火灾下大跨度钢桁架拱桥结构性能分析

摘要

为研究汽车火灾对大跨度钢桁架拱桥结构受力性能的影响,以主跨为240 m的某下承式钢桁架拱桥为研究对象进行受火分析计算.首先利用火灾模拟软件FDS对两种典型火灾场景进行数值模拟获得火灾温度场分布,然后通过有限元瞬态热分析确定火灾区域构件的温度分布,再通过ABAQUS热-结构耦合分析桥梁在不同火灾场景下结构性能的变化.结果表明:钢桁架拱肋在油罐车火灾作用下受火构件的最高温度达540℃;主要传力构件在温度为430℃时屈服,达到承载能力极限状态,热膨胀效应与内力重分布导致附近构件的应力增幅达60～180 MPa;桥面竖向位移变化最大为115 mm,最大横向高差为108 mm.油罐车火灾主要对火源附近3根吊索的温度场产生影响,受火吊索索力减小使得桥面下挠33 mm,主梁应力增大35 MPa.