论文摘要
针对油罐车火灾对钢结构桥梁造成的严重威胁,选取四跨双肋钢板组合连续梁（4×35 m）作为研究对象。根据油罐车火灾燃烧特点选取最为贴近的碳氢（HC）火灾升温曲线,以实际受火特征还原了4种受火模式,采用热-力耦合计算方法,建立有限元模型,并对模型有效性进行了验证。首先分析了油罐车火灾作用下钢板组合梁的温度场,然后推导了火灾下双肋钢板组合梁塑性抗弯承载力计算方法,基于温度场分析结果计算了油罐车火灾下钢板组合梁正弯矩区域的抗弯承载能力衰退曲线,分析4种火灾作用下钢板组合梁的挠度变化过程,采用抗弯承载力和挠度破坏准则得出组合梁的耐火极限;最后对4种火灾场景下钢板组合梁的破坏形态进行了分析。研究结果表明:油罐车火灾下,钢材整体升温幅度远大于混凝土,组合梁截面沿梁高方向出现明显的温度梯度,其最大值为1 020℃,这种温度梯度导致的热拱是钢板组合梁在延火初期下挠的主要原因;截面抗弯承载力在延火初期降低缓慢,在进入高温阶段后截面抗弯承载力急剧降低,最终在30 min左右降低至荷载效应以下,组合梁破坏;在火灾作用下组合梁挠度总体呈三阶段发展,边跨受火长度对组合梁挠度变化影响较大,边跨受火长度越大,挠度增长越快;采用挠度准则判断组合梁的破坏相较于抗力准则偏于不安全,并基于抗力破坏准则对挠度准则进行了修正;边跨在火灾作用下表现为整体垮塌破坏,中跨受火表现为混凝土板的挠曲破坏和钢梁的鼓胀破坏。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 宋超杰,张岗,秦智源,贺拴海,程华才,黄侨,姚伟发
关键词: 桥梁工程,钢板组合连续桥梁,有限元,火灾,耐火极限
来源: 长安大学学报(自然科学版) 2019年06期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑
专业: 公路与水路运输
单位: 长安大学公路学院,安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司,东南大学交通学院
基金: 国家自然科学基金项目(51878057,51308056),陕西省自然科学基础研究计划项目(2018JM5018),交通运输部建设科技项目(2011318812970),安徽交控集团科技项目(JKKJ-2018-14)
分类号: U441
DOI: 10.19721/j.cnki.1671-8879.2019.06.010
页码: 89-98
总页数: 10
文件大小: 2334K
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标签：桥梁工程论文; 钢板组合连续桥梁论文; 有限元论文; 火灾论文; 耐火极限论文;