海底管道铺设过程疲劳分析关键问题研究

摘要

随着作业水深的增加,海洋工程的施工环境也变得十分复杂.在深水海底管道铺设中,疲劳分析是进行质量控制及施工决策的重要辅助方法,特别是对于东海南海等海况波动较大的海域,通过疲劳分析可以了解各海况下单站或多站停留允许作业的时长,为天气窗口选择及施工决策提供支持.本文旨在针对海底管道铺设过程中的疲劳分析关键问题,总结其中的关键技术和细节处理方法：在进行设计前，需根据项目情况评估确定海底管道铺设过程疲劳分析的必要性，以确定分析工况，提升分析结果的参考性。进行疲劳分析时需根据焊接工艺确定管道应力集中的危险部位，选择合适的应力集中系数及匹配的S-N曲线。铺管张力幅度设定越大，适应的海况条件越强，但托管架尾附近区域及着泥点附近区域的应力波动越大，疲劳损伤率也越大，需根据海域环境条件及作业效率进行合理选择。对于不同有义波高情况，各有义波高下疲劳损伤率最大点多为同一点，且随着有义波高增长，疲劳损伤率随之增加，施工过程中可适度调整节点位置从而减少疲劳损伤累积，提升疲劳寿命。通过疲劳分析可以有效验证动态分析环境窗口下进行作业的可行性及操作性，为天气窗口选择及施工流程优化提供计算支持。