2013年--桥梁工程外文翻译--评估桥梁中钢梁的耐火性（译文）

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1、中文 5700 字， 4500 单词， 2.3 万英文字符 出处： Kodur V, Aziz E, Dwaikat M. Evaluating Fire Resistance of Steel Girders in BridgesJ. Journal of Bridge Engineering, 2013, 18(7):633-643. 评估桥梁中钢梁的耐火性 摘自桥梁工程 Venkatesh Kodur, F.ASCE1; Esam Aziz2; and Mahmud Dwaikat3 摘要 在目前的实践中，没有特别的措施用来提高钢桥钢梁结构的防火安全，此 外，关于桥梁构件的耐火极限的研究

2、文献很有限，在本文中，用有限元程序来分 析钢桥主梁在火的作用下的不同反应，分析的关键因素影响耐火性，即火灾场景、 防火隔热，并综合考虑钢混凝土相互作用所产生的复合作用。数值计算的研究结 果表明，钢箱梁混凝土梁板的相互作用而产生的复合作用使着火条件下钢箱梁桥 结构性能（和耐心性）显著增强。其他影响钢桥主梁的耐火性的重要因素是防火 绝缘材料和防火方案的类型。 CE 数据库关键词： 火灾；防火性；梁桥；钢梁桥 关键词： 桥梁火灾；耐火性；钢梁；有限元分析 简介 火灾严重的危害环境，据此，建立基础设施需考虑这一点，在最近几十年 来，由于城市地面交通的快速发展以及有害物质的增加运输（如：易燃液体，自 燃

3、物质，有毒物质等），桥梁火灾引起了越来越多的关注。然而一般感觉桥梁不 会在火灾下崩坍，美国运输部最近的的一次调查显示在 1990 2005 年期间由火 灾导致的桥梁崩坍比地震导致的多三倍以上。在某些情况下，桥梁火灾可能导致 结构构件的崩溃，导致大量的交通延误，走弯路，和昂贵的维修费用。下面的火 灾事件说 明了桥梁火灾问题的严重性。 2009 年 7 月 15 号，一辆运载 13000 加仑易燃液体的油罐车与另一辆卡车在 密歇根淡褐色公园附近的高速公路上的立交桥上相撞，这座桥包括 10 热轧大钢 梁在 24 米钢筋混凝土楼板的跨度内，高温达到 1100 摄氏度，这热度削弱了钢梁 导致了天桥的崩坍

4、，如图一所示，火灾开始的 20 分钟左右桥梁垮塌了，消防队 员花了 105 分钟才将大火扑灭，该事故造成了数百万美元的损失。 火灾引起桥梁垮塌的另一个例子发生在加利福尼亚州的奥克兰和麦克阿瑟 迷宫的交界处， 2007 年 4 月 29 日，一辆运载 8600 加仑的卡车翻倒在高速公路 上，其中包括由六板梁支撑的钢筋混凝土路面。消防队员在 14 分钟内赶到了现 场，但大火导致的事故现场温度达到了 1100 摄氏度，这种强高温导致钢梁强度 的损失， 22 分钟后最终导致了 580 跨度内的崩坍，初步分析表明，该故障是高 温影响下过应力的影响，这次事故花费了 9 百万美元来修复这座桥，翻新了好几 个

5、月才完成。 桥梁结构构件在火灾的影响下反应不同的原因有： 1.火源：桥梁着火的常见原因是桥梁附近油罐车的碰撞引起的汽油燃烧，然 而，共同的原因是建筑物中包含能燃烧的材料（主要是以木材和塑料为基础的产 品）。 2.消防通风：大多数建筑物是封闭的或者通风量是有限的，然而，桥梁火灾 一般在露天的条件下，能无限的通风（氧气）。 3.火灾严重程度：桥梁火灾比建筑火灾更激烈，更有代表性，因为火源一般 是汽油。 4.消防：建筑物都提供了主动防火系统，如洒水装置和被动防火等防火措施， 但在桥梁中没有特殊的防火措施。 5.故障极限状态： 桥梁主梁比建筑物主梁更长，剪切破换在主梁中占的比重 大，弯曲破话在横梁中占

6、的比重大。 6.连接：桥梁主梁通常用底部法兰轴承，相反，建筑通过钢筋网或者法兰， 支撑条件的不同影响结构的耐火性。 回顾文献表明缺乏关于桥梁的耐火性能的相关信息，这主要是因为关心桥梁 结构防火安全的人很少。关于桥梁耐火性的研究主要来自于多锐普，克多，巴耶 利弗特和加洛克。这些研究清楚的表明，桥梁火灾是一个严重的问题并且通常是 由桥梁附近的机械爆炸引起的。桥梁坍塌的时间通常在 30 分钟之内，留给消防 队员作出 回应的时间很少，此外，缺乏影响桥梁主梁耐火性的主要信息，为了弥 补这些不足，密歇根州立大学成立了一个研究钢桥耐火性能的研究项目，本文给 出了钢桥的防火性能的数值研究结果。 有限元模型 为了说明钢梁在火中的反应，使用有限元程序 ANSYS 进行了数字研究，这 个程序能够处理结晶器内部发生的热力耦合和非耦合问题。通过分析，剪支钢箱 梁桥被选中。这种桥通常包括不同的结构元件，即梁，钢筋混凝土楼板和中间隔 膜