S形铺设单钢保温管道的传递矩阵法分析

"单钢保温管道S形铺设分析的传递矩阵法" 本文主要探讨了单钢保温管道在S形铺设过程中的分析方法，特别是在考虑混凝土配重层损伤对管道弯曲刚度影响的情况下的传递矩阵法应用。单钢保温管道在S形铺设时，由于混凝土配重层可能受到损伤，其弯曲刚度会发生变化。这种变化对于精确分析管道现场接头位置的钢管层应力至关重要。 文章基于混凝土损伤塑性模型，采用有限元法分析了在弯曲过程中混凝土配重层可能出现的拉伸开裂和压缩破碎现象。通过分析，研究人员引入了一个与钢管层曲率相关的无因次刚度比，以此来量化配重层损伤导致的管道刚度变化。这种无因次刚度比能够反映管道在不同曲率下的刚度差异，从而更准确地评估管道在实际铺设过程中的行为。 为了进一步分析，文章运用了传递矩阵法。这是一种有效的结构动力学分析工具，能处理连续体结构的振动问题。在此，传递矩阵法被用来结合管道在托管架上的曲率变化，计算出铺设过程中接头位置的附加弯矩。这些附加弯矩是对现有铺管分析的非线性修正，可以更真实地反映出管道的实际受力状态。 此外，作者还提出了单钢保温管道在S形铺设时的上限刚度和下限刚度的概念。这两个概念与混凝土配重层的损伤程度相关联，为这类管道铺设的刚度控制提供了基本准则。上限和下限刚度可以帮助设计者和工程师在设计阶段就预估并控制管道的变形，避免因配重层损伤导致的过大的应力集中或管道失效。 关键词涵盖了单钢保温管道、传递矩阵、混凝土损伤塑性模型、现场接头以及附加弯矩。文章的研究工作不仅对理解单钢保温管道在复杂铺设条件下的力学行为有重要意义，也为管道设计和施工提供了理论支持和实践指导。中图分类号和文献标志码则表明了其在工程技术领域的专业定位和学术价值。