铁路钢桥抗火性能和极限承载力研究

钢桥因轻质高强、跨越能力大而广泛应用于铁路的交通枢纽和咽喉工程，但近年频发的极端事件—桥梁火灾在铁路桥梁中屡见不鲜，严重威胁结构安全，导致结构产生不可恢复的损伤甚至倒塌。探究在火灾下桥梁性能退化规律，确定火灾下的铁路桥梁极限承载能力，是保证铁路桥梁安全运营的基本前提。此处以80 m单线铁路简支钢桁梁桥为研究对象，基于大涡模拟(LES)场模型理论，采用FDS火灾模拟软件分析确定桥上与桥下火灾场景温度场及升温曲线，结合有限元软件通过热-结构耦合分析火灾作用下结构温度场和极限承载能力。研究表明：桥上火灾场景火灾温度场在水平面内分布均匀，受火30 min左右时构件温度接近火灾烟气温度，钢材性能有所弱化；活载较大时，桥门架最先发生屈曲，屈曲系数为0.939,结构可能因高温导致热屈曲失稳。桥下火灾场景影响范围在16 m左右，下弦杆及下平纵联温度最高，桥下净空为5、10 m时，结构分别在受火6.8、22.5 min左右时达到耐火极限，桥下净空为15、20 m时，结构受火灾作用的影响较小；结构临界屈曲荷载随温度升高逐渐减小，各火灾场景结构极限承载能力分别下降34.1%、14%、2.2%、1.5%左右，...