城市钢桁架人行天桥荷载试验探究

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1、城市钢桁架人行天桥荷载试验探究　　摘要：荷载试验是评定桥梁承载能力及安全性最直接和最有效的办法。通过建立钢桁架人行天桥的有限元模型，分析了桥梁在设计人群荷载下的静力特性，同时进行了模态分析。通过荷载试验，实际测量了桥梁控制截面的应变和挠度。试验研究表明，桥梁实测应变和挠度都低于理论值，试验荷载效率、校验系数和残值比等指标均满足城市桥梁检测技术标准的要求，试验桥跨在力学性能上满足设计和使用的要求。关键词：荷载试验；有限元；校验系数；中图分类号：U441.6文献标识码：ALoadtestingresearchofcitiessteeltrussfootbridgeYaoXi

2、angyuLiZhenxing(1.GuangzhouConstructionQualityandSafetyTestingCenter,Guangzhou510699,China;1.GuangzhouChengAnBridgeTestingLtd,Guangzhou510420,China)Abstract:Loadtestingisabridgecarryingcapacityandsafetyofthemostdirectandeffectivewaytoassess.Thefiniteelementmodel9ofsteeltrussfootbridgewas

3、established,staticcharacteristicsofthebridgewasanalyzedundertheloadofthecrowd,simultaneouslythemodalanalysiswasconducted.Byloadingtest,thestrainanddeflectionofbridgecontrolsectionwasmeasured.Theresearchhadshownthatbridgesmeasuredstrainanddeflectionwerelowerthanthetheoreticalvalue,testloa

4、defficiency,calibrationfactorandresidualvalueratiomeetthecity’sbridgeinspectiontechnologystandards,thebridgemeettherequirementsofdesigningandusingonthemechanicalproperties.Keywords:loadtesting;finiteelement;calibrationcoefficientE-mail：1515252297@qq.com引言[作者简介：姚响宇，男，硕士。收稿日期：2014-03]钢桁架桥在

5、铁路中应用较多，而在公路及城市桥梁领域很少见到。但是在公路和城市桥梁领域选用钢桁架桥有其独特的优越性，施工速度快，对交通影响较小，桥型美观。由于钢桁架桥有以上优点，又伴随着我国城镇化发展的契机，有越来越多的钢桁架桥被应用于城市建设中。9本文主要介绍位于广州市罗冲围公交总站钢桁架人行天桥的力学特性，并通过荷载试验和有限元计算对该桥承载力和动力特性进行评定。连续钢桁架人行天桥概述该天桥上部结构为三跨连续钢桁架，下部结构边墩、中墩采用钢筋砼双柱式墩。该桥计算跨径为18.6+29.92+22.361米，主桥净宽为3.5m，总宽为5m。钢桁架主要采用Q345C钢材，主墩、楼梯、楼

6、梯墩采用C30混凝土。该桥荷载标准：主桥人群荷载按4.0kPa计。钢桁架人行天桥成桥模型如图1所示。图1钢桁架人行天桥钢桁架人行天桥静载试验分析2.1钢桁架人行天桥有限元建模由于该桥各个杆件连接方式为焊接，因此杆件内力不只有轴力，还有弯矩。本文采用有限元分析软件对该连续钢桁架人行天桥进行三维整体建模[1][2][3]，仿真桥梁在设计活载下的受力状况，各杆件都采用梁单元，所得的有限元模型如图2所示，理论计算不考虑桥面铺装、栏杆等附属设施的影响。图2钢桁架人行天桥有限元模型2.2设计人群荷载下桥梁受力状况9将设计人群荷载布置在桥梁的主跨，得到全桥各杆件；再将设计人群荷载布置

7、在桥梁的主跨和大边跨，得到各杆件的应力如图3所示。(a)主跨人群荷载应力图(b)主跨和大边跨人群荷载应力图图3设计人群荷载桥梁应力图根据图3可知本桥的受力特点，选取控制截面为：主跨跨中截面的主桁杆件最大内力（A-A截面），主跨桥墩墩顶附近截面的主桁杆件最大内力（B-B截面）。由于该人行天桥为二维对称图形，控制截面的各杆件具体位置如图4所示，①号杆为上弦杆最大压力杆件，②号杆为下弦杆最大拉力杆件，③号杆为上弦杆最大拉力杆件，④号杆为下弦杆最大压力杆件，⑤号杆为腹杆最大拉力杆件，⑥号杆为腹杆最大压力杆件。图4控制截面杆件位置图2.3静载试验加