（上海市公路管理处）本文介绍了一种混凝土在多轴复杂应力状态下强度准则，即0卜tosen提出的四参数强度准则模式，结合已建成的三向预应力混凝土T型刚构桥的空间应力分析结果，分析了该箱型梁桥纵向混凝土强度的变化规律，说明了混凝土强度理论对实际土建结构设计其中丹麦学者N.S.Ottosen在1977年提出的适用的重要性，以求为多轴应力状态下混凝土强度准则在预应力混凝土桥梁结构中的应用探索一条新轴应力状态下偏平面包络线与试验数据结果规律途径。符合的较好，从计算混凝土强度的准确性、准则适用应力的范围以及破坏曲面的几何特征等方面都是三向预应力比较好的，因而在国际上得到了较为广泛的应用。混凝土Ottosen强度准则数学表达式为多轴应力状态f=a+A+ 1前言在设计钢筋混凝土和预应力混凝土结构时，混凝土的强度是一个很重要的参数，也是一个与许多因素有关的参数。目前，我国现行的公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中所给出的混凝土强度均为混凝土在单向受力时的强度指标。实际上，在众多的钢筋混凝土结构中，例如四边支承的钢筋混凝土双向板、双向或三向预应力混凝土桥梁等，混凝土都处于多轴复杂应力状态下。试验证明，混凝土在复杂应力状态下与单轴应力状态下的强度和变形性能差异很大。（桥规虽然在个别问题（如局部承压、间接箍筋柱）上考虑了混凝土强度的提高，但对于双向或者三向预应力混凝土桥梁中的混凝土实际强度的取值及其强度储备均未涉及。在双向或者三向预应力混凝土桥梁中的混凝土实际强度如何变化，是广大工程设计人员比较关心的问题。本文利用SAP5有限元分析程序为计算手段，以多轴应力状态下混凝土强度理论为基础，结合某座已建成三向预应力混凝土T型刚构桥的空间应力分析结果，分析了该箱型梁桥混凝土强度的变化规律。以求为今后合理地设计三向预应力混凝土结构提供。
2多轴应力状态下混凝土强度准则强度是混凝土材料的基本力学特征。在单轴应力状态下，建立混凝土强度准则是比较容易的，但是，在多轴应力状态下就是个比较复杂的问题。
由于混凝土的真实力学性能复杂、影响因素很多，通常是采用空间坐标的破坏曲面来描述不同受力状态下混凝土的破坏情况，因此建立混凝土强度准则实际上就是建立空间坐标破坏曲面的规律。
国内外学者对混凝土在多轴应力状态下强度准则的研究已有较长的历史，并提出了不少破坏准则。
在材料力学中提出的五个古典强度理论，由于在计算准则中只包含有一或二个参数，破坏曲面的形状简单，与形状复杂的混凝土破坏包络面相差甚远，不能完全反映多轴应力下混凝土强度的性能。近年来，为了解决混凝土在多轴应力状态下的强度问题，许多研究人员通过试验和理论分析提出的适用于混凝土的强度破坏准则有许多种，各有特点，包括含有较复杂的3 ~5参数的强度准则。
士其中：3Ottosen强度准则在桥梁结构上的应用为了说明Ottosen强度准则在桥梁结构上的应用，选择一座已建成的三向预应力混凝土桥梁为工程实例进行分析，以探讨三向预应力结构各部分混凝土强度的变化规律。
1工程概况该桥是一座三向预应力混凝土T型刚构桥，上部构造是由主跨为174m和边跨为138iti的T型刚构以及35m吊梁组成，全桥为静定结构。为了分析简便起见，只取出全桥边跨138mT型刚构进行空间分析。T构根部梁高为8m，悬臂端梁高为3.2m，桥宽21m.梁底曲线按三次抛物线变化，y=2.055 +3.19-0.245+3（C=x/L，L吊梁跨中到悬臂根部距离）。横截面由两个单箱单室截面组成，中间用50cm的现浇带连接，再施加横向预应力连成整体。每个箱梁肋板间的距离为5.16m，T构底板厚度从18cm~86cm按直线变化，顶板厚度为27cm，肋板厚度从40cm~32cm按直线变化。具体尺寸见。
主应力ct3的方向接近水平，即X方向；第二主应力的方向接近横桥向，即Y方向；由于是平面应力状态，**主应力m=0见；3.3.2箱梁腹板单元主应力迹线及其分布：由于纵向预应力、竖向预应力的作用，整个箱梁腹板单元亦均处于双向受压状态，并且第三主应力 3计算结果3.3.1箱梁顶板单元主应力迹线及其分布：由于强大的纵向预应力和横向预应力的作用，整个箱梁顶板单元都处于双向受压状态，并且第三4柳4丨“匕冰”匕箱梁外腹板单元主应力kg/cm2上哆试硪bookmark5互匕矽属114 L1於箱梁底板单元主应力kg/crn2 4箱梁混凝土的极限抗压强度通过对三向预应力混凝土T构箱梁的空间分析，得到箱梁各单元的实际空间应力状态及其主应力的大小，再根据Ottosen强度准则确定箱梁各部分混凝土的极限强度。为了能直观地表现出箱梁混凝土在多轴应力状态下的强度与在单轴应力状态下的强度关系，文中引人强度系数T1，表示混凝土在多轴应力状态下的极限强度与单轴强度fc的比值，即T其中：Cr4表7K混凝土在多轴应力状态下的破坏主应力（4 =1、2、3）。对于二向受压平面应力状态单元来说，al =3.此时，应力单元将在a3方向上破坏，根据Ottosen强度准则满足方程f=0的（3即为该点混凝土的极限强度。 为了描述T构箱梁在三向预应力荷载作用下箱梁混凝土的极限强度沿桥纵向变化的情况，本文在1/4T构悬臂箱梁的纵桥向选取四个截面，即当x =4.85m时（X为计算截面距墩中心线距离），为截面；当x=17.25m时，为（2②截面；当x=31. 28m时，为③一③截面；当x=49. 45m时，为（33）截面。在横桥向1/2箱梁横截面上选择了七个有代表性的点进行描述。 由计算结果可以看出箱梁内腹板与外腹板（未示出）的主应力大小及方向非常接近，所以只在箱梁外腹板上选取三个点进行描述。将不同截面上各点的主应力及ti值列于表2、。 1/4T构箱梁不同截面上各描述点的主应力及T值表2截面续表2截面（下转第5页）6改革创新、勇于探索是转变政府职能，加强公路行业管理的力置源泉在过去的几年间，公路管理部门在从计划经济向市场经济的转变中，坚持不懈地推进以“四个分开”为重点的体制改革，抓住了历史机遇，取得了初步成效，为履行政府职能，加强公路行业管理，建立公路管理的长效机制奠定了基础。然而，随着社会主义市场经济框架的逐步确立，公路管理部门的职能也发生相应的变化，目前公路行业管理尚处在起步探索阶段。如何做到公路行业管理的全覆盖行业管理的模式如何确定如何实施公路设施的长效管理，这些都是目前公路行业管理中面临的现实课题，需要公路管理部门和管理者深人研究思考，在实践中不断探索和完善。为此，在转变政府职能，加强公路行业管理中，需要公路管理者改革创新的观念和勇于探索的勇气，要在推进公路行业管理的过程中，强化改革创新的意识，鼓励勇于探索的勇气。 要改革创新，要勇于探索，必须投身于公路管理的实践，通过实践，在实践中开展广泛的调研咨询，形成有思路、有见解、可操作的行业管理方案，并付诸实施，在实践中不断总结、补充和完善。要改革创新，要勇于探索，必须加强理论学习，不断学习新知识，用知识经济时代的新观念武装自己的头脑，通过学习促进思想的解放和观念的转变，开拓视野，吸取先进的管理手段，进行公路行业管理课题的专题研究，及时将研究成果来指导公路行业管理工作。只有通过改革创新、勇于探索、提出思路、破解难题、大胆实践、不断总结，才能使公路行业管理健康、有序、持续地发展下去。 公路行业管理对于公路管理部门来说，是一个崭新的课题，涉及了公路建、养、管、征各个方面，是一个系统工程，公路管理部门和管理者要解放思想、转变观念、加强学习、积极进取、改革创新、勇于探索，建立起社会主义市场经济体制下的公路行业管理体制，积极推进公路行业管理迈上新的台阶，为促进上海公路行业的健康发展，为上海经济的腾飞和社会的发展作出新的贡献。 （上接第32页）应力作用下，箱梁各截面均处于二向受压应力状态，并且箱梁不同截面上各个点实际混凝土极限抗压强度均有不同程度的提高：在箱梁顶板混凝土纵向抗压强度提高*大，并且提高幅度沿箱梁~24%；在箱梁腹板混凝土纵向抗压强度比单轴抗压强度亦有所提高，大约提篼4.6%~9.8%左右；在底板上混凝土的纵向抗压强度提高较小，大约比单轴抗压强度提高了0.4%~3.5%左右。 5结语通过对一座三向预应力混凝土桥梁的强度分析表明，由于三向预应力的作用，结构混凝土的实际抗压强度均有不同程度提高，尤其是箱梁顶板混凝土的实际抗压强度有较大的提高，进而可以增加混凝土结构自身的抗力。
网友评论
共有0条评论