大跨悬索桥主缆抗火性能及其防护

摘要

为了分析主缆的抗火性能并提出适宜的抗火防护方案,基于实际工程,采用油罐车燃烧火灾模型计算方法,分别从油罐车火灾燃烧的形式、火灾发生的位置、火灾燃烧的状态等方面进行对比分析,确定悬索桥最不利火灾场景为无风工况+油罐火灾+顶面和近主缆侧面燃烧+跨中靠近吊索位置.采用Ansys软件分析最不利火灾场景下主缆的温度分布及耐火极限,得到主缆的耐火极限为48 min,最大失效厚度为90 mm.通过对各类防火材料分析和调研,提出高硅氧复合材料防火结构;在高温试验60 min后,试件防火结构内侧温度为484℃,压缩后的防护结构的抗火性能略有提升.基于试验结果并结合数值模拟,得到10 mm厚高硅氧复合防火结构;该结构可以满足在火灾发生后60 min主缆外表面温度不超过300℃的抗火设计目标.