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简支钢-混组合箱梁桥抗火性能研究
| 论文题名： | 简支钢-混组合箱梁桥抗火性能研究 |
| 关键词： | 桥梁火灾;抗火性能;箱梁桥;钢混组合箱梁;承载能力 |
| 摘要： | 近年来，随着公路交通系统的迅猛发展，由碳氢材料运输车、油罐车及其他易燃易爆材料的运输车辆引起的桥梁火灾事故屡见不鲜。城市桥梁及各类中小跨径桥梁中常见的钢-混组合结构桥梁一旦发生桥下火灾，极易发生钢材的高温屈服及强度退化，可在短时间内发生较大变形甚至垮塌。而由于城市交通网密集，桥梁一旦发生垮塌，将造成一定时期内较大范围的交通瘫痪，带来不可预估的损失。然而，目前对于钢-混组合桥梁抗火性能研究尚处于初级阶段，在抗火设计参数、抗火性能影响因素及火灾后破坏机理等方面存在诸多不足。 论文以国家自然科学基金-火灾下混凝土桥梁有效预应力衰变机理与承载能力分析方法研究(51308056)为依托，选取常见钢-混组合箱梁为研究对象，采用ANSYS程序进行数值模拟，分析了影响钢-混组合桥梁在碳氢火灾作用下的抗火性能敏感参数，揭示了其截面抗弯承载力随延火时间的变化规律，主要研究内容如下： （1）采用大型通用程序ANSYS建立了瞬态传热分析模型，并对比已报道试验数据验证了模型可靠性；根据欧洲规范EC3规定的材料比热容、热膨胀系数等热工参数，揭示了钢-混组合箱梁在桥下火灾作用下各构件的温度分布特点及变化规律。 （2）采用ANSYS程序建立了非线性瞬态热-力耦合分析模型，并参考相关文献进行了模型验证；研究了受火位置、腹板水平加劲肋及长细比对钢-混组合箱梁桥抗火性能的影响，阐述了碳氢火灾作用下不同参数影响的梁体破坏模式及特点，揭示了钢-混组合箱梁腹板水平位移及梁体跨中挠度随延火时间的变化规律及变化机理，根据假定破坏准则，判定了参数影响下的钢-混组合箱梁耐火极限。 （3）基于强度折减的虚拟层截面等效原理，计算了混凝土顶板横桥向不同受火位置的累计烧损深度；根据结构钢及普通钢筋随温度变化的强度退化系数，计算了其火损后剩余强度；从而进一步计算了钢-混组合箱梁在碳氢火灾作用下的截面抗弯承载力，揭示了截面抗弯承载力随延火时间变化规律；基于截面抗力判定的耐火极限对局部火灾下的钢-混组合箱梁破坏准则进行了修正。 |
| 作者： | 宗如欢 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张岗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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