某人行天桥静载试验及分析_李志鹏
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计规范［ Ｓ］ ［ ５］ ＣＪＪ １１－ ９３ 城市桥梁设计准则［ Ｓ］ ［ ６］ ＧＪ ２－ ９０ 市政桥梁工程质量检验评定标准［ Ｓ］ ［ ７］ ＪＴＧ Ｆ８０ １－ ２００４ 公路工程质量检验评定标准［ Ｓ］ ［ ８］ 公路旧桥承载能力鉴定方法［ Ｓ］ ［ ９］ 广东省建设工程质量安全监督检测总站． 深圳宝安大道
度－ ３．３３ｍｍ， 卸载后残余变形－ ０．０７ｍｍ， 相关 曲 线 显 示挠度随荷载增大而基本呈线性变化， 实测曲线与 理论值的变化规律基本一致， 说明结构处于正常工 作状态， 卸载后残余变形值较小， 说明桥梁工作弹性 及恢复能力较好， 处于弹性受力状态。应变测试结 果表明， 满载时跨中最大应变 ３８ｍｅ ， 卸载后残余应 变 １ｍｅ ， 小于理论计算值， 相关曲线表明该值随荷 载增大而增大， 基本上符合弹性变化规律， 说明结构 处于正常工作状态。
１ 工程概况
某新建的人行天桥位于深圳市宝安大道， 主桥 为焊制连续钢箱梁桥， 主要材料为 Ｑ３４５Ｂ 钢板， 全长 １００．７５ｍ， 跨度布置为 ２ｍ＋３１．１５ｍ＋３４．４５ｍ＋３１．１５ｍ＋ ２ｍ， 总宽 ６．０ｍ， 截面高 １．５ｍ， 下翼缘宽 ４．０ｍ， 两侧各 外伸 １．０ｍ， 桥面宽度由 ５．７ｍ 的人行步道及其两侧各 ０．１５ｍ 的踢脚组成。设计荷载为： 主桥面板及梯（ 坡） 道面板人群荷载 ５．０ｋＮ ｍ２， 梁的人群荷载按加载长 度确定为 ４．５ｋＮ ｍ２， 基本风压 Ｗ０＝０．７５ｋＮ ｍ２， 地震 基本烈度为七度。
Ｓｅ Ｓｓｔａｔ ＝－ ３３ － ４５＝０．７３＜１ 桥梁强度满足要求。 ⑵ 结构残余变形（ Ｓｐ）跨跨中最大挠度－ ３．３３ｍｍ， 卸载后残余变形为－ ０．０７ｍｍ， 则：
Ｓｐ Ｓｔｏｔ＝－ ０．０７ － ３．３３＝０．０２＜０．２ 对于应变， 满载时跨中最大应变为 ３８ｍｅ ， 卸载 后后残余变形 １ｍｅ ， 则：
Ｓｅ Ｓｓｔａｔ ＝－ ３．２６ － ５．８８＝０．５５＜１ 桥梁刚度满足要求。 对于应变， 满载时跨中最大拉应变 ３８ｍｅ ， 卸载 后残余变形 １ｍｅ ， 故弹性变形为 ３７ｍｅ ， 理论计算值 为 ５６ｍｅ ， 则：
Ｓｅ Ｓｓｔａｔ ＝３７ ５６＝０．６６＜１ 满载时支座截面最大压应变为－ ３５ｍｅ ， 卸载后 残余变形－ ２ｍｅ ， 故弹性变形为－ ３３ｍｅ ， 理论计算值 为－ ４５ｍｅ ， 则：
Ｓｐ Ｓｔｏｔ＝１ ３８＝０．０３＜０．２ 满载时支座截面最大应变为－ ３５ｍｅ ， 卸载后残 ６４
余变形为－ ２ｍｅ ， 则： Ｓｐ Ｓｔｏｔ＝－ ２ － ３５＝０．０６＜０．２
由于相对残余变形均小于控制值， 说明该梁在 荷载作用下具有良好的弹性恢复能力。
⑶ 量测结构的最大变形或力的总值 Ｓｔｏｔ 不应超 过设计标准的容许值， 本次构件为连续梁， 挠度设计 允许值为：
工况 ２ 的应变测试结果表明， 满载时偏离支座 中线 １ｍ 处最大应变－ ３５ｍｅ ， 卸载后残余应变－ ２ｍｅ ， 实测值小于理论计算值， 应变随荷载增大而增大， 基 本符合弹性变化规律， 说明结构处于正常工作状态。 ３．２ 效验系数
⑴ 结构的效验系数为量测结构的最大弹性变 形值（ Ｓｅ） 与试验荷载作用下的理论计算值（ Ｓｓｔａｔ） 的比 值， 即 Ｓｅ Ｓｓｔａｔ。对于挠度， 满载时主跨跨中最大挠度为－ ３．３３ｍｍ， 残余变形－ ０．０７ｍｍ， 故弹性变形为－ ３．２６ｍｍ， 理论计算值为－ ５．８８ｍｍ， 则：
某人行天桥静载试验检测报告［ Ｒ］
［ △］ ＝Ｌ ６００＝２７４４０ ６００＝５７．４２ｍｍ 实测最大挠度值为 ３．３３ｍｍ， 满足要求。 ３．３ 裂缝检查 试验前后对试验主梁控制截面进行裂缝检查， 未发现任何裂缝。
４ 结论
静载试验结果表明， 该人行天桥在加载前后均 未发现裂缝， 在试验荷载作用下， 桥跨工作性能良好， 处于弹性工作状态。
ｈ ＝Ｓｓｔａｔ （ Ｓ·ｄ ） 采用弯矩为控制项时， 上式为：
ｈ ＝Ｍ 试 Ｍ 控 对 于 基 本 荷 载 试 验 ， 应 满 足 ０．８＜ｈ ≤１．０； 对 于
轻型荷载试验， 应满足 ０．５＜ｈ ≤０．８
ｈ
＝Ｍ 正
正试
Ｍ 正控＝１５１０
１８４０＝０．８２
ｈ
＝Ｍ 负
负试
Ｍ 负控＝－ １７３０
－ ２１５０＝０．８１
点位置相同） 。
⑵ 挠度测点布置
采用精密水准仪进行测试， 在试验跨支点、# $Ｌ、
跨中截面处布置挠度测点（ 图略） 。
⑶ 观测各控制截面的裂缝开展情况。
６３
２００７ 年 ７ 月 第 ７ 期
李志鹏： 某人行天桥静载试验及分析
ＪＵＬ ２００７ Ｎｏ．７
３ 试验结果分析
３．１ 挠度与应力（ 应变） 测试 工况 １ 挠度测试结果表明， 满载时跨中最大挠
计算出设计荷载作用下跨中及支座处内力， 以及两
截面的弯矩影响线， 再按影响线进行布载， 得出试验
荷载内力（ 图略） 。
２．５ 荷载效率
根据该天桥设计资料， 求出主跨跨中最大正弯矩
Ｍ 正控＝１８４０ｋＮ·ｍ， 支座截面负弯矩 Ｍ 负控＝－ ２１５０ｋＮ·ｍ。 在 试 验 荷 载 作 用 下 ， 主 跨 跨 中 最 大 正 弯 矩 Ｍ ＝ 正 试 １５１０ｋＮ·ｍ， 支座截面负弯矩 Ｍ 负试＝－ １７３０ｋＮ·ｍ。根 据《试验方法》， 荷载试验的荷载效率 ｈ 为：
参考文献
［ １］ 交通部公路科研所． 大跨径混凝土桥梁的试验方法（ １９８２ 年试行）
［ ２］ ＧＪＪ ７７－ ９８ 城市桥梁设计荷载标准［ Ｓ］ ［ ３］ ＪＴＧ ０２１－ ８９ 公路桥涵设计通用规范［ Ｓ］ ［ ４］ ＪＴＧ ０２３－ ８５ 公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 设
满足《试验方法》中基本荷载要求。
２．６ 测点布置
⑴ 应力（ 应变） 测点布置
控制截面的应力（ 应变） 采用振弦式应变计进行
测试， 在箱梁控
制截面底部布
置应力 （ 应变） 测点， 如图 １ 所 示（ 工况 ２ 的测 图 １
１＃ １００ ２１０
２＃
３＃
２１０ １００
４００
跨中截面应力（ 应变） 测点布置图
２ 静载试验的目的及依据
２．１ 检测目的 本工程静载试验的目的是检验桥梁结构的强
度、刚度和稳定性， 了解该桥现阶段结构受力性能和 承载能力能否达到设计和安全营运要求； 同时了解 桥梁的整体工作状态， 对其使用状态作出综合评价。 ２．２ 检测项目
测量各控制截面在试验荷载作用下的最大应变 （ 应力） 和最大挠度， 从而判断该桥梁结构的实际强 度和刚度是否满足设计要求， 同时观测各控制截面 的裂缝开展情况。 ２．３ 测试工况
工况 １ 在跨中（ 即 ３４．４５ｍ 跨的中点） 测试截面 正弯矩； 工况 ２ 在主跨支座往跨中方向偏离 １ｍ 处 测试支座截面负弯矩。 ２．４ 理论计算
本工程采用有限元软件建立理论计算模型， 共 ３ 跨 ３１．１５ｍ＋３４．４５ｍ＋３１．１５ｍ， 共 ３３ 个节点、３２ 个单
元。根据设计资料， 对该桥进行了初步有限元分析，
第７期 ２００７ 年 ７ 月
广东土木与建筑 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＣＩＶＩＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
某人行天桥静载试验及分析
Ｎｏ．７ ＪＵＬ ２００７
李志鹏
（ 肇庆市园林管理处 广东肇庆 ５２６０６０）
摘 要： 通过静载试验测试结构主要受力部位在荷载作用下的应变分布规律及相应变形情况， 掌握结构现有工 作状态， 判断桥梁实际工作状况是否处于正常受力状态。 关键词： 静载试验； 应变； 挠度
度－ ３．３３ｍｍ， 卸载后残余变形－ ０．０７ｍｍ， 相关 曲 线 显 示挠度随荷载增大而基本呈线性变化， 实测曲线与 理论值的变化规律基本一致， 说明结构处于正常工 作状态， 卸载后残余变形值较小， 说明桥梁工作弹性 及恢复能力较好， 处于弹性受力状态。应变测试结 果表明， 满载时跨中最大应变 ３８ｍｅ ， 卸载后残余应 变 １ｍｅ ， 小于理论计算值， 相关曲线表明该值随荷 载增大而增大， 基本上符合弹性变化规律， 说明结构 处于正常工作状态。
１ 工程概况
某新建的人行天桥位于深圳市宝安大道， 主桥 为焊制连续钢箱梁桥， 主要材料为 Ｑ３４５Ｂ 钢板， 全长 １００．７５ｍ， 跨度布置为 ２ｍ＋３１．１５ｍ＋３４．４５ｍ＋３１．１５ｍ＋ ２ｍ， 总宽 ６．０ｍ， 截面高 １．５ｍ， 下翼缘宽 ４．０ｍ， 两侧各 外伸 １．０ｍ， 桥面宽度由 ５．７ｍ 的人行步道及其两侧各 ０．１５ｍ 的踢脚组成。设计荷载为： 主桥面板及梯（ 坡） 道面板人群荷载 ５．０ｋＮ ｍ２， 梁的人群荷载按加载长 度确定为 ４．５ｋＮ ｍ２， 基本风压 Ｗ０＝０．７５ｋＮ ｍ２， 地震 基本烈度为七度。
Ｓｅ Ｓｓｔａｔ ＝－ ３３ － ４５＝０．７３＜１ 桥梁强度满足要求。 ⑵ 结构残余变形（ Ｓｐ）跨跨中最大挠度－ ３．３３ｍｍ， 卸载后残余变形为－ ０．０７ｍｍ， 则：
Ｓｐ Ｓｔｏｔ＝－ ０．０７ － ３．３３＝０．０２＜０．２ 对于应变， 满载时跨中最大应变为 ３８ｍｅ ， 卸载 后后残余变形 １ｍｅ ， 则：
Ｓｅ Ｓｓｔａｔ ＝－ ３．２６ － ５．８８＝０．５５＜１ 桥梁刚度满足要求。 对于应变， 满载时跨中最大拉应变 ３８ｍｅ ， 卸载 后残余变形 １ｍｅ ， 故弹性变形为 ３７ｍｅ ， 理论计算值 为 ５６ｍｅ ， 则：
Ｓｅ Ｓｓｔａｔ ＝３７ ５６＝０．６６＜１ 满载时支座截面最大压应变为－ ３５ｍｅ ， 卸载后 残余变形－ ２ｍｅ ， 故弹性变形为－ ３３ｍｅ ， 理论计算值 为－ ４５ｍｅ ， 则：
Ｓｐ Ｓｔｏｔ＝１ ３８＝０．０３＜０．２ 满载时支座截面最大应变为－ ３５ｍｅ ， 卸载后残 ６４
余变形为－ ２ｍｅ ， 则： Ｓｐ Ｓｔｏｔ＝－ ２ － ３５＝０．０６＜０．２
由于相对残余变形均小于控制值， 说明该梁在 荷载作用下具有良好的弹性恢复能力。
⑶ 量测结构的最大变形或力的总值 Ｓｔｏｔ 不应超 过设计标准的容许值， 本次构件为连续梁， 挠度设计 允许值为：
工况 ２ 的应变测试结果表明， 满载时偏离支座 中线 １ｍ 处最大应变－ ３５ｍｅ ， 卸载后残余应变－ ２ｍｅ ， 实测值小于理论计算值， 应变随荷载增大而增大， 基 本符合弹性变化规律， 说明结构处于正常工作状态。 ３．２ 效验系数
⑴ 结构的效验系数为量测结构的最大弹性变 形值（ Ｓｅ） 与试验荷载作用下的理论计算值（ Ｓｓｔａｔ） 的比 值， 即 Ｓｅ Ｓｓｔａｔ。对于挠度， 满载时主跨跨中最大挠度为－ ３．３３ｍｍ， 残余变形－ ０．０７ｍｍ， 故弹性变形为－ ３．２６ｍｍ， 理论计算值为－ ５．８８ｍｍ， 则：
某人行天桥静载试验检测报告［ Ｒ］
［ △］ ＝Ｌ ６００＝２７４４０ ６００＝５７．４２ｍｍ 实测最大挠度值为 ３．３３ｍｍ， 满足要求。 ３．３ 裂缝检查 试验前后对试验主梁控制截面进行裂缝检查， 未发现任何裂缝。
４ 结论
静载试验结果表明， 该人行天桥在加载前后均 未发现裂缝， 在试验荷载作用下， 桥跨工作性能良好， 处于弹性工作状态。
ｈ ＝Ｓｓｔａｔ （ Ｓ·ｄ ） 采用弯矩为控制项时， 上式为：
ｈ ＝Ｍ 试 Ｍ 控 对 于 基 本 荷 载 试 验 ， 应 满 足 ０．８＜ｈ ≤１．０； 对 于
轻型荷载试验， 应满足 ０．５＜ｈ ≤０．８
ｈ
＝Ｍ 正
正试
Ｍ 正控＝１５１０
１８４０＝０．８２
ｈ
＝Ｍ 负
负试
Ｍ 负控＝－ １７３０
－ ２１５０＝０．８１
点位置相同） 。
⑵ 挠度测点布置
采用精密水准仪进行测试， 在试验跨支点、# $Ｌ、
跨中截面处布置挠度测点（ 图略） 。
⑶ 观测各控制截面的裂缝开展情况。
６３
２００７ 年 ７ 月 第 ７ 期
李志鹏： 某人行天桥静载试验及分析
ＪＵＬ ２００７ Ｎｏ．７
３ 试验结果分析
３．１ 挠度与应力（ 应变） 测试 工况 １ 挠度测试结果表明， 满载时跨中最大挠
计算出设计荷载作用下跨中及支座处内力， 以及两
截面的弯矩影响线， 再按影响线进行布载， 得出试验
荷载内力（ 图略） 。
２．５ 荷载效率
根据该天桥设计资料， 求出主跨跨中最大正弯矩
Ｍ 正控＝１８４０ｋＮ·ｍ， 支座截面负弯矩 Ｍ 负控＝－ ２１５０ｋＮ·ｍ。 在 试 验 荷 载 作 用 下 ， 主 跨 跨 中 最 大 正 弯 矩 Ｍ ＝ 正 试 １５１０ｋＮ·ｍ， 支座截面负弯矩 Ｍ 负试＝－ １７３０ｋＮ·ｍ。根 据《试验方法》， 荷载试验的荷载效率 ｈ 为：
参考文献
［ １］ 交通部公路科研所． 大跨径混凝土桥梁的试验方法（ １９８２ 年试行）
［ ２］ ＧＪＪ ７７－ ９８ 城市桥梁设计荷载标准［ Ｓ］ ［ ３］ ＪＴＧ ０２１－ ８９ 公路桥涵设计通用规范［ Ｓ］ ［ ４］ ＪＴＧ ０２３－ ８５ 公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 设
满足《试验方法》中基本荷载要求。
２．６ 测点布置
⑴ 应力（ 应变） 测点布置
控制截面的应力（ 应变） 采用振弦式应变计进行
测试， 在箱梁控
制截面底部布
置应力 （ 应变） 测点， 如图 １ 所 示（ 工况 ２ 的测 图 １
１＃ １００ ２１０
２＃
３＃
２１０ １００
４００
跨中截面应力（ 应变） 测点布置图
２ 静载试验的目的及依据
２．１ 检测目的 本工程静载试验的目的是检验桥梁结构的强
度、刚度和稳定性， 了解该桥现阶段结构受力性能和 承载能力能否达到设计和安全营运要求； 同时了解 桥梁的整体工作状态， 对其使用状态作出综合评价。 ２．２ 检测项目
测量各控制截面在试验荷载作用下的最大应变 （ 应力） 和最大挠度， 从而判断该桥梁结构的实际强 度和刚度是否满足设计要求， 同时观测各控制截面 的裂缝开展情况。 ２．３ 测试工况
工况 １ 在跨中（ 即 ３４．４５ｍ 跨的中点） 测试截面 正弯矩； 工况 ２ 在主跨支座往跨中方向偏离 １ｍ 处 测试支座截面负弯矩。 ２．４ 理论计算
本工程采用有限元软件建立理论计算模型， 共 ３ 跨 ３１．１５ｍ＋３４．４５ｍ＋３１．１５ｍ， 共 ３３ 个节点、３２ 个单
元。根据设计资料， 对该桥进行了初步有限元分析，
第７期 ２００７ 年 ７ 月
广东土木与建筑 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＣＩＶＩＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
某人行天桥静载试验及分析
Ｎｏ．７ ＪＵＬ ２００７
李志鹏
（ 肇庆市园林管理处 广东肇庆 ５２６０６０）
摘 要： 通过静载试验测试结构主要受力部位在荷载作用下的应变分布规律及相应变形情况， 掌握结构现有工 作状态， 判断桥梁实际工作状况是否处于正常受力状态。 关键词： 静载试验； 应变； 挠度