C.2 直埋竖向转角管段计算

C.2.1 竖向转角管段分为两类，一类为弯头在下(曲率中心在上)，其内力计算与水平转角管段相同，应按本规程C.1的规定进行，土壤压缩反力系数取较大值。另一类为弯头在上(曲率中心在下)，弯头两侧管道所受土壤压力近似等于顶起的土体重力，不随位移的增加而增大，计算方法应按本节规定进行。

C.2.2 竖向转角管段的过渡段长度及变形段长度应按下列公式计算(图C.2.2)：

当t₁－t₀＞ΔT_y时，取t₁－t₀＝ΔT_y

式中：l_t——竖向转角管段循环工作的过渡段长度(m)；

l_td——竖向转角管段臂长l1≥lt时的变形段长度(m)，可用迭代法解出(计算精度2％)；

r——工作管平均半径(m)；

P——土压力，取变形段管顶平均覆土重(N/m)；

F_min——单位长度最小摩擦力(N/m)；

K′——弯头工作管柔性系数，按公式(C.1.1-7)计算；

R——弯头的曲率半径(m)；

——转角管段的折角(弧度)；

I_p——直管工作管横截面的惯性矩(m⁴)；

I_b——弯头工作管横截面的惯性矩(m⁴)；

α——钢材的线膨胀系数[m/(m·℃)]；

E——钢材的弹性模量(MPa)；

t₁——管道工作循环最高温度(℃)；

t₀——管道计算安装温度(℃)；

υ——钢材的泊松系数，取0.3；

σ_t——管道内压引起的环向应力(MPa)；

A——工作管管壁的横截面积(m²)；

ΔT_y——工作管屈服温差(℃)；

S₁、S₂、ζ——计算系数。

C.2.3 当竖向转角管段臂长l₁＜l_t(图C.2.2)时，变形段长度l_td应按下式计算：

图C.2.2 竖向转角管段示意图

式中：l_td——竖向转角管段臂长l1＜lt时的变形段长度(m)，可用迭代法解出(计算精度2％)；

l₁——设计布置的转角管段臂长(m)；

r——工作管平均半径(m)；

α——钢材的线膨胀系数[m/(m·℃)]；

E——钢材的弹性模量(MPa)；

A——工作管管壁的横截面积(m²)；

t₁——管道工作循环最高温度(℃)；

t₀——管道计算安装温度(℃)；

F_min——单位长度最小摩擦力(N/m)；

P——土压力，取变形段管顶平均覆土重(N/m)；

——转角管段的折角(弧度)；

ζ——计算系数，由(C.2.2-5)式计算。

C.2.4 竖向转角管段弯头的弯矩变化范围、轴向力和横向位移应按下列公式计算：

式中：M——弯头的弯矩变化范围(N·m)；

P——土压力，取变形段管顶平均覆土重(N/m)；

l_td——竖向转角管段的变形段长度(m)，按公式(C.2.2)或(C.2.3)计算；

N_s——竖向转角管段弯头的轴向力(N)；

——转角管段的折角(弧度)；

a′——竖向转角管段弯头端的横向位移(m)；

K′——弯头工作管柔性系数，按公式(C.1.1-7)计算；

I_p——直管工作管横截面的惯性矩(m⁴)；

I_b——弯头工作管横截面的惯性矩(m⁴)；

R——弯头的曲率半径(m)；

E——钢材的弹性模量(MPa)；

ζ——计算系数，按公式(C.2.2-5)计算。

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