燃油火灾下钢-混组合连续箱梁破坏行为

针对燃油火灾与结构荷载联合作用导致钢结构桥梁在短时间内严重破坏甚至垮塌问题,研究燃油火灾环境中钢结构桥梁的破坏行为与耐火性能,基于两跨钢-混组合连续箱梁火灾试验,建立钢-混组合连续箱梁高温力学行为数值计算模型。分析不同荷载位置与受火位置下的结构变形、支座反力和主梁弯矩随受火时间的变化规律,剖析不同情况下钢-混组合连续箱梁的破坏机理,并提出了相应的耐火韧性增强方法。研究结果表明:钢-混组合连续箱梁单跨受火时其主梁变形受荷载位置影响较大,中支点受火时主梁不产生较大变形,仅在破坏时变形出现激增;边支座反力先剧烈减小后增大,而中支座反力变化与之相反,受火初期由于主梁的热弯曲效应会在边支点处产生较大的上拔力,存在边支座脱空现象;受火过程中主梁经历剧烈的内力重分布过程,中支点的负弯矩先在短时间内急剧增大,最终主梁由非受火区域承担更多的弯矩,中支点受火比跨中受火经历更剧烈的内力重分布;主梁跨中受火时的破坏行为通常伴随着受火跨的大变形,中支点受火时的最终破坏是随着负弯矩区承载能力不断退化发生钢梁的突然压溃。对边支点采用拉拔支座或限位措施,并且对中支点进行受压区局部增强以及箱内横隔板加密,均能有效增强钢-混组合连续箱梁的耐火韧性。