顾继俊，马天麒，陈磊磊，贾纪川，高磊, ，李明婕

1 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京 102249

2 路易斯安那州立大学土木与环境工程系， 路易斯安那州 70803，美国

3 中海油研究总院有限责任公司，北京 100028

4 德州学院能源与机械学院，德州 253023

0 引言

海底管道是重要的深海油气开采运输设备，其内输高温流体。管道承受的载荷有铺设预张力、输送压力、温度载荷、波流载荷等。海底管道常通过提高管内输送流体的温度来避免原油中的石蜡在管壁上沉积及水合物的形成。管道内流体的温度与压力会引起管道内的轴向载荷，尤其当输送流体温度超过100 ℃，流体压力接近或超过10 MPa时，会产生较大的轴向力。但在约束条件下，管道轴向力无法通过管道的轴向伸长来释放，从而很可能以管道整体失稳的形式加以释放，引起管道整体屈曲。1984年Hobbs[1]由单层管道的垂向屈曲及1～4阶模态的侧向屈曲推导出了计算相应屈曲波长、屈曲轴力和屈曲位移幅值的解析公式。针对铺设在不平整海床上或有初始不直度的管道，Taylor与Gan[2]进一步研究了管道铺设初始挠度对其屈曲特性的影响。施若苇[3]从解析和数值的角度，提出了外力触发管道热屈曲和管道在软弱海床上竖向热屈曲的理论模型并通过有限元数值模拟，研究了管道热屈曲过程的动力响应。

由于管道屈曲凸出海床表面，或海床表面凹凸不平等因素进而导致管道不可避免会出现悬跨。目前对于海底悬跨管道，大多研究集中于海流、管道和海床之间的相互作用，以及管道发生涡激振动的机理及动力学特性研究。……