熱力管道受力計算與應力驗算

熱力管道受力計算與應力驗算1一般規(guī)定1直埋敷設預制保溫管道的應力驗算采用應力分類法。2本章適用于整體式預制保溫直埋熱水管道；同時，鋼制內管材質應具有明顯的屈服極限。1.3直埋敷設預制保溫管道在進行受力計算與應力驗算時， 供熱介質參數和安裝溫度應符合下列規(guī)定：1熱水管網供、回水管道的計算壓力應采用循環(huán)水泵最高出口壓力加上循環(huán)水泵與管道最低點地形高差產生的靜水壓力。2管道工作循環(huán)最高溫度，應采用室外采暖計算溫度下的熱網計算供水溫度；管道工作循環(huán)最低溫度，對于全年運行的管網應采用 30°C，對于只在采暖期運行的管網應采用10C。3計算安裝溫度取安裝時當地的最低溫度。1.4單位長度直埋敷設預制保溫管的外殼與土壤之間的摩擦力， 應按下式計算：F『四(H+D⑵?D(1.4)式中F——軸線方向每米管道的摩擦力(N/m)；H——管頂覆土深度(m)；當H>1.5m時，H取1.5m。1.5保溫管外殼與土壤之間的摩擦系數，應根據外殼材質和回填料的不同分別確定。對于高密度聚乙烯或玻璃鋼的保溫外殼與土壤間的摩擦系數，可按表 1.5采用。1.6管道徑向位移時，土壤橫向壓縮反力系數C宜根據當地土壤情況實測或按經驗確定。管道水平位移時，C值宜取1X106?10X106N/m。；對于粉質粘土、砂經驗確定。管道水平位移時，質粉土回填密實度為90%?95%時，C值可取3X106?4X106N/m3。管道豎向向下位移時，C值變化范圍為5X106?100X106N/m3。1.7直埋供熱管道鋼材的基本許用應力，應根據鋼材有關特性，取下列兩式中的較小值：［。］=。b/3(1.7—1)［。］=。b/1.5(1.7—2)常用鋼材的基本許用應力［。］、彈性模量E和線膨脹系數a值應符合本規(guī)程附錄B的規(guī)定。8直埋預制保溫管的應力驗算，應符合下列規(guī)定：l管道在內壓、持續(xù)外載作用下的一次應力的當量應力，不應大于鋼材在計算溫度下的基本許用應力［。］。2管道由熱脹、冷縮和其它因位移受約束而產生的二次應力及由內壓、持續(xù)外載產生的一次應力的當量應力變化范圍，不應大于鋼材在計算溫度下基本許用應力［。］的3倍。3管道局部應力集中部位的一次應力、二次應力和峰值應力的當量應力變化幅度不應大于鋼材在計算溫度下基本許用應力 ［。］的3倍。2管壁厚度的計算1管道的理論計算壁厚應按下式計算：8=「鏟。'"Pd(2.1)式中一一管道理論計算壁厚(m)；r基本許用應力修正系數。2基本許用應力修正系數(e)的取用應符合下列規(guī)定：

1.鋼管基本許用應力修正系數應按表2.2—1取用。表2.2—1鋼管基本許用應力修正系數焊縫形式8無縫鋼管1.0雙面自動焊螺旋焊縫鋼管1.0單面焊接的螺旋焊縫鋼管O.62.縱向焊縫鋼管基本許用應力修正系數應按表 2.2—2取焊接方法焊縫形式8焊接方法焊縫形式8手工電焊或氣焊雙面焊接有坡口的對接焊接1.00有氬弧焊打底的單面焊接有坡口對接焊接0.90無氬弧焊打底的單面焊接有坡口對接焊接0.75熔劑層下的自動焊雙面焊接對接焊縫1.00單面焊接有坡口對接焊縫0.85單面焊接無坡口對接焊縫0.80表2.2—2縱縫焊接鋼管基本許用應力修正系數3管道的取用壁厚，應按下列方法確定：l管道的計算壁厚按下式計算：5c=5t+B(2.3-1)式中B——管道壁厚附加值(m)。2管道壁厚附加值按下式計算：B=XM(2.3-2)式中x——管道壁厚負偏差系數，按表4.2.3取用。表2.3管道壁厚負偏差系數管道壁厚偏差(%)0—5—8—9—10—11—12.5—5O.0O.10.10.10.1O.1O.2O.2X5005415467800035當焊接管道產品標準中未提供壁厚允許負偏差百分數時，壁厚附加值可采用下列數據：理論壁厚為5.5X10-3m及以下者，B=0.5X10-3m；理論壁厚為6X10-3?7X10-3。m者，B=0.6X10-3m；理論壁厚為8X10-3?25X10-3m者，B=O.8X10-3m。3管道取用壁厚應采用大于或等于計算壁厚的最小公稱壁厚。3直管段的軸向力和熱伸長1管道的屈服溫差應按下式計算：—Jna-(1-v)a]d)yaE s tpd(3.1-2)t=261式中n——屈服極限增強系數，n取1.3；v——泊松系數，對鋼材Y取0.3。2直管段的過渡段長度，應按下式計算：1過渡段最大長度L=[aE(]-t°)-va「A.106(3.2-1)max Fmin當t1-t0>ATy，時，取t1-t0=ATyo2過渡段最小長度L=[aE(t1-t0)-"」A?106(3.2-2)min Fmax當t1-t0>ATy，時，取t1-t0=ATyo3.3管道工作循環(huán)最高溫度下，過渡段內任一截面上的最大軸向力和最小軸向力應按下列公式計算：1最大軸向力N=Fl+F(4.3.3-1)當l^Lmin時，取l=Lmin。2最小軸向力N=Fl+F(4.3.3-2)式中Ntmax——計算截面的最大軸向力(N)；l——過渡段內計算截面距活動端的距離(m)；Ft——活動端對管道伸縮的阻力(N)；土麗一一計算截面的最小軸向力(N)o4管道工作循環(huán)最高溫度下，錨固段內的軸向力應按下式計算：N=[aE(ti-七)-vb]A?106(3.4)當t1-t0>ATy，時，取t1-t0=ATyo式中Na——錨固段的軸向力(N)。5對于直管段的當量應力變化范圍應進行驗算，并應滿足下列表達式的要求：a,=(1—v)o—aE(t—t)W3[°](4.3.5-1)式中j式中j內壓、熱脹應力的當量應力變化范圍（MPa）。當不能滿足（3.5—1）式的條件時，管系中不應有錨固段存在，且設計布置的過渡段長度應滿足下列表達式的要求:LW_]—t-J—.106(4.3.5-2)1.6Fmax式中L——設計布置的過渡段長度（m）。3.6兩過渡段間駐點位置Z應按下式確定（圖4.3.6）：/2(4.3.6)式中L——兩過渡段管線總長度（m）；l1（或l2）——駐點左側（或右側）過渡段長度（m）；Ff1（或Ff2）——左側（或右側）活動端對管道伸縮的阻力（N）。當Ff1或Ff2的數值與過渡段長度有關，采用迭代計算時，Ff1或Ff2的誤差不應大于10%。3.7管段伸長量應根據該管段所處的應力狀態(tài)按下列公式計算:L(3.7-1)1當t1-t0W^Ty或LWLminL(3.7-1)a(t—t)— min 1 0 2EA-1062當2當t1-t0<ATy，且L>Lmin，管段中部分進入塑性狀態(tài)工作時a(t—ta(t—t)— min io 2EA-106L-Mp(3.7-2)M=a(t—AT—t)(L—L)(3.p 1 j0 min7-3)式中也一一管段的熱伸長量(m)；L——設計布置的管段長度(m)；當LN、時，L取、；Alp——過渡段的塑性壓縮變形量(m)。3.8過渡段內任一計算點的熱位移應按下列步驟計算：1計算整個過渡段的熱伸長量；2以計算點到活動端的距離作為一個假設的過渡段，計算該段的熱伸長量；3整個過渡段與假設過渡段熱伸長量之差即為計算點的熱位移量。9采用套筒、波紋管、球型等補償器對過渡段的熱伸長或分支三通位移進行補償，當過渡段一端為固定點或錨固點時，補償器補償能力不應小于過渡段熱伸長量(或分支三通位移)的1.1倍；當過渡段的一端為駐點時，應乘以1.2的系數，但不應大于按過渡段最大長度計算出的伸長量的1.1倍。4轉角管段的應力驗算1直埋水平彎頭和縱向彎頭升溫彎矩及軸向力可采用彈性抗彎鉸解析法或有限元法進行計算。當采用彈性抗彎鉸解析法時，應符合本規(guī)程附錄C的規(guī)定。計算彎頭彎矩變化范圍時，管道的計算溫差應采用工作循環(huán)最高溫度與工作循環(huán)最低溫度之差；計算轉角管段的軸向力時，管道的計算溫差應采用工作循環(huán)最高溫度與計算安裝溫度之差。2采用彈性抗彎鉸解析法進行計算時，“L”型管段的臂長應符合下列規(guī)定：11(或12)N2.3/k(2-1)―衛(wèi)巨(2-2)44EI-106p式中11(或12)——“L”型管段兩側的臂長(m)；k——與土壤特性和管道剛度有關的參數(1/m)；C——土壤橫向壓縮反力系數(N/m3)。3“Z”型、“II”型補償管段可分割成兩個“L”型管段，并可采用彈性抗彎鉸解析法進行彎頭彎矩及軸向力的計算。分割時應使：“Z”型管段以垂直臂上的駐點將管段分為兩個“L”型管段；對于兩側轉角相同的“Z”型管段，駐點可取垂直臂中點?！癐I”型管段自外伸臂的頂點起將兩個外伸臂連同兩側的直管段分為兩個“L”型管段。4.4直埋彎頭在彎矩作用下的最大環(huán)向應力變化幅度應按下式計算：。尸崢。?10-6(4-1)bPb=0.9(1/*(4-2)X=R8b/(rm)2(4-3)L=Lb/2(4-4)式中。bt——彎頭在彎矩作用下最大環(huán)向應力變化幅度(MPa)；pb——彎頭平面彎曲環(huán)向應力加強系數；

M——彎頭的彎矩變化范圍(N.m)；rbo 彎頭的外半徑(m)；I一彎頭橫截面的慣性矩(m4)；b入 彎頭的尺寸系數;Rc 彎頭的計算曲率半徑(m)；5b5b彎頭的公稱壁厚(m)；rbm——彎頭橫截面的平均半徑(m)。4.5直埋彎頭的強度驗算應滿足下列條件:。+0.5。W3[°](4.5-1)。pt。ptPD=牛(4.5-2)R%式中D一彎頭內徑(m)；bir一彎頭內半徑(m)；bi直埋彎頭在內壓作用下彎頭頂(底)部的環(huán)向應力(MPa)。5三通加固1直埋供熱管道的焊制三通應根據內壓和主管軸向荷載聯(lián)合作用進行強度驗算。三通各部分的一次應力和二次應力的當量應力變化范圍不應大于3［混；局部應力集中部位的一次應力、二次應力和峰值應力的當量應力變化幅度不應大于3［混。當不能滿足上述條件時應進行加固。2三通加固應采取下列一項或幾項措施進行:1加大主管壁厚，提高三通總體強度(包括采用不等壁厚的鑄鋼或鍛鋼三通)；2在開孔區(qū)采取加固措施(包括增加支管壁厚)，抑制三通開孔區(qū)的變形;3在開孔區(qū)周圍加設傳遞軸向荷載的結構。5.3對三通加固方案應進行應力測定或用有限元法計算，以檢驗加固措施是否滿足本規(guī)程第4.5.1條的規(guī)定。當不進行應力測定和計算時，可按本規(guī)程附錄D中的規(guī)定進行加固。6管道豎向穩(wěn)定性驗算1直埋直管段上的垂直荷載應符合下式要求:(6.1)式中Q——作用在單位長度管道上的垂直分布荷載(N/m)；Ys 安全系數，Ys取1.1；——管道的最大軸向力，按本規(guī)程(3.3-1)式和(3.4)式計算(N)；f0——初始撓度(m)；Ip——直管橫截面慣性矩(m。。6.2初始撓度應按下式計算：廠二:壬(6.2)\p.max當f<0.01m時，f取O.0lm。006.3垂直荷載應按下式計算：Q=G「G+Sf(6.3-1)。廣1HIDC+號D：S(6?3-2)Sf=Pg(H+%)2?K0-tan。(63-3)K0=1-sin'(6.3-4)式中Gw—每米長管道上方的土層重量（N/m）；G一每米長預制保溫管自重（包括介質在內）（N/m）；Sf—每米長管道上方土體的剪切力（N/m）；Ko——土壤靜壓力系數；①一一土壤的內摩擦角。6.4當豎向穩(wěn)定性不滿足要求時，應采取下列措施：1增加管道埋深或管道上方荷載；2降低管道軸向力。5固定墩設計1管道對固定墩的推力5.1.1管道對固定墩的作用力，應包括下列三部分：1管道熱脹冷縮受約束產生的作用力；2內壓產生的不平衡力；3活動端位移產生的作用力。1.2固定墩兩側管段作用力合成時，應按下列原則進行：l根據兩側管段摩擦力下降造成的軸向力變化的差異，按最不利情況進行合成；2兩側管段由熱脹受約束引起的作用力和活動端作用力的合力相互抵消時，荷載較小方向力應乘以0.8的抵消系數；當兩側管段均為錨固段時，抵消系數取0.9。兩側內壓不平衡力的抵消系數取1。5.1.3推力可按本規(guī)程附錄E所列公式計算或采用計算不同摩擦力工況下兩側推力（考慮抵消系數）最大差值的方法進行。5.2固定墩結構5.2.1直埋固定墩必須進行下列穩(wěn)定性驗算：l抗滑移驗算（圖5.2.1）K=思+Z+f+f321.3(5.2.1-1)sE+T式中Ks——抗滑移系數；K——固定墩后背土壓力折減系數，取0.4?O.7；Ep——被動土壓力(N)；f「f2、f3——固定墩底面、側面及頂面與土壤產生的摩擦力(N)；Ea——主動土壓力(N),當固定墩前后為粘性土時Ea可略去；T——供熱管道對固定墩作用力(N)。2抗傾覆驗算(圖5.2.1)K二七2+(G+叩/2>15(5.2.1-2)°vEX1+T(H-h2)Q <1.2f(5.2.1-2)E=2pgbh(h1+H)tg2(45。+?)(5.2.1-4)E=-pgbh(h+H)tg2(45。-1)(5.2.1-5)a2 1 2式中Kov——抗傾覆系數；X2——被動土壓力Bp作用點至固定墩底面距離(m)；X1——主動土壓力Ea作用點至固定墩底面距離(m),G一固定墩自重(N)；G1——固定墩上部覆土重(N)；omax 固定墩底面對土壤的最大壓應力(Pa)；地基承載力設計值(Pa)；b、d、h 固定墩幾何尺寸（寬、厚、高）（m）；hl、h2、H——固定墩頂面、管孔中心和底面至地面的距離（m）；①一一回填土內摩擦角，砂土取30°。2.2回填土與固定墩的摩擦系數日應按表5.2.2取用。表5.2.2回填土與固定墩的摩擦系數土壤類別摩擦系數粘性土可塑性O.25?O.30硬性O.30?O.35堅硬性O.35?O.45粉土土壤飽和度＜O.50.30?O.40中砂、粗砂、礫砂0.40?0.50碎石土0.65.2.3固定墩強度及配筋計算應符合現行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》（GBJ1O）的規(guī)定。2.4制作固定墩所用混凝土強度等級不應低于C20,鋼筋直徑不應小于聲8,其間距不應大于250mm。鋼筋應采用雙層布置，保護層不應小于30mm.2.5供熱管道穿過固定墩處，孔邊應設置加強筋。6保溫及保護殼1一般規(guī)定6.1.1直埋供熱管道的保溫結構是由保溫層與保護殼組成。保護殼應連續(xù)、完整和嚴密。保溫層應飽滿，不應有空洞。保溫結構應有足夠的強度并與鋼管粘結為一體。6.1.2直埋供熱管道與管件的保溫結構設計，應按國家現行標準《設備及管道保溫技術通則》（GB4271）、《設備及保溫設計導則》（GB8175）、《城市熱力網設計規(guī)范》（CJJ34）和本規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。6?1.3聚氨酯泡沫塑料預制保溫管性能應符合國家現行標準《聚氨酯泡沫塑料預制保溫管》（CJ/T3002）的規(guī)定。1.4直埋供熱管道保溫層除應具有良好保溫性能外，還應符合表6.1.4的規(guī)定。表6.1.4直埋供熱管道保溫層耐熱性及強度指標項目指標耐熱性不低于設計工作溫度抗壓強度N200kPa剪切強度（含與內管和外殼粘結）N120kPa1.5直埋供熱管道及管件應在工廠預制，現場只進行接口施工。1.6在貯存、運輸期間，預制保溫管、管件的保溫端面必須有良好的防水漆面，管端應有保護封帽。1.7保溫層內設置報警線的保溫管，報警線之間、報警線與鋼管之間的絕緣電阻值應符合產品標準的規(guī)定。2保溫計算2.1直埋供熱管道保溫層應滿足工藝對供熱介質溫度降、保溫管周圍土壤溫度場等的技術要求，當經濟保溫層厚度能滿足技術要求時，取經濟保溫層厚度，但最小厚度應滿足制造工藝要求。2.2經濟保溫厚度、技術保溫厚度和管道熱損失計算中有關參數，應符合國家現行標準《城市熱力網設計規(guī)范》（CJJ34）的規(guī)定。7工程測量及土建工程1工程測量1.1直埋供熱管道工程測量，應符合國家現行標準《城市測量規(guī)范》（CJJ8）、《城市供熱管網工程施工及驗收規(guī)范》（CJJ28）及本規(guī)程的規(guī)定。1.2施工時，直埋供熱管道全部管線都應進行平面位置測量和高程測量，并應符合設計要求。1.3直埋供熱管道工程應進行詳細竣工測量，主要內容應包括：1平面測量：管線始末點、轉角點的坐標和與永久性建筑物的相對位置（條件不允許時可只取其中一種），直埋閥門、補償器、固定墩、變徑管和交叉管線的位置。2高程測量：所有的變坡點、轉角點和沿線每隔50m的管頂高程，其它交叉管線的高程。2土方工程2.1溝槽的土方開挖寬度，應根據管道外殼至槽底邊的距離確定。管周圍填砂時該距離不應小于100mm；填土時，該距離應根據夯實工藝確定。2.2溝槽、檢查室經工程驗收合格、竣工測量后，應及時進行回填。7.2.3溝槽回填前應先將槽底清除干凈，有積水時應先排除。7.2.4溝槽胸腔部位應填砂或過篩的細土，回填料種類由設計確定。填砂時，回填高度應符合設計要求；填土時，篩土顆粒不應大于20mm，回填范圍為保溫管頂以上150mm以下的部位。7.2.5回填料應分層夯實，各部位的密實度應符合國家現行標準《城市供熱管網工程施工及驗收規(guī)范》（CJJ28）的規(guī)定。3構筑物7.3.1直埋供熱管道的檢查室施工時，應保證穿越口與管道軸線一致，偏差度應滿足設計要求，并按設計要求做好管道穿越口的防水、防腐。7.3.2固定墩混凝土澆筑前應檢查與混凝土接觸部位的管道及卡板防腐層，防腐層應完好，有損壞時應修補。7.3.3內嵌式固定墩應待固定墩兩側供熱管道連接調整就位后，且在安裝補償器之前進行混凝土澆筑。8管道安裝1一般規(guī)定8.1.1進入現場的預制保溫管、管件和接口材料，都應具有產品合格證及性能檢測報告，檢測值應符合國家現行產品標準的規(guī)定。1.2進入現場的預制保溫管和管件必須逐件進行外觀檢驗，破損和不合格產品嚴禁使用。1.3預制保溫管應分類整齊堆放，管端應有保護封帽。堆放場地應平整，無硬質雜物，不積水。堆高不宜超過2m，堆垛離熱源不應小于2m。2管道安裝2.1管道安裝前應檢查溝槽底高程、坡度、基底處理是否符合設計要求。管道內雜物及砂土應清除干凈。2.2管道運輸吊裝時宜用寬度大于50mm的吊帶吊裝，嚴禁用鐵棍撬動外套管和用鋼絲繩直接捆綁外殼。2.3等徑直管段中不應采用不同廠家、不同規(guī)格、不同性能的預制保溫管；當無法避免時，應征得設計部門同意。2.4預制保溫管可單根吊人溝內安裝，也可2根或多根組焊完后吊裝。當組焊管段較長時，宜用兩臺或多臺吊車抬管下管，吊點的位置按平衡條件選定。應用柔性寬吊帶起吊，并應穩(wěn)起、穩(wěn)放。嚴禁將管道直接推人溝內。8.2.5安裝直埋供熱管道時，應排除地下水或積水。當日工程完工時應將管端用盲板封堵。8.2.6有報警線的預制保溫管，安裝前應測試報警線的通斷狀況和電阻值，合格后再下管對口焊接。報警線應在管道上方。8.2.7安裝預制保溫管道的報警線時，應符合產品標準的規(guī)定。在施工中，報警線必須防潮；一旦受潮，應采取預熱、烘烤等方式干燥。8.2.8安裝前應按設計給定的伸長值調整一次性補償器。施焊時兩條焊接線應吻合。8.2.9直埋供熱管道敞口預熱應分段進行，宜采取1km為一段。預熱介質宜采用熱水，預熱溫度應按設計要求確定。8.3接口保溫8.3.1直埋供熱管道接口保溫應在管道安裝完畢及強度試驗合格后進行。8.3.2管道接口處使用的保溫材料應與管道、管件的保溫材料性能一致。8.3.3接口保溫施工前，應將接口鋼管表面、兩側保溫端面和搭接段外殼表面的水分、油污、雜質和端面保護層去除干凈。8.3.4管道接口使用聚氨酯發(fā)泡時，環(huán)境溫度宜為20°C，不應低于10C；管道溫度不應超過50C。8.3.5對.DN200以上管道接口不宜采用手工發(fā)泡。8.3.6管道接口保溫不宜在冬季進行。不能避免時，應保證接口處環(huán)境溫度不低于10C。嚴禁管道浸水、覆雪。接口周圍應留有操作空間。8.3.7發(fā)泡原料應在環(huán)境溫度為10?25C的干燥密閉容器內貯存，并應在有效期內使用。8.3.8接口保溫采用套袖連接時，套袖與外殼管連接應采用電阻熱熔焊；也可采用熱收縮套或塑料熱空氣焊，采用塑料熱空氣焊應用機械施工。8.3.9套袖安裝完畢后，發(fā)泡前應做氣密性實驗，升壓至20kPa，接縫處用肥皂水檢驗，無泄漏為合格。8.3.10對需要現場切割的預制保溫管，管端裸管長度宜與成品管一致，附著在裸管上的殘余保溫材料應徹底清除干凈。8.3.11硬質泡沫保溫物質應充滿整個接口環(huán)狀空間，密度應大于50kg/m3。8.3.12對采用玻璃鋼外殼的管道接口，使用模具作接口保溫時，接口處的保溫層應和管道保溫層順直，無明顯凹凸及空洞。8.3.13接口處，玻璃鋼防護殼表面應光滑順直，無明顯凸起、凹坑、毛刺，防護殼厚度不應小于管道防護殼厚度；兩側搭接不應小于80mm。8.4試壓、清洗及試運行8.4.1直埋供熱管道工程試壓、清洗及試運行應符合國家現行標準《城市供熱管網工程施工及驗收規(guī)范》(CJJ28)的規(guī)定。9工程驗收9.0.1直埋供熱管道工程在單項、分部、分項工程驗收合格后，進行總體驗收。9.0.2直埋供熱管道工程的單項、分部、分項工程質量驗收除應遵守《城市供熱管網工程施工及驗收規(guī)范》(CJJ28)的有關規(guī)定外，還應包括下列內容：1管道地基處理、胸腔回填料、回填土高度和回填密實度；2回填前預制保溫管外殼完好性；3預制保溫管接口及報警線；4預制保溫管與固定墩連接處防水防腐及檢查室穿越口處理；5管道軸線偏差；6預拉預熱伸長量、一次性補償器預調整值及焊接線吻合程度；7防止管道失穩(wěn)措施。附錄入直埋供熱管道預處理A.1一般規(guī)定1.1在滿足本規(guī)程(3.5—1)式條件的前提下，調整管道中的軸向力可采用預拉伸、敞溝預熱、設置一次性補償器覆土后預熱等預處理方法。A.1.2本附錄中所列公式適用于預處理管段未發(fā)生屈服的情況。A.1.3循環(huán)中間溫度tm根據工藝要求確定或按下式計算：t=0.5x(t1+12)(A.1.3)式中tm——中間溫度，即管段內平均應力為零(未計入內壓影響)的溫度(°C)。A.1.4預處理管段伸長量應按下式計算：AL=a(t-t)L(A.1.4)式中AL——預處理管段伸長量(m)；L——預處理管段初始應力為零時管道溫度(C)；Lpr——預處理管段長度(m)。A.2管道預處理A.2.1敞溝預熱宜選用充水預熱方式，亦可采用電加熱。A.2.2預拉伸處理和敞溝預熱時，應在保證管道伸長量符合設計值并且保持不變時進行覆土夯實。A.2.3當大型管網采用分段預處理，在下一管段進行預拉伸或敞溝預熱時，上一管段回縮的長度應一并補足。A.2.4覆土后預熱管道分段長度應符合下式要求:LV2心("L〃)X106(A.2.4)s F式中Ls——一次性補償器到固定點或駐點的距離，即管道分段長度(m)；tp.max 最高預熱溫度(°C)tp.max應取小于或等于t1；F——預熱段土壤對管道的摩擦力(N/m)。A.2.5覆土后預熱管段外宜包裹塑料薄膜，摩擦系數應采用首次升溫時的值。A.2.6使用一次性補償器進行覆土后預熱時，預熱宜與熱網試運行合并進行；預熱段與相鄰非預熱段應用固定墩隔開。A.2.7使用一次性補償器進行覆土后預熱時，一次性補償器的補償量應在預熱前調整為設計值，并應在伸長量到位后將一次性補償器焊接成整體。A.2.8一個預熱段設置多個一次性補償器時，一次性補償器應均布；管段總熱伸長應符合設計值。A.2.9一個預熱段設置多個一次性補償器時，預熱段長度應符合下式規(guī)定：LW2nLs(A.2.9)式中Ls——管道分段長度(m)；預熱段長度(m)；n——設置的一次性補償器數量。A.3覆土后預熱應力計算A.3.1管段計算預熱溫度應按下式計算:(A.3.1)式中tdp 計算預熱溫度(°C)；Lc—計算的管段長度(m)。A.3.2覆土后預熱的管段初運行時，工作循環(huán)最高溫度下壓應力應按下式計算：一次性補償器處：b=Ea(t-1)(A.3.2-1)管段與一次性補償器相對應的另一端：b=Ea[t-1]+FL/A(A.3.2-2)c2 1dp cA.3.3覆土后預熱的管段初運行時，工作循環(huán)最低溫度下拉應力應按下式計算：1一次性補償器處：b=Ea(t-1)(A.3.3-1)2管段與一次性補償器相對應的另一端：bd2=Ea[tp-12]-FL/A(A.3.3-2)

3.4管段內應力均布后，最大壓應力和最大拉應力應按下列公式計算：1最大壓應力：b =Ea[t-1](A.3.4-1)2最大拉應力：b =Ea[t-1](A.3.4-2)式中tdp——計算管段的計算預熱溫度(°C)。附錄B鋼材性能0.1常用鋼材的基本許用應力應符合表B.0.1的規(guī)定。鋼號1O20鋼號1O20,20gQ235333.5402.2375氣206.0215.8235計算溫度20?200C111.1134.1125表B.0.1常用鋼材的基本許用應力[混(MPa)B.0.2常用鋼材的彈性模量E和線膨脹系數口值應符合表B.0.2的規(guī)定。表B.0.2常用鋼材的彈性模量和線膨脹系數鋼材物理特性彈性模量E(104Mpa,1010N/m2)線膨脹系數a(10-6m/m?C)鋼號1020,20gQ2351020,20g5Q23計算溫度(°C)2019.819。820.610019.118.220.011.911.212.215018.618.019.612.311.612.620018.117.619.212.612.113.0注Q235是替代A3,A3g的新鋼號。附錄。直埋供熱管道轉角管段彈性抗彎鉸解析計算法C.1直埋水平轉角管段計算C.1.1水平轉角管段的過渡段長度應按下列公式計算:圖(2,1,1水平轉角管段示意曲l=lz2+(竺)-N-z(C.1.1-1)' min；Z2+牛).氣-z(C.L1-2)' minD?C(C.1.1-4)z=A?N/2)(C.1.1-3)2k31(1+D?C(C.1.1-4)k=c 44EI-106pCM-1+KkRe(I/I)(C.L15)cpbx=熙(C.1.1-6)r2bmN=[aE(ti-10)-vo]A-106(C.L1-7)當t-t)AT時，取(t-1)=AT10y 10 )，N廣明(ti-12)-“t]A?106(C.L1-8)式中l(wèi)t.max——水平轉角管段的過渡段最大長度(m)；lt——水平轉角管段循環(huán)工作狀態(tài)下的過渡段長度(m)；C——土壤橫向壓縮反力系數(N/m3)；K——彎頭的柔性系數；Rc 彎頭的計算曲率半徑(m)；中一一轉角管段的折角(弧度)；Ib——彎頭橫截面的慣性矩(m4)；Ip——直管橫截面的慣性矩(m4)；入一一彎頭的尺寸系數；5b——彎頭壁厚(m)；rbm 彎頭橫截面的平均半徑(m)。1.2水平轉角管段彎頭彎矩變化范圍計算1水平轉角管段的計算臂長lc1、lc2和平均計算臂長lcm應按下列方法確定：當l1Nl2Nlt時，取lc1=lc2=lt；當l1NltNl2時，取lc1=lt,lc2=l2；當ltNl1Nl2時，取lc1=l1,lc2=l2；七=號(C-1-2-1)式中l(wèi)1、l2——設計布置的轉角管段兩側臂長(m)。2彎頭的彎矩變化范圍按下列公式計算：1.2-2)M=c[aEA(t-1)-106-Fl]tg停/2)(C1.2-2)pcm式中M一轉角管段的彎矩變化范圍(N?m)。C.1.3水平轉角管段彎頭的升溫軸向力計算應符合下列規(guī)定:1水平轉角管段的計算臂長lc1、lc2和平均計算臂長lcm應按下列方法確定:當廳成''時，取lc1=lc2=lt.max；當廳^斗時，取lc1=lt.max,lc2=l2；當11.maxN『l2時，取H^L；l=/+ic2(C.1.3-1)cm2式中l(wèi)「l2——設計布置的轉角管段兩側臂長(m)。2彎頭的軸向力應按下列公式計算：.當計算臂長lc1=lc2=lcm時v(1+C}[aEA(t-1)-106-1/2Fl]N= M 1 0 mincm(C*1*32)CAtg2(^/2)M2k31l"-當計算臂長lc1^lc2時N=B+Q?2(C.1.3-3)1UN=B+Q?n2(C.1.3-4)2U、〈八F,l2+12B=(1+C)[aEA(t—t)?106——min( c2)](C*1.35)M1 0 2 11+12Q=tg4生[OEA(t—t)?106—Fmin(l+l)](C.1.3-6)2 1 0 2c1 c2,"U=1+C+Atg2(‘/2)(C.1.3-7)Mk31(l+l)pc1c2n=lc1-lc2(C.1.3-8)1lc1+lc2n=12f(C.1.3-9)21+12式中N——彎頭兩側計算臂長相等時的軸向力(N)；N1——彎頭兩側計算臂長不等時，lc1側的軸向力(N)；N2——彎頭兩側計算臂長不等時，Z。：側的軸向力(N)。C.2直埋豎向轉角管段計算2.1豎向轉角管段分為兩類，一類為彎頭在下(曲率中心在上)，其內力計算與水平轉角管段相同，應按本規(guī)程第C.1節(jié)規(guī)定進行，土壤壓縮反力系數取較大值。另一類為彎頭在上(曲率中心在下)，彎頭兩側管道所受土壤壓力近似等于頂起的土體重力，不隨位移的增加而增大，計算方法應按本節(jié)規(guī)定進行。2.2豎向轉角管段的過渡段長度Z。及變形段長度如應按下列公式計算：id=4二京睛[Ji+s1s2n1-1](C.2.2-1)2 2S=16'g5/2S/2)(C.2.2-2)(1+g)2PrmS=:'gf)Fmin(C.2.2-3)t3Pc= L (C.2.2-4)3[1^+KR^(I/1)]七按下式計算：N1=[aE(t1-10)-v。]A?106(C.2.2-5)當t-1'直時，取t-1=M。

1 0y 1 0 y式中l(wèi)td——豎向轉角管段臂長為過渡段長度z。時的變形段長度(m)；P——土壓力，取變形段管頂平均覆土重(N/m)；rm 管子的平均半徑(m)。用迭代法可解出z。a值(如設定值與計算值相差2%以下即可停止迭代)。圖C-2^2登向燧痢管段示意留過渡段長度lt，在變形段長度ltd確定后用下式計算：C.2.3當豎向轉角管段臂長l<lt(圖C.2.2)時，變形段長度如應按下列公式計算：l=(￡2)：'(0.53片tgS/2)(C.2.2-6)t■3%C.2.3當豎向轉角管段臂長l<l°(圖C.2.2)時，變形段長度

應按下列公式計算:6r2 m 12(0.5―獲啊。/2)(C.2.3-1)WaEAt-1)-10)-0.5尸/)…1“/1)

—6r2 m 12(0.5―獲啊。/2)(C.2.3-1)kP17 2k17廠』+兒/I)］傘.3-2)d cpbld值可用迭代法解出(計算精度2%)。C.2.