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在以往的生命线震害中,由于地震作用导致供水管道的破裂,对震后恢复以及人民正常生产生活造成极大的影响。目前,国内外关于管道研究的文献,基本集中于埋地管道和管道整体设计理论的研究,对于架空管道的研究甚少。架空供水管道是生命线的重要组成部分,对其研究具有非常重要的现实意义。 本文对梁式架空管道主要进行了以下研究: (1)选取具有典型性的盈江县架空供水主管作为工程实例,对梁式架空管道的破坏机理进行分析总结。应用SAP2000模拟管道在地震作用下的响应(考虑行波效应),同时应用ANSYS分析管道法兰盘的局部受力,对破坏机理进行逐一分析,得到梁式架空供水主管道的破坏机理:管道在地震作用下表现为拉弯构件,其中,法兰盘与法兰盘、法兰盘与螺栓相互挤压,出现应力集中的现象,同时螺栓全截面受拉,致使应力集中处、螺栓受拉一侧的应力超过其屈服强度,最终导致法兰失效、水管断裂。 (2)总结目前对架空供水主管现场加固方式的弊端,结合破坏机理,提出相应的抗震对策。应用ANSYS有限元软件,建立并对比分析橡胶与管道接触模型(简称橡胶模型)与混凝土与管道接触模型(简称混凝土模型)在静力和地震波作用下的受力特点,总结两者的抗震性能;同时,考虑工程造价、抗震性能、施工难易程度、工期等因素,对两种加固方式进行比选,经过计算论证,混凝土模型具有抗震效果良好、加固成本低等优点,实际工程中建议采用此法。 (3)应用ANSYS对混凝土模型进行深入研究,通过对静力分析下的管道关键截面的应力分布曲线、动力分析下改变跨距、跨数、烈度、地震波输入方式时管道关键节点的应力、位移、速度等的变化,分析总结出混凝土模型下管道的受力特点,并提出今后对梁式架空管道设计有利的建议。