景觀棧道結構性能檢驗方法探討

郝 鵬

（云南省建筑科學研究院，云南 昆明 650223）

0 引言

越來越多旅游景區為了吸引游客在景區內的湖泊、崖壁等處建造了水上或高空景觀玻璃棧道，由于觀景效果好，這種玻璃棧道的出現立即成為網紅打卡點，導致人流密度較高，游覽高峰期一度出現爆棚的情況，但相關設計、檢驗標準暫不健全，這就對棧道的承載能力及安全性提出了較高要求［1］。對此，本文根據真實案例進行分析，嘗試采用荷載試驗等手段確定該棧道承載能力，并結合其他常規檢測手段綜合判定該棧道的安全性能，探索此類棧道承載能力及安全性能的檢驗方法，以期為此類景觀棧道的建設和運營提供參考。

1 工程概況

該景觀棧道坐落于某公園湖泊既有跳臺之上，棧道長約 198 m，呈“T”字形由岸邊延伸至湖心，棧道主體為鋼結構，采用型鋼焊接，橋面鋪設采用兩種材料，一種為復合材料面板，另一種為夾膠玻璃，棧道基礎為毛石砌筑，即前述既有跳臺，枯水期整個跳臺可暴露在外。該工程屬于資料不全，且未經正規設計、正規施工，屬于“三無”項目，因此該棧道尚未投入使用，為了保證后期安全運營，需要確定其整體結構性能及承載能力。

2 檢驗過程

2.1 結構性能試驗

2.1.1 確定試驗荷載

根據相關規范［2-3］采用原位非破壞性實荷檢驗，對其進行使用狀態短期結構性能試驗，棧道道面荷載按3.5 kN/m2取值。

本次試驗結合現場檢驗條件，就地取材，采用“水”作為加載載荷。按照均布荷載進行加載，荷載加載稱量誤差滿足要求，每級加載采用人工加載。2.1.2 試驗單元選取

經過現場踏勘測量，結合實際情況參照規范［3］選取具有代表性，且處于荷載較大、結構復雜、抗力較弱的荷載最不利部位進行使用狀態短期試驗，共選取三個試驗單元進行試驗，編號為：1 號試驗單元、2 號試驗單元、3 號試驗單元，分別位于“T”字形棧道端頭、中部、根部。1 號試驗單元、2 號試驗單元道面材料為夾膠玻璃，3 號試驗單元道面材料為復合材料板，如圖 1 所示。

圖1 試驗單元布置圖

2.1.3 撓度監測點布設

每個試驗單元選取一跨鋼架及跨中軸線上布設撓度監測點，每個試驗單元共布設 10 個撓度監測點（見圖 2）。

圖2 試驗單元撓度監測點布置圖

2.1.4 加載、卸載程序

整個試驗加、卸載過程滿足規范［3］要求，試驗過程，棧道鋼結構無屈曲、屈服、斷裂等現象。

2.1.5 試驗結果

分別統計各試驗單元加、卸載作用下的監測點撓度累積變化值，如表 1～表 3、圖 3～圖 5 所示。

1）由數據可以得出 1 號試驗單元、2 號試驗單元荷載-撓度曲線較 3 號試驗單元荷載-撓度曲線斜率小，即夾膠玻璃道面板較后者復合材料道面板對荷載作用更為敏感。

2）卸載后殘余變形最大值 10 %，滿足規范要求。荷載-撓度曲線大致為線性關系，以上表明該鋼結構棧道在荷載作用下處于線彈性階段，結構受力良好。

3）使用狀態短期結構性能試驗荷載撓度值與棧道道面自重產生的撓度值疊加，其最大值遠小于計算值［4-5］5.8 mm 的要求。

表1 1 號試驗單元測點撓度表

表2 2 號試驗單元測點撓度表

表3 3 號試驗單元測點撓度表

圖3 1 號試驗單元荷載-撓度曲線圖

圖4 2 號試驗單元荷載-撓度曲線圖

2.2 鋼結構質量檢測

2.2.1 焊縫及外觀質量檢測［6-7］

1）根據規范，按二級焊縫抽檢，采用超聲波探傷，焊縫等級綜合評定為 Ⅲ。

圖5 3 號試驗單元荷載-撓度曲線圖

2）焊縫外觀焊接質量較好，焊縫飽滿，無夾渣、虛焊等現象。

3）試驗過程中及試驗結束后，棧道主體結構未發生節點開裂、焊縫開裂、構件屈服等現象。

2.2.2 材料及構造連接檢測

1）棧道主體結構材料無裂縫，褶皺，表面無銹蝕。采用硬度計測試，推算鋼材強度為 235 MPa。

2）景觀棧道梁、柱、連桿、支撐結構布置合理，構造體系完整。

2.2.3 防腐涂膜厚度檢測

1）棧道主體結構梁、柱、連桿、支撐等構件表面均涂刷防腐涂料，不存在龜裂、起皮等缺陷，部分鋼柱與連桿支撐等在水中浸泡，局部銹蝕，涂層脫落或麻面。

2）現場抽檢梁、柱、連桿、支撐等構件的涂膜厚度，最小值為 168 μm 大于規范 150 μm 的要求。

3 檢驗結論及建議

3.1 檢驗結論

3.1.1 結構性能試驗

對該景觀棧道的試驗結果進行分析，可得出如下結論。

1）荷載-撓度曲線基本為線彈性關系，校驗系數在正常范圍內。

2）卸載后殘余變形最大值 10 %，滿足規范要求。

3）實測疊加撓度遠遠小于計算值，滿足規范要求。

3.1.2 鋼結構質量檢測

1）焊縫外觀質量飽滿，超聲探傷等級綜合評定為 Ⅲ。

2）景觀棧道主體結構材料無裂縫，褶皺，表面無銹蝕。構件梁、柱、連桿、支撐結構布置合理，構造體系完整。

3）現場抽檢構件涂膜厚度最小值為168 μm，滿足規范要求。

綜上所述：雖然該景觀棧道為“三無”工程，但其在使用狀態短期結構性能試驗荷載作用下，結構未發生屈服、開裂等現象，卸載后結構正常回彈，殘余變形滿足規范要求，說明結構在試驗荷載下處于彈性受力狀態。主體結構構造體系完整，構件防護涂膜等均滿足規范要求。

3.2 建議

1）為保證安全，考慮折減系數，該景觀棧道活荷載取值 2.5 kN/m2以下，加強人流控制管理。

2）定期檢修鋼架防腐及焊接點，更換破損玻璃面板、復合材料面板。

3）控制景觀棧道人流跑跳等，降低動荷載對棧道結構的沖擊影響。

4 結語

由于針對景觀棧道的相關規范尚不完善，為了保證此類工程建設和運營的安全有效，本文通過對照規范探討了對景觀棧道結構性能檢驗的方法，綜合運用檢測手段，并達到良好效果。但美中不足的是由于現場試驗條件所限，棧道基礎、毛石跳臺穩定性和安全性未進行檢測評定［8］，以及棧道防護欄桿水平承載力未能做檢驗，這兩項作為結構安全性的重要部分，其對安全運營也至關重要。待其他同行給予驗證探討。