铝合金桁架人行天桥荷载试验分析
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２工程 概 况
４静载试验
４ １加 载 工 况及 荷 载效 率 ．
根据该 天桥 的结构布置形式 ， 在计算荷载效率时 ， 视之 为 ３跨连续梁 ， 分两个 工况进行试验 ， 分别取主跨跨 中正弯矩最 大截面 和支 座负弯矩 最大截面为工况 １和工 况 ２ 试验控制截
某铝合金人行天桥位 于人 民路 西安居委会大 门西侧学校 附近 ， 为解决 学生人流穿越人 民路而设置 ， 该天桥是福建省 内 第 一座铝合金人行天桥 ， 亦是 国 内屈 指可数 的规模 较 大的铝 合 金结构人行天桥之一 。该天桥 为 ３ 连续 铝合金桁架结构 孔 体系， 跨径布 置组 合为 ：． ｍ ＋２ ｍ ＋ ７ ９ 一４ ． ｍ， ７９ ９ ．ｍ ４ ８ 主桥
上海漕溪北路下立交通道 工程 人行天桥［ 和北京西单人行天 ２ ］
依 据设 计图纸和现场检查 结果 ， 借助有 限元结 构分析 软
件 Ｍｉａ／ｉｉ建立该 铝 合 金人 行 天桥 的空 间有 限元 模 型 。 ｄ ｓｃ ｌ ｖ 模 型中 ， 、 弦杆异形截 面采用截面 特征生产器导 人 ， 上 下 各杆 件均采 用梁 单元 模拟 ， 天桥上 的桥 面板 、 栏板 等非结构 构件 简 化 为均 布荷 载施 加于从属 的杆件上 ， 由软 件 自动转 换为结 构 质量 。模 型中的 ６ ８ ６高强 度铝 材弹性 模量取 ７ Ｇ ａ 容 ０ ２Ｔ ０Ｐ， 重取 ２ ｋ ／ 。支座采用 Ｇ Ｚ板式橡胶支座 ， ７ Ｎ ｍ３ Ｊ 根据规范［ 规 ４ ］ 定计算抗压 弹性 模量 Ｅ和抗剪 弹性模量 Ｇ， 设置水 平和竖 向 弹性约束 。本模 型共 含梁 单元 ７ ７ ， ２ 个 节点 ３ ２ ， 限元模 １个 有
准在国 内还处于起步 阶段 ， 尤其针对 铝合金 桥梁 的成桥 试验
和 施 工 验 收 ， 缺 乏 相 关 的 技 术 标 准 。本 文 通 过 对 福 建 省 内 还
首座铝合金人行天桥荷 载试验介 绍 和结果分 析 ， 了解该 桥梁
结 构静动力性能 ， 为竣工验收提供技术依据 ， 同时试验 的相关 结 论对铝合金人行天桥等类似 桥梁工程具有积极借鉴意义 。
型 如图 ２ 示 。 所
桥［ 等寥寥几座 。相对 于钢结构 而言 ， ３ ３ 铝合 金具 有强度 重量
比高 ， 断裂韧 度和疲劳强 度高 ， 耐腐蚀 ， 定性 、 塑性 、 稳 可 焊接 性 好等诸多优点 ， 能满足一些特殊条件 的要求 ， 成为桥梁创新
设 计的重要方 向之一 ， 但关 于铝合金 的设计 及施 工规 范或标
ｐ ｒｏ ｍ ｅ ｎ ｈ ｅ ｔ ｇ ｒ ｓ ｌ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｅｓｇ ｉ ｃ ｎ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ｒ ｂ ａ ｎ ｄ，ｗｈ ｃ ｒ ｖ ｄ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌｒ ｅ ｆ ｒ ｄ ａ ｄ ｔ ｅｔ ｓ ｉ ｅ ｕ ｔ ｓａ ａｙ ｅ ｎ ｎ ｈ ｎ ｓ ｍ ｉ ｎ ｆ ａ ｔ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ａ ｅｏ ｔ ｉ ｅ ｉ ｃ ｉｈ ｐ ｏ ｉｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅｆ ｒｓ ｍｉ ａ
ｓ ｒ ｔ ｅ ｔ ｕｃ ｕｒ ．
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ：Ａｌ ｍｉ ｕ ａ ｌ ｙ Ｐｅ ｅ ｔ ｉｎ ｏ ｅ ｃ ｏ ｓ ｇ； ａ ｅ ｔ ｇ ｅ ｒｓ ｕ ｎ ｍ ｌ ； ｄ ｓ ｒａ ｖ ｒ ｒ ｓ ｉ Ｌｏ ｄ ｔ ｓ ｉ ｏ ｎ ｎ
１前 言
３桥 梁 有 限元 模 型
将铝合金材料用 于桥梁结 构在 国 内尚属罕见 ， 目前 国 内 已报道 的铝合金人行 天桥仅 有杭 州市庆 春中河人 行天 桥［ 、 １ ］
面， 依据设计荷载 ， 据影 响线 对天桥在最不 利荷 载布置下产 根
生 的内力进行计 算 ， 并通过在桥跨 内布置钢筋混凝土块 （ 单块 １６ ． ｍ长 ×０ ８ 宽 ×０ ８ 高 ， ２． ｋ ， 到跨 中截面最 ．ｍ ．ｍ 重 ５ ６ Ｎ） 得
断面 由竖杆 、 斜杆 、 纵杆 、 道板等组成 ， 杆扶 手部分亦为桁架 栏
Ａ ｓｒｃ ： ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｈ ｅｄｓａｉ ａ ｄｖｂ ａｉｎｌａ ｅｔ ｇ ｏ ｎ ｔ ｅ ｉ ｔ ｌｍｉｕ ａｌｙｐ ｄ ｓ ｉ ｖ ｒｒ ｓ ｉｇｉ Ｆ ｊ ｎ ｉ ｂ ｔ ｔ Ｉ ｓ ａ ｅ ，ｔｅｆ ｌ ｔｔ ｎ ｉ ｔ ｄｔｓｉ ｆ ｈ ｒ ｕ ｎ ｍ ｌ ｅ ｅｔ ａ ｏ ｅ ｃｏ ｓ ｕｉ ａ ｈ ｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｎ ｏ ｆｓａ ｏ ｒｎ ｎ ｎ ａ ｓ
一
大正弯矩 和支座处最 大负弯矩 ， 各工况试 验加载 产生 的内 使
力 与设计荷 载产 生的理论 内力的 比值即荷载效率 满足桥梁 检
部分 ， 参与受力 ， 主梁 中跨成桥设 竖曲线 ， 线型为矢 高 ２ ｅ ０ｍ
的二次抛物线 ， 桥梁 主材采用 ６ ８ ６高强度铝材 ， ０ ２Ｔ 连接方式 主要 以普通不锈钢螺 栓连接 ， 分焊 接 ， 部 焊丝采用 Ｅ ５８ ， Ｒ ０７保 护气体采用 Ａ Ｔ ＋ＨｅＯ ｒ０ Ｓ 。主桥桥墩 采用 Ｑ ４Ｃ钢盖梁下 ３５ ￣ ０ｍ钢管立柱 ， １０ｍ冲孔灌注桩基础 ， 内填充 Ｃ ０ ￣ｃ ￣ ２ｃ 墩柱 ３ 微膨 胀混凝土 ， 墩顶设置板式橡胶支座。天桥于 ２ １ 年 １ ０２ 月竣工， 设 计荷载 ： 人群荷载按 ５Ｎ／ 。结构布置如图 １ ｋ 所示 。
些有意 义的结论 ， 同类工程借鉴 。 供
［ 关键 词］ 铝合金
人行天桥
荷载试验
Ａｎａｙｓｓ ｏ ｌ ａ ｅ ｔｎ ｆａ ｌ ｍ ｉ ｍ － ａ ｌ ｙ ｔ ｕ ｓｐｅ ｓｒ ａ ｖ ｒ ｒ ｓ ｉ ｇ ｌ ｉ ｎ ｏ ｄ ｔｓ ｉ ｇ ｏ ｎ ａ ｕ ｎｕ ｌｏ ｒ ｓ ｄｅ ｔ ｉ ｏ ｅ ｃ ｏ ｓｎ ｎ
■建 筑 结构
福建建设科技 ２１． ｏ３ ０２Ｎ ．
２ １
铝合 金桁 架人 行天桥荷 载试验 分析
赖 苍林 周翔 黄祖 华 郑景 祥 柯开 展 福建 福州 ３ ０２ ） ５０５ （ 福建 省建 筑科 学研 究 院 ， 建省 绿色 建筑 技术 重点 实验 室 福
［ 摘
要］ 本 文以福 建省 内首座铝合金桁 架人行 天桥 为工程 背景 ， 通过对 该天桥 的静 动载试验进 行介 绍和结果分析 ， Байду номын сангаас到一
４静载试验
４ １加 载 工 况及 荷 载效 率 ．
根据该 天桥 的结构布置形式 ， 在计算荷载效率时 ， 视之 为 ３跨连续梁 ， 分两个 工况进行试验 ， 分别取主跨跨 中正弯矩最 大截面 和支 座负弯矩 最大截面为工况 １和工 况 ２ 试验控制截
某铝合金人行天桥位 于人 民路 西安居委会大 门西侧学校 附近 ， 为解决 学生人流穿越人 民路而设置 ， 该天桥是福建省 内 第 一座铝合金人行天桥 ， 亦是 国 内屈 指可数 的规模 较 大的铝 合 金结构人行天桥之一 。该天桥 为 ３ 连续 铝合金桁架结构 孔 体系， 跨径布 置组 合为 ：． ｍ ＋２ ｍ ＋ ７ ９ 一４ ． ｍ， ７９ ９ ．ｍ ４ ８ 主桥
上海漕溪北路下立交通道 工程 人行天桥［ 和北京西单人行天 ２ ］
依 据设 计图纸和现场检查 结果 ， 借助有 限元结 构分析 软
件 Ｍｉａ／ｉｉ建立该 铝 合 金人 行 天桥 的空 间有 限元 模 型 。 ｄ ｓｃ ｌ ｖ 模 型中 ， 、 弦杆异形截 面采用截面 特征生产器导 人 ， 上 下 各杆 件均采 用梁 单元 模拟 ， 天桥上 的桥 面板 、 栏板 等非结构 构件 简 化 为均 布荷 载施 加于从属 的杆件上 ， 由软 件 自动转 换为结 构 质量 。模 型中的 ６ ８ ６高强 度铝 材弹性 模量取 ７ Ｇ ａ 容 ０ ２Ｔ ０Ｐ， 重取 ２ ｋ ／ 。支座采用 Ｇ Ｚ板式橡胶支座 ， ７ Ｎ ｍ３ Ｊ 根据规范［ 规 ４ ］ 定计算抗压 弹性 模量 Ｅ和抗剪 弹性模量 Ｇ， 设置水 平和竖 向 弹性约束 。本模 型共 含梁 单元 ７ ７ ， ２ 个 节点 ３ ２ ， 限元模 １个 有
准在国 内还处于起步 阶段 ， 尤其针对 铝合金 桥梁 的成桥 试验
和 施 工 验 收 ， 缺 乏 相 关 的 技 术 标 准 。本 文 通 过 对 福 建 省 内 还
首座铝合金人行天桥荷 载试验介 绍 和结果分 析 ， 了解该 桥梁
结 构静动力性能 ， 为竣工验收提供技术依据 ， 同时试验 的相关 结 论对铝合金人行天桥等类似 桥梁工程具有积极借鉴意义 。
型 如图 ２ 示 。 所
桥［ 等寥寥几座 。相对 于钢结构 而言 ， ３ ３ 铝合 金具 有强度 重量
比高 ， 断裂韧 度和疲劳强 度高 ， 耐腐蚀 ， 定性 、 塑性 、 稳 可 焊接 性 好等诸多优点 ， 能满足一些特殊条件 的要求 ， 成为桥梁创新
设 计的重要方 向之一 ， 但关 于铝合金 的设计 及施 工规 范或标
ｐ ｒｏ ｍ ｅ ｎ ｈ ｅ ｔ ｇ ｒ ｓ ｌ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｅｓｇ ｉ ｃ ｎ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ｒ ｂ ａ ｎ ｄ，ｗｈ ｃ ｒ ｖ ｄ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌｒ ｅ ｆ ｒ ｄ ａ ｄ ｔ ｅｔ ｓ ｉ ｅ ｕ ｔ ｓａ ａｙ ｅ ｎ ｎ ｈ ｎ ｓ ｍ ｉ ｎ ｆ ａ ｔ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ａ ｅｏ ｔ ｉ ｅ ｉ ｃ ｉｈ ｐ ｏ ｉｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅｆ ｒｓ ｍｉ ａ
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１前 言
３桥 梁 有 限元 模 型
将铝合金材料用 于桥梁结 构在 国 内尚属罕见 ， 目前 国 内 已报道 的铝合金人行 天桥仅 有杭 州市庆 春中河人 行天 桥［ 、 １ ］
面， 依据设计荷载 ， 据影 响线 对天桥在最不 利荷 载布置下产 根
生 的内力进行计 算 ， 并通过在桥跨 内布置钢筋混凝土块 （ 单块 １６ ． ｍ长 ×０ ８ 宽 ×０ ８ 高 ， ２． ｋ ， 到跨 中截面最 ．ｍ ．ｍ 重 ５ ６ Ｎ） 得
断面 由竖杆 、 斜杆 、 纵杆 、 道板等组成 ， 杆扶 手部分亦为桁架 栏
Ａ ｓｒｃ ： ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｈ ｅｄｓａｉ ａ ｄｖｂ ａｉｎｌａ ｅｔ ｇ ｏ ｎ ｔ ｅ ｉ ｔ ｌｍｉｕ ａｌｙｐ ｄ ｓ ｉ ｖ ｒｒ ｓ ｉｇｉ Ｆ ｊ ｎ ｉ ｂ ｔ ｔ Ｉ ｓ ａ ｅ ，ｔｅｆ ｌ ｔｔ ｎ ｉ ｔ ｄｔｓｉ ｆ ｈ ｒ ｕ ｎ ｍ ｌ ｅ ｅｔ ａ ｏ ｅ ｃｏ ｓ ｕｉ ａ ｈ ｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｎ ｏ ｆｓａ ｏ ｒｎ ｎ ｎ ａ ｓ
一
大正弯矩 和支座处最 大负弯矩 ， 各工况试 验加载 产生 的内 使
力 与设计荷 载产 生的理论 内力的 比值即荷载效率 满足桥梁 检
部分 ， 参与受力 ， 主梁 中跨成桥设 竖曲线 ， 线型为矢 高 ２ ｅ ０ｍ
的二次抛物线 ， 桥梁 主材采用 ６ ８ ６高强度铝材 ， ０ ２Ｔ 连接方式 主要 以普通不锈钢螺 栓连接 ， 分焊 接 ， 部 焊丝采用 Ｅ ５８ ， Ｒ ０７保 护气体采用 Ａ Ｔ ＋ＨｅＯ ｒ０ Ｓ 。主桥桥墩 采用 Ｑ ４Ｃ钢盖梁下 ３５ ￣ ０ｍ钢管立柱 ， １０ｍ冲孔灌注桩基础 ， 内填充 Ｃ ０ ￣ｃ ￣ ２ｃ 墩柱 ３ 微膨 胀混凝土 ， 墩顶设置板式橡胶支座。天桥于 ２ １ 年 １ ０２ 月竣工， 设 计荷载 ： 人群荷载按 ５Ｎ／ 。结构布置如图 １ ｋ 所示 。
些有意 义的结论 ， 同类工程借鉴 。 供
［ 关键 词］ 铝合金
人行天桥
荷载试验
Ａｎａｙｓｓ ｏ ｌ ａ ｅ ｔｎ ｆａ ｌ ｍ ｉ ｍ － ａ ｌ ｙ ｔ ｕ ｓｐｅ ｓｒ ａ ｖ ｒ ｒ ｓ ｉ ｇ ｌ ｉ ｎ ｏ ｄ ｔｓ ｉ ｇ ｏ ｎ ａ ｕ ｎｕ ｌｏ ｒ ｓ ｄｅ ｔ ｉ ｏ ｅ ｃ ｏ ｓｎ ｎ
■建 筑 结构
福建建设科技 ２１． ｏ３ ０２Ｎ ．
２ １
铝合 金桁 架人 行天桥荷 载试验 分析
赖 苍林 周翔 黄祖 华 郑景 祥 柯开 展 福建 福州 ３ ０２ ） ５０５ （ 福建 省建 筑科 学研 究 院 ， 建省 绿色 建筑 技术 重点 实验 室 福
［ 摘
要］ 本 文以福 建省 内首座铝合金桁 架人行 天桥 为工程 背景 ， 通过对 该天桥 的静 动载试验进 行介 绍和结果分析 ， Байду номын сангаас到一