| 主权项 |
一种海底管道悬跨段安全性自动批量校核计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1）数据准备：准备海管设计参数数据，包括材料常数、管壁厚等；获取海管路由泥面高程数据，包括：海管路由关键里程点KP、泥面与海管下沿的相对距离h、泥面绝对深度；2）悬跨识别：根据h判断悬跨起、终点，获得所有的悬跨的泥面高程数据；3）模型计算：进行如下一种或一种以上的运算，以获得悬跨段强度、刚度、和/或湿模态频率、和/或疲劳寿命：a、单跨计算模型：其数学表达如下： <mrow> <msub> <mi>ρ</mi> <mi>e</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msup> <mo>∂</mo> <mn>2</mn> </msup> <mi>w</mi> </mrow> <msup> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>t</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <msup> <mo>∂</mo> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>x</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mi>EI</mi> <mfrac> <mrow> <msup> <mo>∂</mo> <mn>2</mn> </msup> <mi>w</mi> </mrow> <msup> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>x</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>其中ρe为海管的等效密度，w是垂向位移，E为海管的等效弹性模量，I为海管的横截面惯性矩，q为外载荷；b、多跨计算模型：其数学表达如下： <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mfenced open='{' close=''> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>L</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mrow> <mfrac> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>x</mi> </mrow> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mrow> <mfrac> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>x</mi> </mrow> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mi>L</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow> <mrow> <mi>ii</mi> <mo>.</mo> <mfenced open='{' close='' separators=' '> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <msub> <mi>sh</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <msub> <mi>sh</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>k</mi> </mrow> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mrow> <mfrac> <mrow> <msup> <mo>∂</mo> <mn>2</mn> </msup> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msup> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>x</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>L</mi> <msub> <mi>sh</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> </msub> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mrow> <mfrac> <mrow> <msup> <mo>∂</mo> <mn>2</mn> </msup> <mi>w</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msup> <mrow> <mo>∂</mo> <mi>x</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>L</mi> <msub> <mi>sh</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>k</mi> </mrow> </msub> </msub> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> </mtable> <mrow> <mo>;</mo> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1,2</mn> <mo>,</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mi>n</mi> </mrow> </mfenced> </mrow>其中，L为整个多跨的总长度，x为沿管轴线的位置，Lsh2k‑1和Lsh2k表示第k段跨肩的左端和右端分别距多跨起点的距离，k为多跨中的第k段跨肩；4）根据获得的悬跨段强度、刚度、和/或湿模态频率、和/或疲劳寿命来对海底管道悬跨段的安全性进行评价。 |
