胡春红，袁玉杰，孙祥杰，冯现洪

(1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；2.中海油研究总院有限公司，北京 100028)

跨接管用于连接管汇与采油树、管汇与海底管线终端(pipeline end termination，PLET)、采油树与PLET、管线与深水立管等，是必不可少的关键设备。目前国内外对深水立管、隔水管、海底管道等长跨度平直管线的涡激振动(vortex-induced vibration， VIV)分析较多[1-3]，但对于含有弯管的跨接管疲劳研究鲜有报道。SHEAR7广泛应用于国内外深水立管、隔水管的疲劳设计中。该软件的优点是可模拟真实的海洋环境，可以预测海流对海洋结构物的VIV响应。软件的4.8版、4.9版和当前最新的4.10版本中增加了跨接管VIV分析指南内容[4]，本文以中国南海某气田项目深水跨接管为实例，依托ABAQUS和SHEAR7软件，建立深水立式M型跨接管VIV疲劳损伤评估方法和计算流程。

1 涡激振动疲劳分析原理

跨接管的涡激振动疲劳损伤评估可利用模态叠加方法，将跨接管的振动响应分解为若干个离散频率以相应的振型做叠加振动。结合跨接管材料的S-N曲线计算跨接管的疲劳损伤[5]为

(1)

Dfat·DFF≤1.0

(2)

式中：Dfat为跨接管由于涡激振动引起的疲劳累计损伤；k为所有潜在激励的数目；ni为疲劳应力幅作用的次数;Ni为疲劳失效时应力幅的循环次数；DFF为疲劳设计安全系数。

SHEAR7是基于模态叠加方法、依赖升力系数的模态激励响应编成的计算软件。

结合ABAQUS有限元软件进行跨接管的模态分析，计算各阶模态的固有频率和振型，并以common.mds文件的形式将其作为输入条件提供给SHEAR7，计算预报其涡激振动响应。……