基于荷载试验及有限元分析的斜拉杆钢箱梁式人行天桥的安全性研究.pdf

第40卷第6期
四川建筑科学研究
2014年12月
Sichuan Building Science
基于荷载试验及有限元分析的斜拉杄钢箱梁式
人行天桥的安全性研究
魏昶帆,董桂红,彭文柏
(云南省建筑科学研究院,云南昆明650223
摘要:采用荷载试验结合有限元分析的方法是一种重要的桥梁安全性评估手段。以实际工程为背景,对一种采
用较少的斜拉杆钢箱梁式人行天桥进行了荷载试验及有限元分析。首先通过理论分析和有限元模拟,确定了现场
静载试验的加载工况、加载与卸载的过程与量级以及主控制截面和截面中的测点空间位置分布。在试验荷载作用
下测定人行天桥控制截面的应力、挠度或位移值,并将测试结果与有限元分析结果进行对比,以验证是否符合规范
与设计要求。最后综合评估了该人行天桥的安全性能,为维修加固和后续使用维护提供依据。
关键词:荷载试验;有限元分析;人行天桥安全性评估
中图分类号:TU399;U441.2文献标志码:A文章编号:1008-1933(2014)06-023-04
Study on safety of tension-diagonal pedestrian bridge with steel
box girder based on the load test and the finite element analysis
WEI Changfan, DONG Guihong, PENG Wenbai
( Yunnan Research Institute of Building Science, Kunming 650223, China)
Abstract: Method that combining the load test with the finite element analysis is important to evaluate the safety of bridges. An actual
project is taken as the background; moreover the load test and finite element analysis are used to a tension-diagonal pedestrian bridge
which girder is steel box. Firstly, the loading conditions, loading and unloading process and the magnitude, as well as the main control
section and the spatial distribution of the measuring point in the cross section are determined through theoretical analysis and finite
element simulation in the static load test After the stress and deflection or displacement are measured and recorded when the pedestrian
bridge is in the test loads, the measured values are compared with the theoretical values to verify if the structure satisfy the specifications
and design requirements. Finally, the safety performance of the pedestrian bridge is comprehensively assessed. Furthermore, the basis for
repair, reinforcement and the following maintenance are provided
Key words loading test; finite element analysis; safety appraisal of pedestrian bridge
引言
害、缺陷,并对桥梁结构承载能力及工作性能进行整
体检测与评价,评估其技术状况及现阶段工作存在
人行天桥一般建造在车流量大的人行密集段,的安全隐患,提出相应的维修、维护建议。
用于避免车流和人流的平面冲突,确保行人安全,提
该人行天桥自1997年建立,使用至今近15年。
高城市道路通行能力。钢结构斜拉式人行天桥在国天桥主跨为钢箱梁结构,斜塔对称稀索斜拉,斜拉桥
内使用较少,钢结构人行天桥在长期使用之后会出主跨16m,总跨度为(4.5+3.5+16+3.5+4.5)m,
现表面腐蚀、焊缝脱落、局部开裂等问题,人行天桥桥面宽近4.5m。主跨桥面铺装为花纹钢板,钢板
的承载能力和安全性能会因此受到影响,因此需要表面铺设有一层橡胶垫,其余走道处桥面为细石混
定期对钢结构人行天桥的承载力及性能进行检凝土,混凝土表面设置防滑条。主桥结构采用钢结
测。本文对昆明市某干道上的人行天桥进行静构,材料为热轧A3钢板及热轧槽钢、角钢等。拉索
载试验,测定桥跨结构的静力效应(静应变、静位移采用15.2钢绞线,外包热轧无缝钢管。天桥实景
等),通过荷载试验全面了解该桥现阶段存在的病如图1所示。
1有限元分析模型
收稿日期:2013-10-1
作者简介;魏昶帆(1981-),男,云南丽江人,工程师,一级注册结构
依据设计图纸和结构受力特点,借助桥梁有限
工稞师,硕士研究生,研究方向为防灾减灾工程及防护工程。
元分析软件 midas civi建立斜拉杆钢箱梁式人行天
E-mail.maccobluebe(@163.com
桥的模型,梁柱构件均采用梁单元模拟,桥面板、栏