曹国民

国家管网集团东部原油储运有限公司，江苏徐州 221008

杭州湾海底管道是我国在强潮流区海湾建成的口径最大、距离最长的海底原油管道，其作为甬沪宁海底管道的一个重要组成部分，于2004年全线投产。由于杭州湾海底管道所处海域属于强潮流区海域，风高、潮急、潮差大，管道极易受到冲蚀。根据历年检测资料可知，杭州湾海底管道均呈现不同程度悬跨现象。当海流流经管跨时常伴随周期性漩涡脱落，有可能引发海底管道产生涡激振动，从而导致疲劳破坏[1]。

关于海底管道悬跨涡激振动疲劳现象，国内外学者进行了大量的研究。如时米波[2]等建立管土非线性耦合模型对管跨涡激振动进行了模拟；谢丽婉[3]等开发了海底管跨涡激疲劳分析程序，实现了管跨结构的疲劳损伤计算；方华灿[4]等对海底管道管跨的流激涡旋振动进行了试验研究，得出管跨振动应力符合瑞利分布；Xu[5]等评估了线性海底管道悬跨段的涡激振动响应及疲劳寿命；Baarholm[6]等研究了管道流向和横向涡激疲劳，指出流向和横向疲劳具有同等的重要性；Esplin[7]等对悬跨管道疲劳寿命进行了评估。这些研究大部分都是基于海流环境比较平和及单一流速条件下进行的研究，而针对强潮流环境下海底管道涡激疲劳评估研究较少。本文针对杭州湾恶劣的强潮流区海域底层流速实测数据分布特性，建立底层流速分布函数，研究海底管道悬跨在强潮流作用下横向振动动力响应及疲劳寿命，并分析强潮流作用下管跨疲劳损伤影响因素，识别管跨疲劳损伤主导因素，为工程决策提供参考。……