Chapter 3 管道稳定性.pdf

海底管道工程 第1章 海底管道概述 第2章 管道工艺计算 第3章 管道稳定性分析 第4章 管道的强度设计 第5章 海底管道的施工 第6章 海底管道腐蚀与防护 第三章 海洋管道稳定性 3.1 概述 3.2 管道风力计算 3.3 管道波浪力的计算 3.4 管道水流力的计算 3.5 海床基础对海洋管道稳定的影响 3.6 保持海洋管道稳定的工程措施 3.1 概述 强度和稳定性设计 稳定性：在外载作用下管道的位置包括轴向、垂 向、侧向的位移不超出允许的范围。 超出的允许位移有 • 造成管壁或管件屈服、屈曲和疲劳破坏； • 引起管道防腐层磨损和混首张土加重层严重脱落； • 超过支撑结构允许的范围； • 使管道受损或支撑结构破坏； • 影响其它相邻海上设施(管道、平台、井口)的正常运转。 海底管线稳定性分析 （1）垂向稳定性 水中： 管道埋设后沉浮的稳定性 埋管：in soils which are or may be liquefied, the specific weight of the pipe should not be less than that of the soil if burial is required. 裸露管Exposed lines ：同上 原则：不能浮起！ 海底管线稳定性分析 （2 ）侧向稳定性 侧向稳定性：浪流的作用下侧向运动。 环境载荷：直接或 间接由于环境作用 引起的载荷。 •风荷载(主要对立 管) ； •波、流荷载； •冰荷载； •地震荷载 3.1 概述 影响海底管线稳定性的因素： • 波浪和水流的作用； • 管线基床底部不平整的影响； • 管线地基稳定性的影响； • 管线浸入海底时的负浮力和浮力的影响； • 考虑流冰作用和地震的影响 管线底面地基对管线稳定性的影响： • 1．管线铺设在管线沟槽内或基床上，地基 承载力影响的管线稳定性问题； • 2．管线底面海底受水流等冲刷影响的稳定 性问题； • 3．管线地基基础受液化、震陷、泥流、滑 动影响而产生稳定性问题。 • 管线埋深 • 一是安全性考虑（包括波浪、潮流作用下 的稳定和抛锚深度） • 二是施工方法考虑 • 海底管线应着重考虑以下几个问题： 1．墩座基础的地基承载力问题； 2．墩座基础的整体稳定性问题； 3．墩座基础不被冲刷问题； 4 ．墩座之间的不均匀沉降问题； 5．管线架空的跨长问题。 海底管线路由条件的评价 • 1．工程地质条件的评价 • 2．海洋动力环境评价 • 3 ．工程地震条件的分析和研究 • 4 ．腐蚀环境评价 • 5．路由区海洋开发活动的评述 • 6 ．管线在海底的稳定性、冲刷下沉可能性进行评 价 3.2 管道风力设计与计算 海洋管道系统设计中考虑： • 水面以上立管所产生的荷载(静、动荷载) • 风力诱发海面海水的流动，对水下管道部分产生的影响 一、风速和风压 • 风速、风向 • 风速重现期 • 设计风速值：取某观测时距的平均值来表示