环形人行天桥荷载试验及承载能力分析

2015-10-21李鹏王东

建筑工程技术与设计 2015年8期

李鹏王东

【摘要】本文以某座环形人行天桥为例，介绍对其进行荷载试验的全过程。并根据荷载试验的结果来判断该桥的承载能力是否满足设计要求。某人行天桥在荷载试验各工况作用下，各控制截面的挠度和应变校验系数均小于1，且荷载试验加载前后，主梁表面均未出现裂缝，因此可以得出，该人行天桥承载能力满足设计要求。

【关键词】环形人行天桥；荷载试验；承载能力

1.引言

环形人行天桥，以其造型美观大方，通行能力强等诸多优点，在中小城市的十字路口得到广泛应用。但是环形人行天桥受力相对较为复杂，在长期运营后需对其承载能力进行分析，荷载试验是检验桥梁承载能力最为直接的方式。本文以某环形人行天桥为例，介绍通过荷载试验来确认该桥承载能力的全过程，为该类桥的检测和养护提供些许参考资料。

2. 荷载试验

2.1 工程概况

某人行天桥位于2条主要街道的交叉口，结构为十字交叉接圆环形钢箱梁结构，跨径分别为47.9m和38.8m，主桥直线段结构总宽3.2m，净宽3.0m，高1.5m；圆环段结构总宽3.8m，净宽3.6m，高1.5 m，

设计荷载根据《城市人行天桥与人行地道技术标准》（CJJ69-95）进行取值（人群荷载为5kPa）。该人行天桥桥型平面图如图2-1所示：

图2-1 某环形人行天桥桥型平面图

2.2 检测内容

根据相关规范和本人行天桥的实际情况，在荷载试验过程中，测量A-E跨、D-H跨、E-H跨和G-H跨在试验荷载作用下的最大应变（应力）和最大挠度，从而判断该人行天桥的实际强度和刚度是否满足设计要求，同时观测各控制截面的裂缝开展情况。

2.3 理论计算

利用MIDAS/CIVIL有限元仿真分析软件建立某人行天桥的空间有限元模型进行分析，计算出荷载试验过程中所需加载的量，荷载试验的效率系数介于0.95～1.05之间，有限元模型见图2-2所示。

图2-2 某环形人行天桥有限元模型图

2.4 测点布置

在A-E跨、D-H跨、E-H跨和G-H跨的控制截面（跨中最大正弯矩截面）布置挠度和应变测点，其中A-E跨的控制截面记为1-1截面，D-H跨的控制截面记为2-2截面，E-H跨的控制截面记为3-3截面，G-H跨的控制截面记为4-4截面。应变采用应变片和静态应变测试仪来采集，挠度采用百分表来进行采集，测点布置示意图如图2-3所示。

图2-3 应变（挠度）测点布置示意图

2.4 荷载试验实施

荷载试验需在温度较为稳定的时段进行。正式加载前，清退天桥上的一切非工作人员，并将各试验仪器进行初读数。

根据现场实际情况，本次荷载试验选用吨袋进行加载，每个吨袋在加载前需要进行严格的称重，并且在试验过程中分4级进行加载。每一级加载后按照规范要求进行观测和记录相应的数据。

3 承载能力分析

3.1荷载试验结果分析

根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21—2011）來评定相关的试验数据，当主要测点（挠度和应变）的校验系数小于1时，桥梁承载能力满足要求，反之，则桥梁承载能力不足。

（1）挠度测点结果

A-E跨、D-H跨、E-H跨和G-H跨跨中最大正弯矩工况4级加载完毕后，各控制截面挠度测点相应的弹性变形值和校验系数如表3-1所示，其中1-1截面挠度测点为f1和f2，2-2截面挠度测点为f3和f4，3-3截面挠度测点为f5和f6，4-4截面挠度测点为f7和f8。

表3-1 各挠度测点校验系数表

控制截面测点编号弹性变形值（mm）理论值（mm）校验

系数