门式钢架人行天桥承载力评定

【摘 要】文中介绍了桥梁荷载试验方法及内容，通过荷载试验结果及结构承载能力验算，在主梁上增加LED屏幕后门式钢架人行天桥满足设计荷载（人群活载3.5KPa）下的桥梁正常使用极限状态及承载力极限状态要求。

【关键词】门式钢架人行天桥；荷载试验；承载力；评定

1 工程概况

门式钢架桥位于金碧路改造工程K1+210处，主要沟通道路南北两侧行人和自行车横跨环金碧路，天桥全长33.0m，净宽4.0m，跨中桥底净高5.0m。南北两侧均设有自行车坡道和人行梯道，坡道宽2.5m，梯道宽2.5m。设计荷载：人群活载3.5KPa。

该桥上部结构为门式钢架，工厂加工组装，现地吊装，梯、坡道均采用钢结构，桥跨和梯、坡道均采用6cm厚C30小石子混凝土铺装。下部结构均采用扩大基础，梯、坡道均为单柱，柱的直径为50cm，外包6mm厚的钢板。

2 荷载试验评定

2.1 试验目的

桥梁结构静荷载试验是对桥梁结构物工作状态进行直接测试，从而验证桥梁受力性能的一种鉴定手段。为鉴定桥梁在增加LED屏幕（重约8吨）后的承载能力，通过试验加载荷载，测试结构控制截面的静应变、静挠度，观察外观病害发展和结构有无明显异常，结合桥梁试验计算理论分析，从而判断桥梁结构在增加LED屏幕（重约8吨）后是否仍能满足设计荷载下的承载力要求，为桥梁的运营、养护积累科学技术资料。[1]

2.2 试验依据

1）《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（经1982年10月在柏林举行的专题第五次专家会议通过），交通部公路科学研究所、交通部公路局技术处、交通部公路规划设计院，1982年10月，北京（以下简称《试验方法》）；

2）《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）；

3）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）；

4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

5）《钢结构施工规范》（GB50755-2012）。

2.3 试验内容

1）主跨跨中最大正弯控制截面处主梁的挠度；

2）主跨跨中最大正弯控制截面处主梁的应变（应力）；

3）对试验桥跨控制截面进行详细外观观测。

2.4 静载试验测试仪器

1）采用由应变计、电阻应变片、DH3815静态电阻应变仪和微机组成的采集系统，测定混凝土结构的静应变（应力）值；

2）采用精密水准仪及百分表测定结构的静挠度。

2.5 测试断面及测点布置

主跨跨中测试断面及主梁应变、挠度测点布置示意图如图1、图2。

图1 测试断面布置示意图 图2 主梁应变、挠度测点布置示意图

2.6 静载试验加载荷载

静载试验采用10吨的装沙袋进行加载。对主跨跨中最大正弯控制截面进行静载试验，试验荷载分二级加载，第1级加载5吨，第2级加载10吨。静载试验加载示意图如图3、图4。

图3 桥梁纵向加载示意图 图4 桥梁横向加载示意图

2.7 试验理论计算及荷载效率

试验时根据桥梁控制截面的设计最大内力值，采用等效荷载的原则，计算出试验等代荷载。[2]。本次结构理论计算荷载内力效应采用杆系单元模型，试验荷载下的理论计算值采用空间板单元模型。结构计算模型如图5及图6。

图5 杆系单元模型 图6 空间板单元模型

本次荷载试验的设计荷载效应除人群活载外，还需考虑未安装的LED屏幕的重量（总重约8吨左右）。为尽量减少对桥梁结构的损伤，对桥梁进行轻荷载试验，即人群活载按0.45的荷载效率，LED屏幕按全部荷载效应考虑，计算出试验下的等待荷载（见表1）。