刘 恒 涂文祥 彭锐升

(湖南高速铁路职业技术学院铁道工程学院，湖南 衡阳 421002)

0 引言

人行吊桥的历史悠久，由于其构造简单、受力明确、跨越能力强、造型美观等特点，在公园和景区修建的越来越多。为了保证行人和桥梁的安全，必须要对桥梁结构承载能力进行评定。

静载试验是采用其他的物体进行堆载使结构控制位置的效应等效于设计荷载作用下的效应，通过测试得出的实测值与设计值之间的关系来判定结构承载能力的方法，检测结果比较直观，是一种常用的桥梁检测方法。目前，针对一般公路桥梁的静载试验研究比较多，国家也出台了相关规范，但对于人行吊桥静载试验尚无相应的规范。

1 工程概况

1.1 总体布置

某公园人行吊桥主桥为双塔双索面单跨悬索桥，主跨52 m，跨越人工湖，引桥为钢筋混凝土简支梁桥。全桥布置两根主缆，主缆横向间距2.5 m，矢高5.2 m，垂跨比1/10，主缆曲线方程y=4fx(l-x)/l2。桥面线形为抛物线形式，跨中预拱度0.5 m，跨中桥面与主缆距离2.4 m。桥面全宽2.8 m，其中两侧吊索锚固区和栏杆各宽0.15 m，人行道净宽2.2 m。桥梁立面和横断面布置见图1。

1.2 主要材料特性

索塔为钢筋混凝土结构，混凝土标号为C40，弹性模量为3.25×104MPa，抗压设计强度18.4 MPa，抗拉设计强度1.65 MPa。

主缆由3φ40(8×36WS+1WR)的钢芯瓦林吞钢丝绳组成，其公称抗拉强度为1 870 MPa。弹性模量为2.1×105MPa。

吊索采用直径为16 mm的Q235B碳素结构钢热轧钢棒，弹性模量为2.06×105MPa，抗拉强度设计值190 MPa。

加劲梁横桥向布置为100×48×48×5.3槽钢，立放，纵桥向间距2 m，采用高强螺栓锚固于每对吊杆之下。纵向等间距布置三道80×43×43×5.0槽钢锚固于横向槽钢之上，横放。槽钢采用Q235钢材，弹性模量为2.06×105MPa，抗拉强度设计值190 MPa。

1.3 其他设计参数

设计荷载：专用人行桥，人群荷载3.5 kN/m2；设计洪水频率：1/100；地震基本烈度：6度，峰值加速度：<0.05g；风压：0.35 kPa。

2 静载试验

2.1 有限元计算模型

采用桥梁结构有限元分析软件MIDAS Civil建模计算分析。索塔、加劲梁采用梁单元，主缆、吊索采用只受拉桁架单元，塔底基础、锚碇采用固结方式模拟。桥梁有限元模型见图2。

2.2 试验加载方案

按照设计人群荷载3.5 kN/m2进行计算布载，采用在桥面压水箱加载的方式模拟人群荷载进行试验加载。满载时加载用水共计46.2 t，水深0.35 m，均匀对称布置于桥面全长净宽范围处，静载试验效率系数1.00。为保证加载质量，防止桥面纵坡和桥面变形引起水汇聚于跨中，每隔约2 m～3 m设置隔舱，现场采用分级、对称加载的方式往每个隔舱内均匀注水。试验时分三级加载，分两级卸载，每一级加水达到预定荷载后稳定20 min，再测读各测点读数。各级水位及水量见表1。

表1 荷载分级表

2.3 测点布置

参照公路和城市桥梁相关规范，根据桥梁在人群活载作用下(不考虑冲击)的受力特点，确定加劲梁和索塔塔顶各控制截面在荷载作用下的变形测点。加劲梁挠度测点分别布置在桥梁两侧测试跨的跨中(1/2L)，四分点(1/4L，3/4L)，八分点(1/8L，3/8L，5/8L，7/8L)支点位置。挠度测试采用高精度水准仪测量。索塔塔顶水平位移测点分别布置在桥梁东西两侧索塔塔顶位置。索塔塔顶水平位移测试采用免棱镜全站仪测量。各测点布置示意图见图3。

2.4 静载试验结果分析

加劲梁各测点挠度测试结果见表2。各加载等级下加劲梁各测点挠度实测值和满载时理论值比较见图4。索塔塔顶水平位移测试结果见表3。

表2 加劲梁各测点挠度测试结果 mm

3 结论

表3 索塔塔顶水平位移测试结果 mm

本次静载试验满载时效率系数为1.00。各级荷载作用下测点变形实测值与理论值变化规律基本一致，实际状况较好。满载时，各测点校验系数均小于1，说明该桥工作状况良好，具有足够的安全储备。卸载后，各测点残余值均小于20%，说明该桥基本处于弹性工作状态，结构受力合理。在试验荷载作用下，桥梁结构未出现裂缝，结合面未出现开裂滑移现象，表明桥梁抗裂性能较好，结构承载能力满足正常使用要求。本文针对人行吊桥的特点进行了静载试验，通过静载试验分析确定桥梁结构的承载能力，为以后类似工程研究提供借鉴和参考。