Анализ напряженно-деформированного состояния трубопровода при укладке на морское дно

Т. В. Зиновьева

Аннотация


Рассматривается задача об изгибе трубопровода при его укладке на твердое дно. Трубопровод моделируется полубесконечной шарнирно закрепленной упругой балкой. Длина ее свободно провисающего участка неизвестна и определяется в результате расчета. В работе приведен вывод формулы для гидростатической нагрузки на стержень и показано, что упрощенный ее учет, путем уменьшения веса стержня на вес вытесненной им жидкости, в ряде случаев приводит к значительным погрешностям. Реакция морского дна найдена для двух стержневых моделей - классической и Тимошенко. Получены аналитические выражения и построены зависимости внутренних усилий и напряжений, возникающих в трубопроводе, от расстояния до дна и давления жидкости. Проведен учет предварительного натяжения трубопровода.

Ключевые слова


asymptotic solution;elastic rod;hydrostatic loading;pipeline laying;seabed reaction;асимптотика;гидростатическая нагрузка;реакция дна;укладка трубопровода;упругий стержень

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


1. Елисеев В.В. Механика упругих тел. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. 336 с.

2. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для вузов. М.: Издво МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 592 с.

3. Kyriakides S., Corona E. Mechanics of offshore pipelines. Vol. 1: Buckling and collapse. Slovenia, Elsevier, 2007. P. 400.

4. Lenci S., Callegari M. Simple analytical models for the J-lay problem. Acta Mechanica, Volume 178, 2005. P. 23–39.

5. Pedersen P.T. Equilibrium of offshore cables and pipelines during laying. Int. Shipbuilding Progress, Volume 22, 1975. P. 399–408.

6. Raman-Nair W., Baddour R.E. Three-dimensional dynamics of a flexible marine riser undergoing large elastic deformations. Multibody System Dynamics, Volume 10, 2003. P. 393–423.

7. Rienstra S.W. Analytical approximations for offshore pipelaying problems. Proceedings of the First International Conference on Industrial and Applied Mathematics ICIAM 87. Amsterdam: CWI Tracts, 1987. P. 99-108.

8. Stump D.M., Van Der Heijden G.H.M. Matched asymptotic expansions for bent and twisted rods: applications for cable and pipeline laying. Journal of Engineering Mathematics, Volume 38, 2000. P. 13–31.

9. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры: свод правил по проектированию и строительству / авт. А.С. Залесов, А.И. Звездов, Т.А. Мухамедиев, Е.А. Чистяков (ГУП «НИИЖБ» Госстроя России). СП 52-101-2003. 59 с.

10. Nord Stream: строительство. URL: http://www.nord-stream.com/ru/thepipeline/stroitelstvo.html (дата обращения: 18.10.2010).


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.