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桁架式跨越管道的抗震性能分析

赵佳  
【摘要】:随着我国油气输送管道的建设,管线不可避免的要跨越各类河流、湖泊,跨越的结构种类非常多,其中桁架管道跨越式管线因其施工简单等诸多优点,更是得到广泛应用。由于大部分管道工程处于地震频发地区,因此,十分有必要研究地震作用下桁架管道跨越工程的动力特性。首先,本文应用ANSYS有限元分析软件,按照管道的跨越长度、跨越形式、桁架截面高度、桁架截面形式等分别建立了管道、桁架的有限元模型,研究了其固有频率、固有振型和在地震波瞬态分析下的受力性能,通过分析其应力、应变、位移等研究其抗震性能。结果表明:直管管道跨越抗震性能最优,其次为90度管道跨越、45度管道跨越;增加桁架结构的高度可以提高抗震性能;三角形截面的桁架抗震性能最优。其次,由于在涉及实际工程时,将充液管道等效为集中载荷作用在桁架节点上,忽略了管道与桁架的共同作用。因此本文建立了桁架管道跨越整体模型,研究其固有频率和固有振型以及在地震波瞬态分析下的受力性能,通过抗震性能的分析表明:当管道与桁架共同参与工作时,桁架的最大应力、最大应变全部变大,最大位移普遍增加。因此,在桁架设计时,忽略管道与桁架共同作用,存在一定的安全隐患,不利于结构的抗震性能。


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