SY／T 7053-2016  海底管道总体屈曲-高温／高压下的结构设计

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Oconfiguration 形状测量精度的标准差饲养标准，见8.3.2： Ocover 管道覆盖厚度测量精度的标准差，见8.5.1 屈服应力（室温下的平均值），见3.4。

使用公制单位。抬升抗力系数单位为米

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2.2.2 场景 I管道露置于平坦海床

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露置于平坦海床上的管道设计，包括以下设计步骤： 总体屈曲评估：管道发生由于温度和压力引起的侧向屈曲，隆起屈曲或者隆起与侧向组合届 曲敏感性确定。 管道完整性检查：必须证明管道在后屈曲形状下最终弯矩/纵向应变是可以接受的。如果相 关，必须考虑后续拖网作用。 缓解措施检查：如果由于缺陷或者外部荷载引起的屈曲导致过高的局部弯矩/纵向应变，即 无法满足管道的完整性检查，应考虑缓解措施，见附录A。缓解措施可控制屈曲来使弯矩/ 纵向应变在允许范围内，或者阻止屈曲的发展

2.2.3 场景 II露置于不平坦海床上的管

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分布函数一般特征由均值μ和标准差α来表达。当使用的特性具有显著不确定性时，首先，要检 查特性的变化是否会影响结果（也就是结果对于这个因素是否敏感的）。如果是，应使用这个特性的 “保守值”。表达某个应用中分布的数值叫“特征值”，它以某种方式定义，经常是均值土标准差的若 干倍。如果分布满足正态分布，两倍标准差经常被使用，特性具有比特征值高或低的值的概率等于 2.275%

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在本标准推荐的应用中，并不知道低或高的值是否代表管一土相互作用是保守的。这些应定义为 均值±两倍的标准差或者2%～5%的分位数值。 由于管一土作用能力的分布通常是不知道的，对其的估计必须依靠工程判断。

管道上的压缩力主要由于温度和压力与铺设条件不同而产生，参见公式（7)。对于热膨胀，这意 味着钢截面面积越大，轴向抑制力也就越大。因此，壁厚大的也可能是有害的，引起总体屈曲。另 方面，壁厚较大在后屈曲阶段是有益的。 应基于最不利的荷载组合来进行荷载效应分析。名义壁厚通常考虑抗力作用，如果与腐蚀相关 应考虑腐蚀。鲁棒设计经常基于屈曲发生的早期（也就是首次达到设计值），并且使用全截面属性开 展分析。如果有记录，大量拉伸管道的腐蚀将趋于统一，荷载的影响按腐蚀的一半来计算。

1）如果可证明预测的腐蚀是统一的，局部屈曲2能够代替这个检查。 2）如果可证明预测的腐蚀是统一的，荷载效应的计算可通过最大腐蚀的一半来计算，而采用全腐蚀来校核荷载效 应的计算。此外，也要检查没有腐蚀的情况。 3）对于局部屈曲，荷载效应的计算与总体屈曲计算一致。

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3.5.2运行数据（功能荷载）

3.5.3拖网荷载和频率（干涉荷载）

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管道的特性可能会随着时间变化，特别随压力、温度和壁厚（腐蚀）的变化而变化。同样，温度 分布也会随时间变化。 按照大多数管道的设计标准，可以将管道的设计寿命分成不同阶段，例如将某一时刻预计的腐蚀 和相应的压力相结合。这就需要调整温度和压力相关的控制系统。一段时间以后，宜综合考虑额外的 腐蚀和较低温度。 一旦考虑腐蚀，腐蚀就应看成是均匀的，当计算荷载效应与基于截面腐蚀的能力结合时，对于壁 享设计，允许使用适当的保守估计。当在荷载效应计算和能力中考虑这一点时，要求非腐蚀部分是可 以接受的。对于荷载效应计算由于腐蚀带来的壁厚减少，应限制在最大腐蚀裕量的一半。这在上述几 何尺寸章节中提及，荷载效应的计算见第5章。

本节介绍了管土相互作用的要求。对于情况II，土壤抗力的详细公式见附录B。 如采用其他土壤抗力模型，则这些模型应依据附录B中给定的公式建立，以确保具有相同的安 全水平。 用于管道工程的土壤数据与海底表层土相关，通常为0.5m深范围内土壤，很少采用超过2m深 20

4.2管道铺设的垂向刚度

对于露置于海床表面的管道，其轴向和侧向抗力的主要影响因素如下： 管道的水下重量及安装荷载引起的沉降（特别是充水和压力试验，这可能改变管道的沉降 修正、平缓局部弯曲等）。 管道荷载历程。 管道铺设、抛石（如有）和初始启动间的固结时间。 轴向和侧向位移。 冲刷。 另外，当管道由间断或连续的砂石覆盖时，确定总的抗力时应考虑以下几个方面因素： 由碎石覆盖层引起的附加埋人深度。 碎石沉人海床面内。

对于露置于海床表面的管道，其轴向和侧向抗力的主要影响因素如下： 管道的水下重量及安装荷载引起的沉降（特别是充水和压力试验，这可能改变管道 修正、平缓局部弯曲等）。 管道荷载历程。 管道铺设、抛石（如有）和初始启动间的固结时间。 轴向和侧向位移。 冲刷。 另外，当管道由间断或连续的砂石覆盖时，确定总的抗力时应考虑以下几个方面因素： 由碎石覆盖层引起的附加埋人深度。 碎石沉入海床面内

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UB和LB代表上限和下限值，通常指定为平均值土2倍标准偏差（符合正常的说明），而BE代 表“最优值”。由于标准偏差包含在设计过程内，因而其值域是可变的。 管土抗力曲线宜考虑到抗力峰值（破坏）和残余抗力。

和LB代表上限和下限值工程监理标准规范范本，通常指定为平均值土2倍标准偏差（符合正常的说明），而 值”。由于标准偏差包含在设计过程内，因而其值域是可变的。 抗力曲线宜考虑到抗力峰值（破坏）和残余抗力。

埋设管道由海床土壤，或者挖沟的土壤，或者其他附加的覆盖材料（如砂石）来覆盖。在相关的 设计中，需要提供上述三种材料的土壤特性如下： 现场土壤条件。 挖沟的材料（重塑/液化和重新固结）。 附加覆盖材料。 现场的土壤条件是用来确定管道向下的抗力。该条件是指海床表层土壤（因为管道置于海床上并 由砂石覆盖）或者管沟底部（管道置于沟里）的条件。 挖沟埋设管道可能是自然回填，也可采用砂石人工回填。 可用挖沟犁或喷射方式将管沟边的自然土回填。当采用挖沟犁回填时，部分土壤可保持原有强

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1关于管道隆起抗力的一些关键问题和定

通常任何模型都可以用来计算荷载效应，只要能够证明其与较先进的方法相比，可以得到保守的 结果。实际上，分析模型可用于简单的管道形态，即露置于平坦海床上的管道（情况I）、埋设管道 （情况II)。对于露置于不平坦海床上的管道（情况IⅡI），以及比情况I和情况IⅢI形态更简单的管道， 通常要求采用先进的有限元方法进行多种分析。 对于所有情况，初始的管道形态对于管道最终阶段应力影响显著。考虑到量化过程的不确定性 对各种情况进行量化和合理化处理非常重要

应考虑管道建造和运行中所受到的所有荷载及这些荷载引起的反力。这些荷载分为以下类别： 功能荷载高层标准规范范本，包括固定荷载和可变荷载。 环境荷载。

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运用有效轴力的概念来考虑内外压力的影响：