桥梁钢绞线拉索防火隔热的理论分析及设计

作     者：陈伯璇 朱万旭 CHEN Bo-xuan;ZHU Wan-xu

作者机构：桂林理工大学广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心桂林541004 桂林理工大学广西壮族自治区智慧结构材料工程研究中心桂林541004 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室桂林541004 

基　　金：国家自然科学基金(52068014) 广西创新驱动发展专项(桂科AA 20302006) 广西重大科技创新基地建设(2018-242-G02) 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第34期

页      码：15330-15338页

摘      要：桥梁拉索易在火灾情况下因高温而发生破坏,因此有必要对桥梁拉索的防火隔热开展研究设计。采用集中热质法建立了钢绞线拉索瞬态热流模型,求得拉索各层钢绞线表面温度随时间变化的数值解,并与有限元模拟结果进行了对比,取得了较好的一致性。参考美国后张法协会规范,根据限制拉索最外层钢绞线表面温度的防火要求,对计算进行分析,结果表明:受火时间为30 min时,拉索满足防火要求的最小防火层厚度与拉索等效模型的截面形状系数基本呈线性相关,且函数斜率约等于防火层的导热系数。以此为根据提出了计算桥梁钢绞线拉索防火隔热系统的最小防火层厚度的简便方法,并用37孔12.7 mm和单孔15.2 mm的钢绞线拉索进行了验算,数值计算结果表明受火时间为30 min时,前者最外层钢绞线的表面温度为261.3℃,后者为272.1℃,均满足防火要求。该计算方法简单可靠,为桥梁拉索防火隔热系统的设计提供了理论依据。

主 题 词：钢绞线拉索 防火设计 表面温升 截面形状系数 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2022.34.042

馆 藏 号：203116264...