洪水中漂浮管道的应力分析

洪水对管道构成严重威胁，可能导致管道冲出、裸露甚至大范围漂浮。管道在动水作用力、浮力、重力及岸边土体抗力的共同作用下发生空间弯曲变形。建立洪水管道力学分析模型，考虑管-土间非线性相互作用、管道轴力和管材非线性等因素，推导了管道空间变形曲线方程和变形协调方程，采用迭代方法求解管道的应力与应变。基于解析方法开发计算程序，通过算例分析了不同管道参数、洪水参数条件下管道变形与应力-应变分布。建立各算例有限元模型，对比分析表明解析方法计算结果与有限元方法吻合较好。基于极限状态理论提出洪水管道的安全评定方法，并对案例管道进行了安全评定。