的振荡，在管道下至海底前很容易造成很大程度的疲劳寿命损伤。
尽管最近深化了操作固定或者离岸结构在变化情况中的概率疲劳分析法，然而其对于海水中结构的渐进运动却未明确处理方法。
由于在海洋管道的铺设过程中，铺管船上面存在焊接结点，船只随机运动的情况下管道会下伸，所以这些结点在管线伸展的时候会改变它们所处的位置，所以说应力传递函数是出于新位置的，也就是说对固有的焊接结点而言，其从铺管船至海底的过程中具体位置始终处于变化之中。
然而，若从整体角度考虑，则对管线上的某个特定位置的点就其在空间中的位置来讲是固定不变的。
海底管道气体运输中的管道稳定性分析
海底管道气体运输中的管道稳定性分析近年来，海底管道气体运输已成为国际能源运输领域的重要方式之一。
海底管道的稳定性对于保障能源运输的安全和可靠性至关重要。
因此，对海底管道气体运输中的管道稳定性进行详细分析和研究，对于提高管道运输的效率和可持续性具有重大意义。
管道的稳定性包括两个方面：力学稳定性和动力稳定性。
力学稳定性主要考虑管道在垂直和水平方向上的受力情况，而动力稳定性则关注海底环境因素对管道的影响。
首先，我们来关注管道的力学稳定性。
管道在海底运输中，受到的主要力有自重、内压力、水流冲击力以及外界风浪和潮流等力的作用。
这些力会对管道的强度和稳定性产生影响。
自重是指管道本身的重力。
对于长距离海底管道运输，管道的重量非常庞大。
因此，在设计和铺设管道时，需要考虑管道的自重对管道的强度和稳定性的影响。
钢管和混凝土管道在自重方面具有较高的优势，可以更好地抵抗外界的力。
内压力是由于管道内部输送气体所产生的压力。
在管道运输过程中，气体压力不断变化，会对管道产生水平和垂直方向上的力。
为了保证管道的稳定性，需要通过合理的厚度设计和支撑结构来抵抗内压力对管道的影响。
水流冲击力是指海洋中的水流在管道上产生的冲击力。
海洋中的水流速度较快，会对管道产生冲击和扰动。
因此，在管道设计和布置时，应该结合水流速度和方向来合理设置管道的支撑结构，以减小水流冲击力对管道的影响。
此外，外界的环境因素如风浪和潮流也会对管道的力学稳定性产生影响。
风浪会产生表面波浪力，而潮流则会引起管道的摩擦阻力。
因此，在设计和布置管道时，需要综合考虑这些因素，以确保管道的稳定性和安全。
除了力学稳定性，动力稳定性也是管道设计和运输过程中需要重视的问题。
动力稳定性主要受到海洋环境因素的影响，如水流、波浪、地震和海底地形等。
水流和波浪对管道的动力稳定性有着很大影响。
水流会在管道上产生摩擦和涡流，进而引起管道振动和位移。
波浪力会对管道产生周期性冲击，也会导致管道的振动和疲劳。
水中悬浮管道的结构形式及受力特征分析
第33卷第4期2016年12月河北工程大学学报（自然科学版）Journal of Hebei University of Engineering (Natural Science Edition)Vol.33 No. 4Dec. 2016文章编号：1673 -9469(2016)04-0056-05d oi：10. 3969/j. issn. 1673 -9469.2016. 04. 013水中悬浮管道的结构形式及受力特征分析卢召红1，高珊珊1，于慧敏2，计静1，闫亮1，刘迎春1(1.东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江大庆163318;2.中国石油大庆石化公司，黑龙江大庆163714)摘要:针对水中悬浮管道，提出其建造方式，并给出计算模型和计算方法。
利用Morison公式计 算作用在管体上的波浪荷载，计算分析管道在波浪力和水流力作用下的内力。
借助ANSYS软 件建立水中悬浮管道的有限元计算模型，运用Airy线性波浪理论计算水质点的速度和加速度，在此方法上计算管体的荷载和内力，与公式计算结果进行对比分析。
结果表明，两者计算结果 基本吻合，其误差在2%范围之内。
关键词：水中悬浮管道；内力；波浪力；Morison公式中图分类号:TE973 文献标识码:AAnalysis of structure and mechanical characteristicof submerged floating pipelineLU Zhaohong1，GA0 Shanshan1，YU Huimin2，JI Jing1，YAN Liang1，LIU Yingchun1(1. School of Civil Engineering and Architecture，Daqing Petroleum Institute, Heilongjiang Daqing 163318, China；2. China Petroleum Daqing Petrochemical Co, Heilongjiang Daqing 163714, China)Abstract：The construction method of submerged floating pipeline was proposed and its the calculation model and calculation method were given. The wave loads on the tube were calculated by the Morison formula, and the internal force of the pipeline under the action of wave force and flow force was calculated and analyzed. With the aid of ANSYS software, the finite element calculation model of the submerged floating pipeline was established. The speed and acceleration of water quality point were calculated by using Airy linear wave theory, the load and internal force on the pipeline were calculated.Comparative results show that the calculation results are basically consistent, and the deviations are within the controllable range, which can provide reference for the subsequent research and application.Key words ：Submerged floating pipeline;internal force; wave force; Morison formula油气输送管道在遇到江海湖泊时，其穿越方 式多采用水底管道或水上架空等方式。
浮式输油软管拖航作业浅析
浮式输油软管拖航作业浅析◎ 曹丙林 交通运输部烟台打捞局摘 要：浮式输油软管（floating cargo hose）是海上提油作业时FPSO或输油端点向提油轮串靠时输送原油的“脐带”。
具有耐腐蚀、耐高压、耐高温等特点，所以其制造成本非常昂贵，现国内基本使用的还是进口软管。
为保证输油作业的安全可靠，浮式输油软管每年都要转陆场进行维护保养和检测，所以每年都要拖一条保养和检验好的软管送到海上储油船FPSO，然后更换一条旧软管送回陆场。
旧管送回是拆卸成每一小节装船送回，在此不去叙述，现只谈从码头送软管到FPSO的拖带作业，因为其影响安全的因素还是比较多，所以拖带作业之前要做好风险评估、水文分析、气象预报和各种准备工作，若盲目操作，会造成严重的风险后果，如浮式输油软管损害、输油作业停滞等等。
关键词：拖轮；拖带作业；准备工作；风险点；注意事项1.准备工作拖航前要组织港口、拖轮及作业区主管进行作业协调沟通，贯彻落实拖航注意事项，制定拖航计划，做好拖航前准备工作，并确定工作频道。
1.1拖轮拖带作业前的准备工作1）船长要对本船操纵性能作出充分评估，确保本船适合本次拖带作业，并于抵达FPSO后能够操纵本船递交软管。
2）船长要对作业人员进行作业前培训、指明作业方案、作业要点和注意事项，并监督做好索具等的准备工作。
3）确认本船通讯及甲板设备正常（拖带作业前要实验拖缆机和绞车），号灯号笛检测正常，号型齐备有效，探照灯工作正常等。
4）工具到位，确认固定索具、绑扎带等是否充足，绑扎带的宽度不能小于10cm，并放于后甲板适当位置。
连接卸扣准备妥当并放置于主拖缆琵琶头处，便于连接。
5）同时本船要配备足够的符合船检要求的救生消防设备，稳性计算正常，并绑扎好所有可移动设备和物资。
1.2岸基支持准备工作1）岸基人员协助船舶向海事局递交航行警告申请，并于NAV T E X等平台发布。
2）岸基人员协助船舶取得适拖证书（码头拖往FPSO）。
海底管道气体运输的水动力学研究与模拟
海底管道气体运输的水动力学研究与模拟概述：海底管道气体运输是一种重要的能源运输方式，尤其在油气开发领域具有广泛的应用。
然而，管道在水下的运输过程中会遇到各种复杂的水动力学问题，如流态转变、波浪干扰、管道扬升等，这些问题会直接影响管道运输的安全性和稳定性。
因此，对海底管道气体运输的水动力学行为进行深入研究和模拟具有重要意义。
一、海底管道气体运输的基本原理海底管道气体运输是将气体从陆地或海上设施输送到海底油井或其他地点的过程。
其基本原理是在管道中通过压缩机或其他设备将气体以压缩的形式输送，并通过水下管道将气体输送至目的地。
在管道的运输过程中，由于水的存在，水动力学效应是不可忽视的。
二、流态转变对海底管道气体运输的影响流态转变是指气体在管道中从均匀流动（单相流）到两相流动（气液两相流）的转变过程。
由于压力和温度的变化，气体在管道中会出现压降和温度降低，从而导致流态转变。
流态转变对气体运输的影响是多方面的，包括流量、压力损失、气液分布等方面。
因此，研究流态转变对海底管道气体运输的影响，对于提高管道运输的效率和安全性至关重要。
三、波浪对海底管道气体运输的干扰海底管道受到海洋中波浪的干扰是一种常见的水动力学问题。
波浪对管道的干扰主要体现在两个方面：一是波浪的作用力对管道造成的直接冲击力；二是波浪的涡动效应对管道造成的间接干扰。
这些干扰会引起管道的振动和摩擦，从而导致管道的疲劳破坏和失效。
因此，研究波浪对海底管道气体运输的干扰，对于保证管道的稳定和安全运输至关重要。
四、管道扬升问题的研究与模拟管道扬升是指管道在运输过程中由于水流作用而发生的升离海底的情况。
管道扬升可以导致管道暴露在海洋表面，造成管道破损和泄漏，严重危及气体运输的安全性。
因此，研究管道扬升问题并进行模拟分析，有助于识别潜在的扬升风险，并采取相应的防护措施，以确保海底管道气体运输的安全和稳定性。
五、水动力学模型与仿真方法研究海底管道气体运输的水动力学问题通常需要建立适当的数学模型和进行仿真计算。
波浪式拖管法铺设海底管道力学性能研究
波浪式拖管法铺设海底管道力学性能研究阮伟东;聂庆林;高小峰【期刊名称】《海洋工程》【年(卷),期】2024(42)3【摘要】海底管道铺设是海洋油气资源开发的重要环节,传统的拖管法不能很好地适应海洋深度和复杂环境的变化。
针对Acergy公司在Girassol项目中提出的一种波浪式拖管方法,对其应用于2.0 km长海底管道铺设进行分析。
首先,结合深水海洋环境特征,采用集中质量法建立管道拖航数值模型,并介绍管道、拖缆和浮筒力学计算及水动力荷载计算方法;其次,基于非线性有限元OrcaFlex软件对拖管过程建模,以模拟实际项目拖管过程;然后,通过对比相同条件下的单波式和双波式两种拖管方式,探讨管道和拖缆的动态力学性能变化;最后,针对不同浮重比、拖航速度、拖缆长度和悬垂角、海流流速和流向角等因素展开敏感性分析。
结果表明:波浪式拖管法可以有效地降低施工时对拖缆的张力需求,但也会因此增加管道局部弯矩和应力响应;相对于单波式拖管,双波式拖管在缓解由于拖航速度等变化而产生的管道局部损伤效应上更有优势,并能较好地适应不同水深环境;复杂的海流工况对拖航时管道的力学性能影响十分显著,施工前应选择合适的铺设窗口期以防止管道产生损伤。
【总页数】14页(P156-169)【作者】阮伟东;聂庆林;高小峰【作者单位】浙江工业大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】P756.2【相关文献】1.海底管道近岸浅水铺设的岸拖与海拖2.浮拖法铺设海底管道接头处破坏机理研究3.海底管道拖管法分析和研究4.近岸段海底管道底拖法铺设研究5.海底管道拖管法铺设技术研究进展综述因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
20311024_海底管道悬跨评估及成因分析与治理
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得到该悬跨长度下的疲劳寿命后"评估该疲劳寿命是否满足设计寿命要求'
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海底管道悬跨评估及成因分析与治理
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摘要!海底管道结构设计内容包含了管道的在位强度分析$稳定性分析$安装分析及自由悬跨分析'针对深水管
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荔 湾 !)* 气 田 位 于 南 中 国 海 珠 江 口 盆 地 "距 香 港 东 南 约 !*"aK' 荔 湾 !)* 气 田 开 发 项 目 是 中 海 油及及其合作伙伴 &AIaM在南海海域的区域性天 然气开发项目"项目在深水区拟建由5套水下井口$ 东$西管汇及中心管汇等设施组成的水下生产系统" %条%%k海底管道"一条Sk乙二醇管道"在浅水区拟建 一座中心平台$一条!"k$%S"aK 油气混输海底管道'
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文章编号:100529865(2007)0420088204海洋管道浮拖过程力学分析艾志久1,刘 锋1,赵 欣2,李旭志2,刘春全1,马海峰1(1.西南石油大学机电工程学院,四川成都 610500;2.中油辽河工程公司,辽宁盘锦 124010)摘 要:管道施工质量直接关系到海底管道能否长久地安全运行,施工期间各种环境载荷对管道施工质量影响较大,因此,对海洋管道进行应力计算和分析是确保管道施工质量的不可缺少的重要手段。
从海洋管道漂浮拖运过程中的受力极限情况入手,应用五弯矩方程,建立管道在拖运过程中的力学分析模型,并开发相应的计算程序,经实例验证,计算结果满足实际应用要求。
关键词:海洋管道;浮拖;五弯矩方程;力学模型中图分类号:TE973.921 文献标识码:AAnalysis on force effect of marine pipelines during float towingAI Zhi 2jiu 1,LI U Feng 1,ZH AO X in 2,LI Xu 2zhi 2,LI U Chun 2quan 1,MA Hai 2feng 1(1.School of Mechanical and electronic Engineering ,S outhwest Petroleum University ,Chengdu 610500,China ;2.Liaohe Petroleum Engi 2neering co.,Ltd.,Panjin 124010,China )Abstract :With the development of marine oil and gas res ources ,the construction projects of marine pipelines ,which are used to transport dif 2ferent kinds of medium such as oil and gas ,will become m ore and m ore.The construction quality of submarine pipelines is related to its long safety operation.The im portant means to ensure the construction quality of submarine pipelines is to calculate and analyze the stress of every kind of environmental load during the construction.In this papey ,the force effect on marine pipelines under extreme w orking conditions during float towing is introduced ,a mathematical m odel of the pipeline with the help of the five 2m ovement equation is built ,and the relevant proce 2dure is developed.A fter exam ple verification ,the results are found satis factory.K ey w ords :marine pipelines ;float towing ;five 2m ovement equation ;mechanical m odel收稿日期:2007201212基金项目:中国石油天然气集团公司重点科技项目“辽河滩海海工工程技术研究”资助项目(05B70104)作者简介:艾志久(1954-),男,河北丰润人,教授,主要从事石油矿场机械和现代设计方法方面的科研和教学工作。
油气管道是海洋石油结构工程的一个重要组成部分。
在近海石油的开发中,海洋管道几乎成为不可缺少的海工结构物。
而处于海底的管道由于其工作环境不同于陆上管线,它的设计、变更、维护和保养都非常困难,这就要求在管道铺设之前充分考虑各种因素的影响,对各个环节的管道受力进行分析。
目前,国内外对于浮拖过程中管道进行受力分析,主要运用:线性梁理论(适用于在钢管水中受力时的小挠度情况)、非线性梁理论(对浅水和深水均可应用,并对小挠度和大挠度都有效)[1]。
将浮拖状态下的海洋管道处理为具有分布轴向载荷和集中载荷作用的纵横弯曲全弹性支承梁,在分析过程中首次应用五弯矩方程,简化运算步骤,提高了计算效率。
1 浮拖过程力学分析1.1 力学模型漂浮拖运法(以下简称浮拖法)是利用绑扎一定数量的浮筒,使在陆上分段预制好的海洋管道漂浮在水第25卷第4期2007年11月海洋工程THE OCE AN E NGI NEERI NG V ol 125N o 14N ov.2007面或近水面,管道首部由拖轮通过拖缆拖曳,管道尾部用牵制船通过拖缆控制漂浮管段在水中的摇摆,把海洋管道分段拖到预定位置,然后解脱浮筒沉放就位的一种海洋管道施工方法。
1.1.1 浮筒浮力各浮筒所提供的有效浮力之和:F 3≥q y L/(n +1)(1)式中:q y 为单位管长的实际负浮力,L 为海管长度,F 3为系绑于海管上的各个浮筒的有效浮力。
取浮筒刚好浸没水中的极限情况,则各浮筒提供的有效浮力为[2]:F 3=A 1+A 2珋y +A 3珋y 2+A 4珋y 3(2)式中:A 1=-γw R 2l (±2-π)-W +23πR 3;A 2=γw Rl (2/2±1)+23πR 3;A 3=2/2γw l/8;A 4=-γw l/2-π3;珋y =R ;γw 为海水密度;R 为浮筒半径;l 为浮筒等截面段长度,平端封头为浮筒全长,半球封头为浮筒除封头外的长度。
则浮筒最小配置数:(n +1)min =q y L/F 3(3)1.1.2 海水摩擦阻力若取海水与海管间的摩擦系数为μ,则海水与海管间的摩擦阻力为[2]:F F =μγw πR 2l 3(4)式中:μ为海管与海水间的摩擦系数,R 为海管的有效外半径(包括防腐涂层、加重层和海生物附着增加的厚度),l 3为两浮筒间海管的长度(l 3=L/(n +1)min )。
忽略形状阻力和兴波阻力影响,由管道的轴向力平衡条件,可得海水与管道间的摩擦阻力(假定沿管长均布)[2]:q x =[(P 01cos θ1-P 02cos θ2)-∑n+1i =1F F ]/L (5)式中:P 01为首拖轮拖缆的拖力,P 02为尾拖轮拖缆的拖力。
1.2 海管强度计算拖运时,管道发生横向变形后各浮筒作用于管道上的浮力:F i =A 1+A 2珋y i 0+A 3珋y 2i 0+A 4珋y 3i 0(6)式中:珋y i 0=珋y -y i (0),y i (0)为第i 个系绑浮筒处管道离开静平衡位置的距离。
F i 与y i (0)呈非线性关系,这给计算增加了困难。
F i 可近似地取式(6)右端的前两项,即F i ≈A 1+A 2珋y i 0=(A 1+A 2珋y )-A 2y i (0)=F Ti -A 2y i (0)(7)图1 漂浮法铺管状态力学模型Fig.1 The mechanical m odel of the pipeline during float towing 在不考虑浮筒与管道间连接件的弹性时,各浮筒对管道的作用可视为一集中力F Ti =A 1+A 2珋y 与一弹性系数为A 2的弹性支承的合力。
将作用于浮筒上的摩擦力F F 平移到海管中心处,得一轴力F F 和力矩M io 。
管道漂浮铺设拖运状态的力学模型如图1所示。
图中,q y 为单位管长在水中的重量;M io =F F h i ,h i 为第i 个浮筒的水平阻力图形的形心至浮筒系留处管道中心的距离。
从安全的角度考虑,可近似取浮筒中心至管道中心的距离h ,即h i ≈h ,M io ≈F F h i 。
将管段由各支承的左、右截面处断开,并把各管段的轴向摩擦力q x l (l =L/n )均分到各管段的两个端点上,则作用于各支承点的轴向外力为98第4期艾志久,等:海洋管道浮拖过程力学分析F i 0=F F +q x l/2 (i =1)F F +q x l (i ≠1)(8) 其隔离体如图2所示。
各管跨均为一具有集中轴向力P i 的纵横弯曲直管梁。
由第i 个支承处轴向力平衡条件P i -1-F io -P i =0,解得第(i )管段的计算轴向力P i =P i -1-F io,即P i =P 01cos θ1-F F -q x l 3/2 (i =1)P 01cos θ1-i F F -(i -1/2)q x l 3 (i ≠1)(9)式中:θ1为首拖轮拖缆与海平面的夹角,θ2为尾拖轮拖缆与海平面的夹角。
图2 漂浮法铺管拖运状态力学计算模型Fig.2 The calculation m odel of the pipeline during float towing在求各管段的弯矩时,一般资料利用管道的弯曲微分方程求解,整个求解过程比较复杂,需要进行两次拉氏变换。
本文将海洋管道在漂浮拖运过程中处理为具有分布轴向载荷和集中载荷作用的纵横弯曲全弹性支承连续梁(管),首次采用五弯矩方程[3]求解各个浮筒系绑节点处的弯矩。
五弯矩方程常用于建筑工程中连续梁大挠度问题的力学分析,对于工程中的小挠度问题也同样适用。
相对于普通方法,五弯矩方程只需解一组线性方程,大大提高了运算效率。
M 1=F F h(1-4α)M 1+(4+6α)M 2+(1-4α)M 3+αM 4=015q y l 3αΜ1+(1-4α)M 2+(4+6α)M 3+(1-4α)M 4+αM 5=015q y l3αΜ2+(1-4α)M 3+(4+6α)M 4+(1-4α)M 5+αM 6=015q y l 3αΜ3+(1-4α)M 4+(4+6α)M 5+(1-4α)M 6+αM 7=015q y l3…αΜn -3+(1-4α)M n-2+(4+6α)M n -1+(1-4α)M n +αM n +1=015q y l 3αΜn -2+(1-4α)M n-1+(4+6α)M n +(1-4α)M n +1=015q y l 3M n +1=-M 1α=6EI l (10)由方程组(10)可以求出各管段的弯矩。
第i 个管段左端横向变形(i =1,2,…,n ):y i (0)=[M i +1(0)-M i (0)+l 2q y /2-P 02sin θ2l +(n -i )F F l ]/(A 2l +P i )(11)第i 个管段左端剪切力(i =1,2,…,n ):Q i (0)=P 02sin θ2-(n -i )F F +A 2y i +1(0)(12)第i 个管段轴向应力(i =1,2,…,n ):σx =P i /A +M i /W z(13)第i 个浮筒系绑海管节点处的剪应力(i =1,2,…,n ):τ=2Q i (0)/A(14)第i 个浮筒系绑海管节点处的相当应力(i =1,2,…,n ):(σe )max =σ2x +3τ2xy (15)09海 洋 工 程第25卷2 计算实例图3 程序参数输入界面Fig.3 The input inter face of the program parameter 某漂浮海管长度490m ,浮筒外径0.6m ,浮筒等截面长度3.6m ,浮筒与海平面摩擦系数0.05,海水密度10045N/m 3,浮筒中心至海管中心的距离0.6m ,浮筒自重2520N ,海管在水中的负浮力436N/m ,海管的弹性模量2.0×1011N/m 2,海管外径0.1683m ,海管内径0.1556m ,拖船首拖缆拉力22222N ,拖船尾拖缆拉力22222N ,首拖缆与海平面夹角10°,尾拖缆与海平面夹角10°。