城市人行天桥外挂LED屏的承载力评定.pdf

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1、城市人行天桥外挂LED屏的承载力评定张春明(长安大学，陕西西安710000)摘要：针对近年来人行天桥外挂灯箱的现象，采用有限元程序分析了结构在最不利荷裁作用下的应力和变形，在一系列分析结果的基础上评估了结构的安全性和正常使用性，为工程的维修和保养提供了依据。关键词：钢结构；人行天桥；承载能力；评估中图分类号：U446．1文献标志码：B文章编号：1672—401l(2016)03一O103—02DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2016．03．053O前言随着我国城市建设的快速发展，人行过街天桥很好地缓

2、解了人流量对城市交通带来的巨大压力，体现出越来越重要的作用⋯，越来越多的广告商家选择在人行天桥主桥两侧外挂LED屏作为宣传的一种方式，从而引起原有结构出现承载力问题。为了保证人行过街天桥在外挂LED屏下的安全性和适用性，本文依托陕西省咸阳市某人行过街天桥实际工程，基于有限元软件Mid踮一civil和Mid踮一FEA，对结构进行强度和变形的检算。1工程概述本工程主桥上部结构为单跨36．9m简支钢箱梁，桥宽4m，箱梁高为1．65m；梯道采用直楼梯，南侧宽为4．0m，北侧宽为2．5m，楼梯梁采用钢箱结构，梁高O．5m。灯箱型号为P

3、10户外全彩屏，尺寸为33mx1．28m。主钢构选用Q235B钢，屏体重量约为2300kg，钢结构框架重量约为2100kg，整屏重量约为4400kg。2检算内容人行天桥的检算内容是根据城市市政以及综合公路桥梁、建筑等的基础上综合评定的m4‘。1)适用性检算：根据现场检测主要结果，并结合桥梁上广告牌附加重量包括横向风荷载，检算桥梁结构各项性能指标是否满足要求。告牌负重，对负重结构与钢箱梁之间的传力局部应力状态进行分析，从而判断当前结构安全性。3结构整体强度、承载能力检算3．1计算简化模型为简化计算，在建立有限元模型时，做以下假

4、设”J：①平截面假定；②所有构件钢板均简化为板壳单元；③楼梯杆单元与主梁板单元以刚臂模拟连接，忽略连接引起的局部应力问题。主梁采用平面板单元，楼梯梁采用平面杆系单元，共4755个节点，5341个单元，按桥梁施工流程划分阶段，对原设计桥梁进行结构验算。结构离散图如图l所示。圈l结构离散图3．2荷载组合结构分析时除考虑永久荷载(结构自重)之外，还考虑基本可变荷载(人群荷载、温度荷载以及风荷载)，其中人群荷载为4kPa，温度荷载按照升温20℃，降温20℃进行计算。设计横向静风荷载为O．35kN／m2，含LED屏横向静风荷载为0．5

5、8kN／m2。组合最不利荷载，验证结构在最不利荷载作用下的结构强度。3．3有限元分析结果通过有限元软件模拟，组合最不利荷载，从而得出结构在正常使用状态下的强度。表l列出在最不利荷载作用下，原结构与附加灯箱结构的拉应力、压应力的最不利计算结果以及移动荷载下主梁的挠度。2)安全性检算：考虑到钢箱梁架设完成后增加大型广裹l应力、挠度量不利结果作者简介：张春明(199l一)，男，甘肃靖远人，在读硕士研究生。主要研究方向：桥梁工程。图2—3则分别反映了原结构与附加灯箱结构主拉、主压应力的变化对比。·103·V01．42，No．3于1．

6、J星材第42卷第3期June，2016s七^“日九B“m赢^亿地r谊b2016年6月10080已60姜40200O123456789100123456789lO结构主托应力结构主压应力圈2主拉应力圈3主压应力由表l和图2—3可以看出：①在最不利荷载作用下，外挂灯箱结构的拉应力、压应力均比原结构的拉应力、压应力有所增加，但不会超过其容许应力；②在移动荷载作用下，外挂灯箱引起的挠度增加了0．9mm，未超过其规定容许值。4局部连接处强度检算考虑到钢箱梁架设完成后广告牌钢支架与主粱焊接，造成局部应力，根据最不利原则选取最不利断面，对

7、负重结构与钢箱梁之间的传力局部应力状态进行分析，对于连接点位置钢箱梁的局部应力强度，本文采用通用软件Mid-鹪FEA进行局部分析。4．1计算简化为简化计算，在建立有限元模型时，做以下假设：①平截面假定；②所有构件钢板均简化为板壳单元；③支架接位置处最大Mi∞s应力为100．87MPa，小于结构的容许应力；对于支架而言，连接件最大应力为95．03MPa，小于容许应力140MPa，均满足设计要求。图4结构离散图5结论及建议1)结构在增加灯箱广告牌负重后，正常使用阶段各项设计指标均满足设计要求。2)整体结构受力较好，但主梁与广告牌

8、钢支架焊接处局部应力储备较小。故建议对结构定期进行检测，对局部应力较大处加以补强，以确保结构后期的正常使用功能。[ID：002952]参考文献：温度荷载、静力风荷载)最不利组合作用下，箱梁与支架焊民长江，2005，60(7)：59—61．(上接第102页)裹5结构层问剪力隔震效果楼层普通结