SY／T 7056-2016 标准规范下载简介

SY／T 7056-2016 海底管道自由悬跨简介：

SY/T 7056-2016是针对海底管道自由悬跨设计、施工及检验的国家推荐标准，由中国石油天然气集团有限公司提出并归口，主要适用于石油、天然气等能源输送的海底管道工程。

海底管道自由悬跨是指海底管道在两个固定点之间，没有海底支撑物，完全由自身的刚度和弹性承受内外压力、浮力、海底流体动力等作用的结构形式。这种结构在深海或海底地形复杂的地方广泛应用，能有效应对海底地形变化，减少对海底环境的影响。

该标准详细规定了海底管道自由悬跨的设计原则、计算方法、材料选用、施工要求、检验方法以及运行中的监测和维护等内容，旨在保证海底管道的安全、经济、高效运行，同时保护海洋环境。

具体来说，标准涵盖了以下几个方面的内容：

1. 设计要求：包括自由悬跨的计算、载荷计算、强度校核、稳定性分析等。 2. 施工要求：包括材料选用、焊接质量、防腐处理、安装方法等。 3. 检验要求：包括施工过程中的检验、竣工后的验收检验，以及运行中的定期检验。 4. 运行与维护：包括运行条件的监测、管道状态的评估、故障的处理以及预防措施等。

通过遵循此标准，可以确保海底管道自由悬跨的工程质量和安全，降低运营风险，提升整个海底管道系统的可靠性。

SY／T 7056-2016 海底管道自由悬跨部分内容预览：

maxS.;0.4Sc + FM,max AcE

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2.5.11可以用时域设计风暴方法计算直接波浪浪荷载引起的最大环境应力αFM，max津06J102-住宅垂直集中排气系统，如下所示： a）进行实际静态环境条件下的全时域响应分析。典型的风暴持续时间可取3h。 h）建立动应力的时间历程

2.5.12采用下面简化形式计算FM.max

OFM,max = k,kmos k=/2ln(f,△T)

其中：k为峰值系数；△T是3h风暴持续时间；f为振动频率；αs为应力响应αFM（t）的标准 差；s.I为无拖曳荷载时的应力响应标准差；αs和αs.可通过时域分析或频域分析计算得出，见 第5章；km为考虑拖电力荷载非线性的系数，如果相关，可以增加静应力分量。 注：若直接波浪作用下极端极限状态是主要因素，则应考虑轴向力效应。 2.5.13临时条件下极端环境条件，比如10年流速持续给定的一段时间，可能造成疲劳损伤发展。为 了确保管道的完整性及设计的稳定性，应校核这些极端情况

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%与应力范围（S%）相乘； f用于固有频率（f/yt）； Von用于顺流向和横流向VIV开始值（VRCn/Yon.CF和VR.on/Yon,L）； 用于总阻尼； 对于极端极限状态而言，进行荷载效应计算时不涉及安全系数（s=YK=on=1.0），见 2.6.5。

2.6.3自由悬跨可划分为

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Dat,RPF105 ae n

3.1.1本章的目的是对以下方面提供指导： 一流速的长期分布。 管道位置处的波浪诱导流速幅值和振荡流周期的短期和长期描述。 一重现期值。 3.1.2长期分布评估中使用的环境数据应体现管道自由悬跨所在的地理位置。 3.1.3在管道位置处，海流与波浪作用下的流动条件控制着自由悬跨管道的响应。 3.1.4环境数据必须从反映波浪与海流长期变化的周期范围内收集。如果波浪与海流数据不太可靠或 数据有限，应对统计的不确定性进行评估，如果不确定性显著，分析中应包括不确定性分析。 3.1.5最好用实测可接受的精度和测量持续时间都可接受的测量值建立管道所处位置的环境荷载条 件。必须用适度保守的假定将波流特征参数折算（外插）为自由悬跨位置处。 3.1.6可采用下列方式描述环境： 方向信息，即流特征参数对应于方位扇区的概率关系，或者 如果流是均匀分布的，可以用全方向统计。

3.1.1本章的目的是对以下方面提供指导

3.1.6可采用下列方式描述环境

方向信息，即流特征参数对应于方位扇区的概率关系，或者 如果流是均匀分布的，可以用全方向统计。 如果无上述资料可用，应假定流一直垂直作用于管轴线。

潮流。 风生流。 一风暴潮引起的流。 密度流。 注：自由悬跨评估要考虑到东南亚部分地区经常观察到的内波效应。内波可能具有较大的流质点速度，可以用等 效的海流分布来模拟。

密度流。 注：自由悬跨评估要考虑到东南亚部分地区经常观察到的内波效应。内波可能具有较大的流质点速度，可以 效的海流分布来模拟。

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3.2.2当水深超过100m时，海流有驱动性和控制性特征，

U(z) = R,U(z,) In z In zo In z. In zo

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宏观粗糙度参数z为！

建议用10min或30min海流测量平均值进行疲劳极限状态分析。 对于极端极限状态，应采用1min平均值。1min平均值可由10min或30min平均值得到， 示：

I。——下面定义的端流强度。 3.2.11端流强度1.定义为：

3.2.11流强度1.定义为：

[(1 +1.91,)U10min (1+2.31.)U30m

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3.3.1自由悬跨处的波浪诱导振荡流态可以用数值或分析波浪理论计算。如果可行的话，波浪理论能 描述管道在位状态，包括浅水效应。对于大多数实际情况，可应用线性波理论，通常忽略波浪边界层 效应。 3.3.2短期静态不规则海况可由波浪谱Sm（）描述，即海面高程的功率谱密度函数。波浪谱可以像 测量的谱那样用表格形式给出，或以解析形式给出。

0.07（若≤） 0.09（其他）

Suu(o)=G'(o)· S.. ()

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（）是指海面高程到管道位置处的波浪诱导流速之间的频率传递函数，其值为

：h为水深，k为波数，由超越方程送代确定

注：注意传递函数仅适用于Airy波理论，而且严格地讲不适用于浅水。 3.3.6n阶谱矩定义为：

以下由谱推导出的参数为： 一管道位置处的有效流速幅值

M, = J. o"Suu(o)do

T, = 2元/ M. VM,

4.1采用整个管径上的平均流速（即取e+D/2处的流速），引人方向效应，折减系数为： 26

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R = sin(o.)

管道与流速之间的夹角

3.4.4波能传播（方向）函数由与频率无关的余弦功率函数给出，其形式为：

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式中： F（·）一一累积分布函数； X一尺度参数； β一形状参数； 入位置参数。 要注意β=2时可得到瑞利分布，β=1时可得到指数分布。 威布尔分布参数与统计矩相关（μ：均值，α：标准差，：偏度），如下所示：

要注意β=2时可得到瑞利分布，β=1时可得到指数分布。 威布尔分布参数与统计矩相关（μ：均值，α：标准差，：偏度)，如下所示：

T为伽马函数，可定义为：

3.5.2方向性的（即相对于?）或全方向的海流数据可规定如下

μ=ar[1+)+

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方向性（对应θ角）或全方向有效波高可规定如下： 关于Hs，Tp，θ的散布图：疲劳分析是基于散布图中的每个参数反映的离散海况。 对应于出现概率关系（Hs，θ）的直方图：疲劳分析是基于直方图中的离散Hs值。相应的 谱峰周期可假设为：

其中，6≤C≤8且0.3≤α≤0.5，CT，α随位置变化。 长期概率密度函数（pdf）：由3.6得出1年、10年和100年重现期值。 基于重现期值：利用含三个未知数（α，β，）的三个方程（x为1年、10年和100 年），由3.6.2得出对应的威布尔分布。原则上讲，这样处理是可行的，但是当重现期值定义 不合适时将会产生不合实际的威布尔概率密度函数，要采用工程判断

3.6.1重现期值可用于极端极限状态条件。重现期（BPV）X.可定义为

3.6.1重现期值可用于极端极限状态条件。重现期（BPV）X.可定义为：

x,= α(ln N)β + r

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其中，PH。为离散发生概率，同样的原则适用于海流直方图。 3.6.4对应于方向的重现期值可取为最大的流速投影，即：

max[xe, Rp(rel,)/ Rp(er = 0)]

4.1.1振幅响应是经验，给出了最大稳态海次 振确可应，匕是基本动力及结构参 数的函数。这里提出的响应基于可以得到的现有实验室测试数据以及根据如下条件进行的有限次 数全尺度测量结果： 稳定海流及以海流为主条件下的顺流向VIV。 一横流向VIV诱导的顺流向运动。 稳定海流及以波流联合作用下的横流向VIV。 响应与通常所认可的VIV概念相符。 4.1.2在响应中，分别考虑顺流向和横流向振动。在以海流为主的条件下，一阶和二阶顺流向 不稳定区域的损伤贡献包含在顺流向中。横流向VIV诱导的附加流向VIV可能导致疲劳损伤的 增加，用一种近似的方法考虑。对所有发生横流向VIV的折减速度范围，横流向VIV引起的顺流向 VIV是相关的， 4.1.3在多模响应情况下，即在同一方向（流流向或横流向）同时激活多个振动模态，附录A中给 出的计算程序考虑了可能的响应幅值折减。

折减速度VR。 KC数。 流速比α。 瑞流强度le，见3.2.11。 相对于管道的流向角rel。 稳定性参数Ks。 要注意在响应幅值的估算过程中雷诺数Re是非显式的。 折减速度Ve的定义为：

折减速度VR。 KC数。 流速比α。 瑞流强度le，见3.2.11。 相对于管道的流向角θrel。 确宝性会新K。

式中： f.给定振动模态的固有频率； U。垂直于管道的平均流速，见3.4

式中： f——（有效）波浪频率。 4.1.7流速比的定义为：

4.1.8稳定性参数K。表示了给定模态的阻尼，如下：

4.1.8稳定性参数Ks表示了给定模态的阻尼，如下：

4.1.9总模态阻尼比包括：

《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程 JTGF80/1-2017》SY/T70562016

结构阻尼比$r：见6.2.11。 土壤阻尼比soil：为了进行筛选，可假定soi=0.01，详见7.3.1。 水动力阻尼比h：对于锁频区域的VIV而言，水动力模态阻尼比通常取为0，即 ,=0.00

4.2临界疲劳寿命能力

2.1对于横流向VIV，在以（Hs，T，?）表征的单一海况下，VIV下临界疲劳能力定义（见2.4）

式中： ScF—4.4中定义的横流向应力范围； f一振动频率，见4.2.3； m一疲劳指数，取决于相关的应力范围，见2.4.3。 积分式[。（.)dFuc表示对用威布尔分布或直方图所表示的流速长期分布进行积分。 2.2对于顺流向，在以（Hs，T,，θ）表征的单一海况下，VIV下的临界疲劳能力定义（见2.4)为

式中： ScF—4.4中定义的横流向应力范围； f一振动频率，见4.2.3； m一疲劳指数GB∕T 30711-2014 摩擦材料热分解温度测定方法，取决于相关的应力范围，见2.4.3。 积分式。()dFc表示对用威布尔分布或直方图所表示的流速长期分布进行积分。 2.2对于顺流向，在以（Hs，Tp，）表征的单一海况下，VIV下的临界疲劳能力定义（见

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TRMT. .ScF AL f,max 广 dFu.