一种大跨径悬索桥汽车燃烧抗火设置方法

摘要

本发明提供的大跨径悬索桥汽车燃烧抗火设置方法，具体是：首先，以吊索火灾下破坏时间最短为依据，确定了悬索桥最危险火灾场景，并获得吊索相应的极限承载力和悬索桥汽车燃烧极限状态；其次，将不同导热系数的防火材料的抗火性能进行对比，确定了硅酸铝为悬索桥主缆和吊索的外包防火材料；再次，将硅酸铝外包于主缆和吊索上进行热分析，确定吊索和主缆外包防火层的厚度的取值区间；最后由吊索不同高度截面处温度小于吊索破坏时的极限温度，可获得吊索的防护高度，计算出极限状态时主缆纵向不同位置截面处的温度场分布，为防止主缆最外层钢丝温度过高，获得主缆的防护范围。本发明可以推广到其他缆索系统的桥梁上，具有较大的实际工程应用价值。

主权项

一种大跨径悬索桥汽车燃烧抗火设置方法，其特征在于：确定悬索桥最危险火灾场景，采用随温度变化的热工参数计算得到高温下桥梁结构的极限承载力，得到悬索桥汽车燃烧极限状态，将不同导热系数的防火材料的防火性能进行对比，确定了硅酸铝为悬索桥主缆和吊索的外包防火材料，将硅酸铝外包于主缆和吊索上进行热分析，通过主缆和吊索的温度随防火层导热系数和厚度变化曲线，确定硅酸铝防火层厚度的取值区间，最后根据吊索不同高度截面处的温度场分布获得火灾下吊索的防护高度h，根据主缆纵向不同位置截面处的温度场分布获得主缆的防护范围；采用以下方法确定悬索桥的最危险火灾场景，具体是：汽车燃烧位置横桥向位于桥梁最外车道，纵桥向位于主缆竖向高度最低处，此位置距离悬索桥主缆吊索最近且主缆高度最低，为悬索桥危险火灾场景，在危险火灾场景下对桥梁结构施加恒载+汽车活载，得到吊索抗破坏时间最短所对应的场景为最危险火灾场景；采用以下方法确定悬索桥汽车燃烧下极限状态，具体是：当吊索在火灾作用下的应力大于吊索高温抗拉强度时，吊索会发生破坏，在最危险火灾场景下，得到悬索桥随时间变化的温度场结果和高温下随时间变化的吊索的拉应力σ(T)、抗拉强度f(T)、弹性模量E(T)，当σ(T)＝f(T)时，得到吊索的破坏时间t₀、吊索的极限承载力f₀、吊索极限温度T₀，此状态为悬索桥火灾的极限状态。