門式鋼架人行天橋承載力評定

【摘 要】文中介紹了橋梁荷載試驗方法及內(nèi)容，通過荷載試驗結(jié)果及結(jié)構(gòu)承載能力驗算，在主梁上增加LED屏幕后門式鋼架人行天橋滿足設計荷載（人群活載3.5KPa）下的橋梁正常使用極限狀態(tài)及承載力極限狀態(tài)要求。

【關鍵詞】門式鋼架人行天橋；荷載試驗；承載力；評定

1 工程概況

門式鋼架橋位于金碧路改造工程K1+210處，主要溝通道路南北兩側(cè)行人和自行車橫跨環(huán)金碧路，天橋全長33.0m，凈寬4.0m，跨中橋底凈高5.0m。南北兩側(cè)均設有自行車坡道和人行梯道，坡道寬2.5m，梯道寬2.5m。設計荷載：人群活載3.5KPa。

該橋上部結(jié)構(gòu)為門式鋼架，工廠加工組裝，現(xiàn)地吊裝，梯、坡道均采用鋼結(jié)構(gòu)，橋跨和梯、坡道均采用6cm厚C30小石子混凝土鋪裝。下部結(jié)構(gòu)均采用擴大基礎，梯、坡道均為單柱，柱的直徑為50cm，外包6mm厚的鋼板。

2 荷載試驗評定

2.1 試驗目的

橋梁結(jié)構(gòu)靜荷載試驗是對橋梁結(jié)構(gòu)物工作狀態(tài)進行直接測試，從而驗證橋梁受力性能的一種鑒定手段。為鑒定橋梁在增加LED屏幕（重約8噸）后的承載能力，通過試驗加載荷載，測試結(jié)構(gòu)控制截面的靜應變、靜撓度，觀察外觀病害發(fā)展和結(jié)構(gòu)有無明顯異常，結(jié)合橋梁試驗計算理論分析，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)在增加LED屏幕（重約8噸）后是否仍能滿足設計荷載下的承載力要求，為橋梁的運營、養(yǎng)護積累科學技術資料。[1]

2.2 試驗依據(jù)

1）《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》（經(jīng)1982年10月在柏林舉行的專題第五次專家會議通過），交通部公路科學研究所、交通部公路局技術處、交通部公路規(guī)劃設計院，1982年10月，北京（以下簡稱《試驗方法》）；

2）《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》（CJJ99-2003）；

3）《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）；

4）《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017-2003）；

5）《鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》（GB50755-2012）。

2.3 試驗內(nèi)容

1）主跨跨中最大正彎控制截面處主梁的撓度；

2）主跨跨中最大正彎控制截面處主梁的應變（應力）；

3）對試驗橋跨控制截面進行詳細外觀觀測。

2.4 靜載試驗測試儀器

1）采用由應變計、電阻應變片、DH3815靜態(tài)電阻應變儀和微機組成的采集系統(tǒng)，測定混凝土結(jié)構(gòu)的靜應變（應力）值；

2）采用精密水準儀及百分表測定結(jié)構(gòu)的靜撓度。

2.5 測試斷面及測點布置

主跨跨中測試斷面及主梁應變、撓度測點布置示意圖如圖1、圖2。

圖1 測試斷面布置示意圖 圖2 主梁應變、撓度測點布置示意圖

2.6 靜載試驗加載荷載

靜載試驗采用10噸的裝沙袋進行加載。對主跨跨中最大正彎控制截面進行靜載試驗，試驗荷載分二級加載，第1級加載5噸，第2級加載10噸。靜載試驗加載示意圖如圖3、圖4。

圖3 橋梁縱向加載示意圖 圖4 橋梁橫向加載示意圖

2.7 試驗理論計算及荷載效率

試驗時根據(jù)橋梁控制截面的設計最大內(nèi)力值，采用等效荷載的原則，計算出試驗等代荷載。[2]。本次結(jié)構(gòu)理論計算荷載內(nèi)力效應采用桿系單元模型，試驗荷載下的理論計算值采用空間板單元模型。結(jié)構(gòu)計算模型如圖5及圖6。

圖5 桿系單元模型 圖6 空間板單元模型

本次荷載試驗的設計荷載效應除人群活載外，還需考慮未安裝的LED屏幕的重量（總重約8噸左右）。為盡量減少對橋梁結(jié)構(gòu)的損傷，對橋梁進行輕荷載試驗，即人群活載按0.45的荷載效率，LED屏幕按全部荷載效應考慮，計算出試驗下的等待荷載（見表1）。