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2 管道应力计算管道应力计算主要计算管道在内压、持续外载荷、热胀冷缩以及其他位移约束作用下产生的应力。根据各类载荷产生的应力对管道造成破坏的机理不同，管道应力分为一次应力、二次应力、峰值应力三类。针对不同的应力采用不同的分析和验证方法。
2.1 一次应力管道内压和持续外载荷产生的应力属于一次应力。一次应力的主要特点是没有极限，当内压和持续外载荷产生的应力达到管道的屈服极限时，各种外载荷将不再因结构件的变形而改变，其作用将持续下去，直到构件破坏。为了防止此类破坏发生，应对一次应力进行极限分析，即一次应力值不得超过材料计算温度下的许用应力值。一次应力一般采用两种方式计算，即内压折算应力校核和内压轴向应力及持续外载荷应力校核。 (1)内压折算应力的计算公式为：
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内压折算应力的计算其实就是管壁厚的校核，工程设计中一般根据介质的设计压力来选择标准管外径和壁厚，即根据设计流量和压力来选择管道外径和壁厚，不必每次都计算内压折算应力。（2）内压轴向应力和连续外荷载应力的计算公式为
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公式（3）中第一项为内压引起的轴向应力；第二项σzhw可出现在垂直管道上，为自重引起的沿管段均匀分布的轴向应力；第三项σw可出现在水平管段上，为自重引起的弯曲应力。三项应力中，轴向一次应力的大小与管道布置形式有关，后两项与管道支架跨度有关。实际工程设计时钢材许用应力计算公式，可根据设计手册根据管道外径、壁厚、单位长度载荷等确定管道支架跨度，以满足一次轴向应力为宜。
验证条件。
2.2 二次应力
管道因热胀冷缩等变形约束而产生的应力属于二次应力。二次应力的主要特点是具有自限制性。二次应力是由热位移引起的，这些位移值是固定的。当二次应力使管道达到屈服点时，管道不会无限变形，在发生塑性变形后，应力值会下降。二次应力引起的损伤是应力反复交变而引起的疲劳损伤。二次应力的限制是控制一定的交变应力范围和交变循环次数。
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二次应力σ；[σ]t为设计计算温度下钢材的基本许用应力，MPa。实际运行中的管道既有一次应力钢材许用应力计算公式，也有二次应力，一次应力与二次应力之和称为综合应力。二次应力的大小与管道布置情况密切相关，所谓管道补偿计算，其实就是二次应力计算。
2.3 峰值应力弯头、三通等管件在内压、持续外载荷、热膨胀、冷收缩等载荷作用下，管件底部会出现局部应力集中，或称峰值应力。在应力计算中引入应力强化系数的概念。应力强化系数m的值与几何尺寸有关，通常设计采用增大弯头弯曲半径或加厚弯头、三通壁厚的方法来降低应力强化系数m的值。
管道推力计算是为了确保固定点和连接设备的安全。固定点推力计算用于向土木工程专业人员提供设计调试信息，设备推力计算用于验证设备制造商提供的允许推力值。管道推力包括弹力和摩擦力。对于轴向补偿器（非压力平衡型），还包括压力推力。当推力线不通过固定点或设备连接点时，在固定点或设备连接点上也会产生扭矩。
