油气管道是国家能源输送最安全有效的方式。城市燃气门站是其中重要的一环,将上游输送来的高压天然气降压后输往下游,冬季用气量增加时,场站调压会使天然气温度骤降,进而造成埋地管道周围土壤冻结将场站管道抬升即管道冻胀。管道在冻胀作用下导致局部区域应力过大,威胁场站管道的安全运营,因此对场站管道进行应力安全评估尤为重要。以往关于场站管道的应力分析,往往是依靠有限元模拟及经验公式,并没有掌握场站管道的真实变形情况,缺乏合理性。本文将应力监测系统应用于场站管道,结合监测数据及有限元模拟结果,对场站管道在冻胀作用下的应力安全状态进行了分析。具体研究内容和成果如下:（1）基于智慧管网理念及物联网相关技术,搭建出应用于油气管道的应力在线监测系统,阐述了监测系统的工作原理;设计悬臂梁试验验证监测系统的测试精度、线性度、长期监测的稳定性及温度对测值的影响,试验结果表明该监测系统的可靠性满足工程实际要求。（2）通过对比有无监测系统时分别获取场站管道应力场的方法,阐述了场站管道安装监测系统的必要性及工程意义,制定出了场站管道的监测方案即监测截面的选取和截面上应变计的布设方式;通过分析轴向监测数据与管道轴向应力之间的关系,建立了基于轴向监测数据的应力预警模型。（3）选取某一城市燃气门站,长期监测了其中一段冻胀管道,获取其监测期间的变形及应力情况;以监测数据为依据,通过有限元模拟的方式识别出场站管道的冻胀模式,反演出场站管道较真实的应变场分布,并进一步计算出该方法的识别精度。（4）依据真实情况,建立场站管道的三维有限元模型,采用有限元模拟的方式评估了监测期间该场站管道的安全状态,并以管道材料屈服应力的50%作为许用应力,计算出该场站管道冻胀作用下的位移预警值为38 mm,进一步研究了管道参数及土壤性能对位移预警值的影响。