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摘要
水下穿越管道由于河床的不平整以及水流冲击、掏蚀作用，易产生裸露、悬空等现象，悬空管段在水流作用下跨度逐渐增大，会威胁管道运营安全.为探究水流冲击作用下悬空管段的受力特性和失效行为，根据管道破坏形式，对管道进行静力学分析和动力学分析，提出了含悬空段穿越管道的分级安全评价方法：首先，根据管道悬空段受力特性和应力状态，进行“静载荷工况下的静强度安全评价”（1级）；其次，根据悬空管道的固有振动频率与水流的涡旋发放频率的关系，进行“动载荷工况下的共振安全评价”（2级）；最后，根据管道的环境工况和载荷作用，分析管道交变应力的周期性变化过程，求解管道的疲劳损伤和疲劳寿命，进行“动载荷工况下的疲劳强度安全评价”（3级），从而提出水下穿越管道悬空段的三级安全评价方法.同时，提出了不满足安全评价的稳管措施，结合算例给出具体求解计算流程，为水下穿越管道悬空段的安全评价提供了一定的理论参考.
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单位西南交通大学; 航天学院
