景区人行吊桥静力荷载试验技术分析

1、景区人行吊桥静力荷载试验技术分析摘要人行吊桥因其结构简单、受力合理、施工方法简便等诸多优点，现已 成为跨越山区、等自然风景区的首选桥型。为了解人行吊桥在运营阶段的安全性， 本文以实际工程为依托，制定荷载试验方案，评价安全性和承载能力。测试结果 显示，该人行吊桥的承载能力满足正常使用要求。关键词人行吊桥；荷载试验；安全性；承载能力0引言近年来对吊桥在运营过程中的安全性提出了较高的要求。因人行吊桥整体的刚度小，变形较大，其承载能力的评价工作迫在眉睫。1工程概况该人行吊桥位于重庆市渝北区石船镇石壁村矿山公园内，为1X42m柔式人 行吊桥，全长42m，桥面总宽2.0m，人行道宽度1.7m。上部结构采用

2、6根直径 28mm的6X19S+IWS优质钢芯钢丝绳作为承载索，承载索固定方式用不锈钢卡扣 连接，各承载索横向间距为0.372m。桥面采用厚3.5cm防腐木板做人行走道，与 承载索用U型不锈钢构件螺栓贯穿连接形成。两侧设有栏杆，左右侧各采用10 根钢索作为防护索，穿越栏杆立柱安装孔安装。下部结构桥台采用实体式C30混 凝土台，坐落于基岩上。设计人群荷载为200人，风荷载0.2kN/m2,矢跨比为 1/47.0。2有限元模型分析及验算2.1分析模型采用桥梁结构有限元分析软件Midas civil 2019建立模型，桥面系不单独 建模，将其作为容重等效分配到各承重索上，人群荷载转化为等效荷载施加在

3、承重索节点。为简化计算，以单根承重索模拟实际受力情况，承重索采用只受拉桁 架单元，锚固端采用固结方式模拟。将单根承重索划分为19个节点，18个单元。 承重索模型结构受力见图1。图1单根承重索模型结构受力图2.2内力及位移计算栏杆、桥面横梁均以容重等效分配到各承重索上，人群荷载采用等效节点荷 载施加在承重索上，得到自重及人群荷载作用下的轴力、位移，见表1。表1承重索轴力、位移表位置自重荷载作用下承重索轴力、位移人群荷载作用下承重索轴力、位移内力-I（kN）位移DZ（m）内力-I（kN）位移DZ（m）137.91094.240237.87-0.028994.15-0.1319337.84-0.05

4、0294.06-0.2272437.81-0.072093.99-0.3250537.78-0.088193.93-0.3981637.76-0.100493.88-0.4574737.75-0.108093.84-0.4940837.74-0.113193.82-0.5171937.73-0.118393.81-0.53631037.73-0.116893.81-0.53181137.74-0.115493.82-0.52341237.75-0.107693.85-0.48661337.76-0.101393.88-0.45431437.78-0.089093.93-0.40101537.8

5、1-0.074594.00-0.33751637.84-0.058694.07-0.26761737.87-0.039494.16-0.17441837.91-0.018094.27-0.08301937.92094.2802.3计算结果分析及验算经过Midas civil 2019建模分析，在自重作用下，承重索最大轴力作用在1 和19节点，约为F=37.92kN，最大位移发在跨中，跨中位移约为Af=0.12m；人 群荷载作用下，承载索最大轴力作用在1和19节点，约为F=94.26kN，最大位移 发生在跨中，约为f=OUIm。最大拉应力 ；: =132.18X 103N：615mm2=214.

6、93MPaVo二一、=748MPa，承重索强度符合要求。3静载试验方案内容及方法3.1试验内容相应试验工况作用下，测试截面挠度检测；相应试验工况作用下，测试截面附近裂缝观测；试验加载过程中，其它异常现象观测。3.2试验方案以设计荷载200人(126kN)作为本次静载试验的控制荷载，采用沿桥面纵 向均匀铺设水箱方式模拟人群荷载。满载时加载用水共计12.6吨，水深0.15m， 均匀对称布置于桥面全场净宽范围处，静载试验效率系数为1.00o3.2.1加载分级现场采用分级、对称加载方式往水箱内注水，分3级加载，2级卸载，每级 加载达到预定荷载后持荷15min，再进行数据采集。具体荷载分级见表2。表2荷

7、载分级表加载卸载第第第第Av 第一级二级三级一级二级4841263k2kNkN6kNN卸(载完水深水深水深水深全5cm)10cm)15cm)7.5cm)3.2.2测点布置根据人行吊桥在人群活载下(不考虑冲击)的受力特点及现场检查情况，本 次静载试验承载索试验测点分别布置在桥梁各栏杆立柱位置处，详见图2。图2承载索试验测点布置示意图3.2.3加载控制加载前应进行外观检查，在结构无较大损伤，确保安全的情况下才可 进行静载试验。（2）加载过程中，需密切注意钢丝绳、锚固端的状态，如加载过程中发生 异响、锚固端混凝土开裂等情况，应立即停止加载。（3）加载使结构裂缝的长度、缝宽急剧增加，新裂缝大量出现，缝

8、宽超过 允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时，应立即停止加载。（4）每级荷载加载结束后，应将实测值与理论计算值进行比较，如发生实 测值与理论计算值偏差较大，应及时分析原因，确保安全的情况下方可加载。3.3测试方法以电子全站仪进行挠度测量，精度等级为2级；对出现裂缝的位置用裂缝观 测仪进行裂缝观测，测量精度为0.01mm。4静载试验结果各级试验荷载作用下，承载索各测点挠度测试结果见表3。表3承载索各测试挠度测试结果点 八、位置则实测变位值（mm）残余值（mm）弹性变位值（mm）理论值（mm）校验系数相 对残余 变位（%）第一级第二级第三级119.328.750.83.247.57

9、4.340.646.42 41.576.4105.88.7-97.1131.9.74。8.:3 67.2127.5170.615.4155.2227.2.6809.4 91.5184.1242.921.0221.8325.0.6808.!5 112.2231.5304.429.3275.0398.19.6I6 123.7266.6353.324.4328.8457.4.7206.97 133.5286.0383.532.9350.6494.0.7108.6I8 137.7306.8418.132.5385.5517.17.9144.2313.1427.235.6391.5536.38.0145

10、.4315.3425.326.5398.8531.86.1 141.1312.1418.736.1382.5523.4J8.62127.9288.8388.429.3359.1486.6J5 7-3116.9266.2363.621.7341.9454.36.4107.0243.8325.626.8298.7401.0.7；8.589.9193.6263.220.5242.7337.5.7207.668.3150.8200.214.7185.5267.6.J7.71 44.494.6129.58.5121.0174.4.76.5823.949.767.55.7-61.883.08.5919.1

11、-18.334.42.531.946.87.各级试验荷载作用下，各测点挠度实测值和满载时理论值比较见图3。图3各测点挠度实测值和满载时理论值对比图5静载试验结果分析本次静载试验荷载效率为1.00，满足公路桥梁承载能力检测评定规 程(JTG /T J21-2011)要求，其试验检测结果能反映结构的实际工作状态。试验荷载作用下，各测点的实测挠度值均小于理论计算值，各测点的 挠度校验系数介于0.640.75 (V1)之间，满足公路桥梁承载能力检测评定 规程(JTG /T J21-2011)的要求，说明该桥工作状况良好，具有足够安全储 备。卸载后的相对残余挠度介6.0%9.6% (V20%)之间，满足公路桥梁 承载能力检测评定规程(JTG /T J21-2011)的要求，该桥基本处于弹性工作状 态，结构受力合理。试验荷载作用下，结构未出现裂缝，结合面未出现开裂滑移现象，桥 梁抗裂性能较好，结构承载能力满足正常使用要求。6结语对于人行吊桥，为全面客观的反映桥梁的安全性，在其正常使用过程中应加 大观测力度，加强对运营荷载的管理，避免应长期超载导致结构产生疲劳破坏。 吊桥的金属构件应定期保养除锈，避免材料锈蚀破损，消除人民生命财