景观栈道结构性能检验方法探讨

郝 鹏

（云南省建筑科学研究院，云南 昆明 650223）

0 引言

越来越多旅游景区为了吸引游客在景区内的湖泊、崖壁等处建造了水上或高空景观玻璃栈道，由于观景效果好，这种玻璃栈道的出现立即成为网红打卡点，导致人流密度较高，游览高峰期一度出现爆棚的情况，但相关设计、检验标准暂不健全，这就对栈道的承载能力及安全性提出了较高要求［1］。对此，本文根据真实案例进行分析，尝试采用荷载试验等手段确定该栈道承载能力，并结合其他常规检测手段综合判定该栈道的安全性能，探索此类栈道承载能力及安全性能的检验方法，以期为此类景观栈道的建设和运营提供参考。

1 工程概况

该景观栈道坐落于某公园湖泊既有跳台之上，栈道长约 198 m，呈“T”字形由岸边延伸至湖心，栈道主体为钢结构，采用型钢焊接，桥面铺设采用两种材料，一种为复合材料面板，另一种为夹胶玻璃，栈道基础为毛石砌筑，即前述既有跳台，枯水期整个跳台可暴露在外。该工程属于资料不全，且未经正规设计、正规施工，属于“三无”项目，因此该栈道尚未投入使用，为了保证后期安全运营，需要确定其整体结构性能及承载能力。

2 检验过程

2.1 结构性能试验

2.1.1 确定试验荷载

根据相关规范［2-3］采用原位非破坏性实荷检验，对其进行使用状态短期结构性能试验，栈道道面荷载按3.5 kN/m2取值。

本次试验结合现场检验条件，就地取材，采用“水”作为加载载荷。按照均布荷载进行加载，荷载加载称量误差满足要求，每级加载采用人工加载。2.1.2 试验单元选取

经过现场踏勘测量，结合实际情况参照规范［3］选取具有代表性，且处于荷载较大、结构复杂、抗力较弱的荷载最不利部位进行使用状态短期试验，共选取三个试验单元进行试验，编号为：1 号试验单元、2 号试验单元、3 号试验单元，分别位于“T”字形栈道端头、中部、根部。1 号试验单元、2 号试验单元道面材料为夹胶玻璃，3 号试验单元道面材料为复合材料板，如图 1 所示。

图1 试验单元布置图

2.1.3 挠度监测点布设

每个试验单元选取一跨钢架及跨中轴线上布设挠度监测点，每个试验单元共布设 10 个挠度监测点（见图 2）。

图2 试验单元挠度监测点布置图

2.1.4 加载、卸载程序

整个试验加、卸载过程满足规范［3］要求，试验过程，栈道钢结构无屈曲、屈服、断裂等现象。

2.1.5 试验结果

分别统计各试验单元加、卸载作用下的监测点挠度累积变化值，如表 1～表 3、图 3～图 5 所示。

1）由数据可以得出 1 号试验单元、2 号试验单元荷载-挠度曲线较 3 号试验单元荷载-挠度曲线斜率小，即夹胶玻璃道面板较后者复合材料道面板对荷载作用更为敏感。

2）卸载后残余变形最大值 10 %，满足规范要求。荷载-挠度曲线大致为线性关系，以上表明该钢结构栈道在荷载作用下处于线弹性阶段，结构受力良好。

3）使用状态短期结构性能试验荷载挠度值与栈道道面自重产生的挠度值叠加，其最大值远小于计算值［4-5］5.8 mm 的要求。

表1 1 号试验单元测点挠度表

表2 2 号试验单元测点挠度表

表3 3 号试验单元测点挠度表

图3 1 号试验单元荷载-挠度曲线图

图4 2 号试验单元荷载-挠度曲线图

2.2 钢结构质量检测

2.2.1 焊缝及外观质量检测［6-7］

1）根据规范，按二级焊缝抽检，采用超声波探伤，焊缝等级综合评定为 Ⅲ。

图5 3 号试验单元荷载-挠度曲线图

2）焊缝外观焊接质量较好，焊缝饱满，无夹渣、虚焊等现象。

3）试验过程中及试验结束后，栈道主体结构未发生节点开裂、焊缝开裂、构件屈服等现象。

2.2.2 材料及构造连接检测

1）栈道主体结构材料无裂缝，褶皱，表面无锈蚀。采用硬度计测试，推算钢材强度为 235 MPa。

2）景观栈道梁、柱、连杆、支撑结构布置合理，构造体系完整。

2.2.3 防腐涂膜厚度检测

1）栈道主体结构梁、柱、连杆、支撑等构件表面均涂刷防腐涂料，不存在龟裂、起皮等缺陷，部分钢柱与连杆支撑等在水中浸泡，局部锈蚀，涂层脱落或麻面。

2）现场抽检梁、柱、连杆、支撑等构件的涂膜厚度，最小值为 168 μm 大于规范 150 μm 的要求。

3 检验结论及建议

3.1 检验结论

3.1.1 结构性能试验

对该景观栈道的试验结果进行分析，可得出如下结论。

1）荷载-挠度曲线基本为线弹性关系，校验系数在正常范围内。

2）卸载后残余变形最大值 10 %，满足规范要求。

3）实测叠加挠度远远小于计算值，满足规范要求。

3.1.2 钢结构质量检测

1）焊缝外观质量饱满，超声探伤等级综合评定为 Ⅲ。

2）景观栈道主体结构材料无裂缝，褶皱，表面无锈蚀。构件梁、柱、连杆、支撑结构布置合理，构造体系完整。

3）现场抽检构件涂膜厚度最小值为168 μm，满足规范要求。

综上所述：虽然该景观栈道为“三无”工程，但其在使用状态短期结构性能试验荷载作用下，结构未发生屈服、开裂等现象，卸载后结构正常回弹，残余变形满足规范要求，说明结构在试验荷载下处于弹性受力状态。主体结构构造体系完整，构件防护涂膜等均满足规范要求。

3.2 建议

1）为保证安全，考虑折减系数，该景观栈道活荷载取值 2.5 kN/m2以下，加强人流控制管理。

2）定期检修钢架防腐及焊接点，更换破损玻璃面板、复合材料面板。

3）控制景观栈道人流跑跳等，降低动荷载对栈道结构的冲击影响。

4 结语

由于针对景观栈道的相关规范尚不完善，为了保证此类工程建设和运营的安全有效，本文通过对照规范探讨了对景观栈道结构性能检验的方法，综合运用检测手段，并达到良好效果。但美中不足的是由于现场试验条件所限，栈道基础、毛石跳台稳定性和安全性未进行检测评定［8］，以及栈道防护栏杆水平承载力未能做检验，这两项作为结构安全性的重要部分，其对安全运营也至关重要。待其他同行给予验证探讨。