在役城市人行天橋金屬護(hù)欄側(cè)向推力測(cè)試研究

任旭東

（西安市市政設(shè)施管理局橋梁監(jiān)測(cè)中心，陜西 西安 710000）

在役城市人行天橋金屬護(hù)欄側(cè)向推力測(cè)試研究

任旭東

（西安市市政設(shè)施管理局橋梁監(jiān)測(cè)中心，陜西 西安 710000）

護(hù)欄的側(cè)向水平抗力測(cè)試是城市人行天橋護(hù)欄質(zhì)量檢測(cè)的一種方法。結(jié)合實(shí)例介紹了城市人行天橋護(hù)欄側(cè)向推力測(cè)試，并給出了在役城市人行天橋護(hù)欄檢測(cè)評(píng)定的準(zhǔn)則。

天橋護(hù)欄；側(cè)向推力；位移；應(yīng)變

1 概況

城市人行天橋護(hù)欄的質(zhì)量直接關(guān)系著天橋行人的安全，如天橋護(hù)欄出現(xiàn)缺損或水平抗力不足，極易發(fā)生墜落、斷裂等安全事故。尤其對(duì)位于城市人流量較多如繁華商業(yè)區(qū)、風(fēng)景區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等區(qū)域人行天橋的護(hù)欄質(zhì)量檢測(cè)是保證天橋行人安全的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是城市天橋管理者重點(diǎn)關(guān)注的問題。

2 天橋護(hù)欄的相關(guān)規(guī)定

《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》（CJJ 89-95）3.1.11明確提出：護(hù)欄水平荷載為2.5 kN/m，豎向荷載為1.2 kN/m?！冻鞘袠蛄吼B(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 99-2003）10.4條規(guī)定：嚴(yán)禁人群荷載超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

另從天橋護(hù)欄構(gòu)造和安全使用方面規(guī)定：（1）欄桿高度不應(yīng)小于1.05 m。（2）欄桿構(gòu)件間的最大凈距不得大于14 cm，且不宜采用橫線條欄桿。（3）考慮殘疾人通行時(shí)，應(yīng)在0.65 m高度處另設(shè)扶手，在兒童通行較多處，應(yīng)在0.8 m高度處另設(shè)扶手。

3 測(cè)試實(shí)例

3.1 工程概況

西安市某客運(yùn)站人行天橋欄桿高度為1.15 m，采用不銹鋼管焊接成型、欄桿扶手為D80×2.5 mm，立柱為D76.3×2.5 mm，間距為1.97 m。欄桿構(gòu)造柱凈間距為0.14 m。欄桿設(shè)計(jì)水平均布荷載為2.5 kN/m。

（1）測(cè)試目的：通過對(duì)天橋護(hù)欄施加水平靜力荷載，測(cè)試護(hù)欄的實(shí)際工作狀態(tài)，判斷護(hù)欄的使用性能是否滿足設(shè)計(jì)荷載要求。

（2）測(cè)試內(nèi)容：測(cè)試護(hù)欄控制截面在試驗(yàn)荷載作用下的水平位移、應(yīng)變。

3.2 測(cè)試計(jì)算

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，采用有限元結(jié)構(gòu)分析軟件MIDAS/CIVIL（V8.2.1），將均布荷載等效換算為集中荷載加載，對(duì)護(hù)欄立柱根部截面最大負(fù)彎矩工況（工況一）和護(hù)欄扶手跨中截面最大正彎矩工況（工況二）下的位移和應(yīng)變進(jìn)行空間分析計(jì)算，見圖 1、圖 2。

圖1 立柱水平集中力加載

圖2 橫梁水平均布力加載

3.3 測(cè)試過程

3.3.1 測(cè)試控制

試驗(yàn)采用控制精度0.1 kN，行程10 cm，量程200 kN的千斤頂作為頂推設(shè)備。對(duì)立柱和扶手橫梁對(duì)加載按照四級(jí)加載進(jìn)行控制30%→60%→80%→100%。

3.3.2 加載方法

立柱加載頂推時(shí)傳力桿頂在立柱與橫梁相交的節(jié)點(diǎn)位置處，傳力桿與立柱連接處設(shè)置橡膠條進(jìn)行保護(hù)，橫梁加載時(shí)傳力桿通過槽鋼作用在橫梁上，槽鋼與內(nèi)設(shè)橡膠條對(duì)橫梁進(jìn)行保護(hù)。圖3為天橋立柱及橫梁抗推靜載試驗(yàn)的加載模式。

圖3 加載示意圖（單位：cm）

4 測(cè)試結(jié)果分析

護(hù)欄立柱在試驗(yàn)頂推力作用下各測(cè)點(diǎn)的位移實(shí)測(cè)值、應(yīng)變實(shí)測(cè)值、計(jì)算值對(duì)比詳見表1。

表1 水平抗力檢測(cè)結(jié)果匯總表

對(duì)天橋護(hù)欄側(cè)向推力加載試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)分析：在靜力加載效率0.996～1.011下，護(hù)欄立柱的頂部和扶手跨中位置，其實(shí)測(cè)位移和應(yīng)變均小于計(jì)算值，校驗(yàn)系數(shù)為0.5～0.569之間，且殘余變形小于20%。說明護(hù)欄強(qiáng)度和剛度滿足要求。同時(shí)在測(cè)試過程中以及測(cè)試完成后對(duì)天橋護(hù)欄主要構(gòu)件連接處和護(hù)欄形態(tài)進(jìn)行檢查，未出現(xiàn)開焊現(xiàn)象和其他異常形態(tài)。即天橋護(hù)欄在正常人群水平推力作用下，水平抗力滿足設(shè)計(jì)要求。

依照橋梁荷載試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和本次天橋護(hù)欄側(cè)向推力測(cè)試結(jié)果，天橋護(hù)欄水平抗力評(píng)定一般分為以下三種：

（1）在測(cè)試過程中各分級(jí)頂推力作用下，護(hù)欄出現(xiàn)斷裂、開焊、裂縫現(xiàn)象，即護(hù)欄不滿足要求。

（2）護(hù)欄在各分級(jí)頂推力作用下，雖未出現(xiàn)斷裂、開焊，但測(cè)試截面的位移、應(yīng)變超過理論計(jì)算值，且殘余變形大于20%。即護(hù)欄不滿足要求。

（3）護(hù)欄在各分級(jí)頂推力作用下，未出現(xiàn)斷裂、開焊。位移、應(yīng)變均小于理論計(jì)算值，殘余變形小于20%。護(hù)欄扶手同高度部位的水平位移的最大值，不得超過護(hù)欄扶手高度的1/120，即護(hù)欄滿足要求。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來城市人行天橋的建設(shè)發(fā)展迅速，由此在城市人行天橋的日常養(yǎng)護(hù)管理中，天橋護(hù)欄的質(zhì)量問題不容忽視。

（1）天橋護(hù)欄日常運(yùn)行質(zhì)量的保證，需要天橋管理者制定巡檢制度。重點(diǎn)對(duì)護(hù)欄高度、立柱間距、格柵缺損、構(gòu)件開焊、護(hù)欄依附廣告等內(nèi)容。

（2）定期對(duì)人流量大、繁華區(qū)域內(nèi)的天橋護(hù)欄進(jìn)行側(cè)向水平抗力測(cè)試，保證護(hù)欄堅(jiān)固，嚴(yán)禁人群荷載超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）本文采用的頂推力架裝置測(cè)試方法簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單、成本較低，能推廣應(yīng)用到天橋護(hù)欄水平力測(cè)試中。

（4）《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 99—2003）對(duì)城市人行天橋養(yǎng)護(hù)的相關(guān)規(guī)定較少，對(duì)城市人行天橋的養(yǎng)護(hù)方法和措施值得進(jìn)一步研究。

U443.7

B

1009-7716（2017）10-0178-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.054

2017-05-31

任旭東（1977-），男，陜西西安人，工程師，從事橋梁監(jiān)測(cè)工作。