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人行天橋一般建造在車流量大的人行密集段，用于避免車流和人流的平面沖突，確保行人安全，提高城市道路通行能力。鋼結(jié)構(gòu)斜拉式人行天橋在國內(nèi)使用較少，鋼結(jié)構(gòu)人行天橋在長期使用之后會出現(xiàn)表面腐蝕、焊縫脫落、局部開裂等問題，人行天橋的承載能力和安全性能會因此受到影響，因此需要定期對鋼結(jié)構(gòu)人行天橋的承載力及性能進(jìn)行檢測。研究對昆明市某干道上的人行天橋進(jìn)行靜載試驗，測定橋跨結(jié)構(gòu)的靜力效應(yīng)( 靜應(yīng)變、靜位移等) ，通過荷載試驗和有限元分析全面了解該橋現(xiàn)階段存在的病害、缺陷，并對橋梁結(jié)構(gòu)承載能力及工作性能進(jìn)行整體檢測與評價，評估其技術(shù)狀況及現(xiàn)階段工作存在的安全隱患，提出相應(yīng)的維修、維護(hù)建議。
該人行天橋自1997 年建立，使用至今近17年。天橋主跨為鋼箱梁結(jié)構(gòu)，斜塔對稱稀索斜拉，斜拉橋主跨，總跨度為，橋面寬近。主跨橋面鋪裝為花紋鋼板，鋼板表面鋪設(shè)有一層橡膠墊，其余走道處橋面為細(xì)石混凝土，混凝土表面設(shè)置防滑條。主橋結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，材料為熱軋鋼板及熱軋槽鋼、角鋼等。拉索采用鋼絞線，外包熱軋無縫鋼管。天橋?qū)嵕叭鐖D所示依據(jù)設(shè)計圖紙和結(jié)構(gòu)受力特點，借助橋梁有限元分析軟件ANSYS。建立斜拉桿鋼箱梁式人行天橋的模型，梁柱構(gòu)件均采用梁單元模擬，橋面板、欄行天橋工作時主要承受行人荷載及結(jié)構(gòu)自重，屬于靜力荷載。根據(jù)影響線計算出天橋在最不利荷載布置下產(chǎn)生的內(nèi)力，取主跨跨中正彎矩最大截面為試驗控制截面，并在橋跨內(nèi)布置沙袋，以得到跨中截面最大正彎矩。計算出試驗加載產(chǎn)生的內(nèi)力與設(shè)計荷載產(chǎn)生的理論內(nèi)力比值即荷載效率，使之滿足橋梁檢測評定規(guī)范的要求。
人行天橋走道橋面兩側(cè)均設(shè)置有欄桿，現(xiàn)場檢測未發(fā)現(xiàn)扶手及欄桿有構(gòu)件脫落、彎曲變形等異常現(xiàn)象，但多處橋面扶手、欄桿存在漆膜脫落、銹蝕現(xiàn)象。橋面設(shè)有落水孔，檢測時落水孔處未見相應(yīng)明落水管。鋼箱梁未出現(xiàn)明顯下?lián)稀⑴で冃维F(xiàn)象。
對某人行天橋進(jìn)行靜載試驗并采用有限元軟件進(jìn)行建模分析計算，得出以下結(jié)論：
1) 該橋使用時間較長，應(yīng)對存在漆膜脫落、銹蝕部位的索塔、扶手及欄桿、鋼箱梁進(jìn)行必要的修復(fù)處理，增設(shè)相應(yīng)的限高及其他交通標(biāo)識，必要時應(yīng)加裝相應(yīng)的落水管，收緊已松動的拉索；
2) 最不利荷載布置工況下，主跨跨中截面下緣出現(xiàn)最大拉應(yīng)力，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在橋墩處箱梁截面下緣；
3) 檢測截面應(yīng)力校驗系數(shù)均小于1，說明結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計要求，校驗系數(shù)值較小，可見主梁的實際抗彎剛度較大，結(jié)構(gòu)理論計算偏于安全，天橋結(jié)構(gòu)工作性能良好，承載能力有富余；
4) 相對殘余應(yīng)變在1.1%-1.6%之間，遠(yuǎn)小于限值，安全儲備較大；
5) 有限元分析能有效地運用于斜拉式鋼結(jié)構(gòu)天橋整體結(jié)構(gòu)的安全評價。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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