壓力鋼管作為輸送管線常見于引調(diào)水工程中,地面明鋼管由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,承壓能力較高,對(duì)變形和不良地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng),開挖量少,投資較省,維護(hù)檢修方便等優(yōu)點(diǎn),在過(guò)活動(dòng)斷裂的管道結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。長(zhǎng)距離輸水管道常穿越地質(zhì)條件復(fù)雜的斷裂帶,斷層的蠕滑與粘滑錯(cuò)動(dòng),對(duì)結(jié)構(gòu)安全性產(chǎn)生了很大的威脅。因此研究活動(dòng)斷裂錯(cuò)動(dòng)作用的特征,以及相應(yīng)的工程布置型式是十分重要的。結(jié)構(gòu)布置了多個(gè)滑動(dòng)支座,除了適應(yīng)斷層的變形,還需要抵抗地震荷載的破壞,另外近斷層地震動(dòng)對(duì)明鋼管安全性的影響研究目前比較缺乏,值得深入探討。本文基于三維非線性有限元數(shù)值仿真軟件ANSYS,對(duì)過(guò)活動(dòng)斷裂地面明鋼管適應(yīng)性及抗震性能進(jìn)行了分析。具體內(nèi)容和成果包括:1.根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),提出主斷層段不同支承型式的兩種結(jié)構(gòu)布置方案,分析過(guò)斷裂明鋼管的不同型式分別在蠕滑錯(cuò)動(dòng)及粘滑錯(cuò)動(dòng)模式下的位移及應(yīng)力規(guī)律,管道兩種布置型式對(duì)斷層蠕滑錯(cuò)動(dòng)適應(yīng)良好,粘滑錯(cuò)動(dòng)下破壞嚴(yán)重。雙向滑動(dòng)支座配套固定鉸支座形式較單向滑動(dòng)支座形式受力條件更優(yōu)。2.在蠕滑錯(cuò)動(dòng)模式的基礎(chǔ)上,研究斷層各方向錯(cuò)動(dòng)位移對(duì)兩種結(jié)構(gòu)布置方案的影響,分析位移補(bǔ)償元件補(bǔ)償方式的不同與支座選型之間的關(guān)系,其中單向滑動(dòng)... 

【文章來(lái)源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

2-I明鋼管布里示愈圖

倒虹吸鋼管最大靜水頭為１４０ｍ，水擊壓力為０．１４ＭＰａ。鋼管、加勁環(huán)、支承環(huán)等??均采用Ｑ３４５Ｃ鋼材，鋼材容重７．８５ｘ：ｌ（ｒ５Ｎ／ｍｍ３，鋼材彈性模量２．０６Ｘｌ〇５Ｎ／ｍｍ２，泊??松比０．３０，線膨脹系數(shù)１．２ＸｌＣＴ５／ｒ：。根據(jù)《水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范》（ＳＬ２８１－２００３）??的規(guī)定［２１］，若鋼材屈強(qiáng)比大于０．７，應(yīng)以＆?＝０．７％計(jì)算允許應(yīng)力，同時(shí)考慮焊縫系數(shù)??０．９５，明鋼管的抗力限值（允許應(yīng)力）見表３．１－３。鎮(zhèn)墩、支墩以及支座底板采用Ｃ２５??混凝土材料，混凝土材料的具體參數(shù)見表３．１－４。????表３．１－３?明鋼管鋼材允許應(yīng)力（ＭＰａ）（厚度１６？４０ｍｔｎ）????膜應(yīng)力區(qū)??局部應(yīng)力區(qū)??鋼號(hào)?＾３?軸力?軸力和彎矩?軸力?軸力和彎矩??基本０．５５ｃｒｙ?｜?特殊０．７ｃｒｙ?基本０．６７ｃｒｓ?基本０．８５ｃｒｔ?特殊０．８ｃｔｖ?特殊Ｉ．Ｏｒ??Ｑ３４５Ｃ?１７２?２１９?２０９?２６６?２５０?３１３??表３．１－４混凝土基本材料參數(shù)??ＩＩ?ＩＴ?混凝土強(qiáng)度等級(jí)??項(xiàng)目?單位???????０５?Ｃ２０?Ｃ２５??軸心抗壓?Ｎｆｆａ?７Ｊ?１００?１２．５??

圖３．１－２管線跨越斷層示意圖??根據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)百年最大垂直位移０．２３ｍ，水平位移１．３０ｍ。該管線以適應(yīng)活動(dòng)斷裂??蠕滑變形為主，且地面明鋼管系統(tǒng)有糾偏復(fù)位的檢修和監(jiān)測(cè)條件，因此假定蠕滑位移??量占預(yù)測(cè)未來(lái)百年最大位移量的５０％。計(jì)算時(shí)，百年蠕滑水平位移量按０．６５０ｍ計(jì)算，??百年垂直位移量按０．１１５ｍ計(jì)算。??以上位移假定在５００ｍ斷層影響帶范圍內(nèi)線性分布，在計(jì)算中，將上述位移轉(zhuǎn)換??到整體坐標(biāo)系下。正斷層垂直位移量取為０．１１５ｍ，相應(yīng)的水平拉伸０．１１５Ｘｃｔａｎ８４．５２°??＝０．０１０ｍ；左旋斷層位移量取為０．６５ｍ，沿?cái)鄬幼呦蚍较蚴┘�，可以分解為橫向錯(cuò)動(dòng)??０．６５〇Ｘｓｉｎ６６．４８°?＝０．５９６ｍ，水平拉伸?０．６５〇ＸＣＯＳ６６．４８°?＝０．２５９ｍ。斷層下盤相對(duì)于上??盤總的錯(cuò)動(dòng)位移為：管軸向水平拉伸０．２６９ｍ，橫向錯(cuò)動(dòng)０．５９６ｍ，垂直錯(cuò)動(dòng)０．１１５ｍ。??所有位移均作用于地基之上，計(jì)算時(shí)假設(shè)模型中斷層影響區(qū)右端面沒(méi)有水平位移，??右端底部沒(méi)有垂直位移，右端前后面沒(méi)有錯(cuò)動(dòng)位移，位移添加方式見圖３．１－３。??日—?日Ｈ??Ｓ?ｚ

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[2]地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境下埋地油氣管線安全性研究[D]. 朱秀星.中國(guó)石油大學(xué) 2009
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本文編號(hào)：2980808