钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能与设计方法

作     者：宋超杰 张岗(指导) 贺拴海 KODUR V K 黄侨 李徐阳 SONG Chao-jie;ZHANG Gang;HE Shuan-hai;KODUR V K;HUANG Qiao;LI Xu-yang

作者机构：长安大学公路学院陕西西安710064 密歇根州立大学土木与环境工程系密歇根东兰辛48824 东南大学交通学院江苏南京211189 

基　　金：国家自然科学基金项目(51878057,52078043) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102210217,300102211706) 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2021年第21卷第4期

页      码：139-149页

摘      要：为研究提高钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能的策略,选取某三跨钢-混凝土组合连续弯箱梁为研究对象,利用通用有限元软件ANSYS建立了其在火灾下的三维非线性两阶段分析模型;基于已有热-结构耦合分析方法,模型考虑了钢箱梁内空腔辐射传热过程和其上翼缘与混凝土板的接触边界条件;将模型得到的预测结果与试验数据进行了比较,验证了模型的可靠性;采用建立的模型在不同纵向受火位置、火灾强度和荷载水平作用下对钢-混凝土组合连续弯箱梁跨中挠度进行了参数敏感性分析,研究了其极限承载能力和刚度衰变规律;以火灾下跨中挠度为评估指标,提出了针对钢-混凝土组合连续弯箱梁的抗火设计方法。研究结果表明:在对称火和结构荷载作用下,钢-混凝土组合连续弯箱梁外边缘挠度大于内边缘挠度,且荷载越大,火灾越严重,这一效应越显著;在油罐车等过火面积较大的火灾作用下,刚度较极限承载能力衰退更快,与常温下的钢-混凝土组合连续弯箱梁极限承载能力和刚度相比,边跨受火16 min时极限承载能力和刚度分别降低至29%和14%,中跨受火28 min时极限承载能力和刚度分别降低至31%和22%;在钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火设计中,应首先提高外侧钢箱梁在火灾下的刚度,增多和加宽外侧钢箱梁底板纵向加劲肋可使边跨受火20 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小23%和30%,中跨受火32 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小22%和27%。

主 题 词：桥梁工程 抗火设计 有限元分析 钢-混凝土组合连续弯箱梁 抗火性能 极限承载能力 刚度 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0823[工学-农业工程类] 082301[082301] 

核心收录：

D　O　I：10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.04.010

馆 藏 号：203104861...