5.5 管件应力验算

5.5.1 埋地水平弯头和竖向弯头的弯矩及轴力目前较成熟的计算方法为有限元法和弹性抗弯铰解析法。前者需利用专用软件在计算机上完成；后者既可电算，又可用于手工计算完成。本规程附录C是原规程附录的内容，计算公式是按弹性抗弯铰解析法通过理论分析推导和适当简化得出的，并经过DN500管道的试验验证。根据对管径从DN600到DN1200弯管的有限元分析，对于管径DN500以上的、转角在80°～120°弯管，采用弹性抗弯铰解析计算法仍然吻合得较好。按照5.5.3的弯头强度验算结果和有限元分析结果相比误差小于5％，且偏于安全。

5.5.2 基于采用弹塑性理论进行管道设计，埋地弯头温度变化引起峰值应力，其对管道安全的影响主要是正常的温度循环范围，对于安装温度低于循环最低温度而产生的一次性较大应力不会影响运行安全。环向应力放大系数βb不考虑内压的影响，同时弯头的柔性系数亦不考虑内压的影响，可使计算简化，亦与《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》DL/T 5366取得一致。其计算结果误差＜10％，且偏安全。

5.5.3 埋地弯头的强度验算采用简化的疲劳分析。验算公式形式虽与安定分析一致，但弯头环向应力加强系数采用真实应力加强系数之半(即(5.5.2-2)式中的β_b＝0.9(1/λ)^2/3为真实应力加强系数β_b＝1.9(1/λ)^2/3的一半)，计算出的应力为应力变化幅度，所以实质上是按疲劳分析进行弯头的强度验算。弯头的强度验算点在弯头最大弯矩截面的顶部和底部(指弯头平面水平放置)，此点热胀应力最大，为环向应力；同时该点处还存在内压环向应力，其值与直管相同，因验算点的热胀应力为应力变化幅度(即应力变化范围之半)，所以内压应力也采用变化范围之半，即0.5σ_pt，许用应力为3[σ](见5.1.1条)，故验算式为σ_bt＋0.5σ_pt≤3[σ]。

5.5.4 三通加固方案是否可行应有足够的依据，或实际进行应力测定，或用有限元法进行计算。有限元法计算的关键是单元的划分，高应力区要划分的较小，以使计算出的应力分布有足够的精确度。经验证明在单元划分合理的情况下计算结果与实际应力测定十分吻合。

5.5.5 本条提供了大轴力荷载三通加固的原则性措施，供加固设计者参考。