中国科技核心期刊
中国建筑科学领域高质量科技期刊分级目录T2级期刊
RCCSE中国核心学术期刊
美国化学文摘社(CAS)数据库 收录期刊
日本JST China 收录期刊
世界期刊影响力指数(WJCI)报告 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

风速对油罐车火灾下钢桥承载性能影响研究

王中文 李志生 彭银辉 张清华 崔闯

王中文, 李志生, 彭银辉, 张清华, 崔闯. 风速对油罐车火灾下钢桥承载性能影响研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(7): 159-170. doi: 10.3724/j.gyjzG24090307
引用本文: 王中文, 李志生, 彭银辉, 张清华, 崔闯. 风速对油罐车火灾下钢桥承载性能影响研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(7): 159-170. doi: 10.3724/j.gyjzG24090307
WANG Zhongwen, LI Zhisheng, PENG Yinhui, ZHANG Qinghua, CUI Chuang. Effects of Wind Speed on the Load-Bearing Performance of Steel Bridges Under Tank Truck Fires[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(7): 159-170. doi: 10.3724/j.gyjzG24090307
Citation: WANG Zhongwen, LI Zhisheng, PENG Yinhui, ZHANG Qinghua, CUI Chuang. Effects of Wind Speed on the Load-Bearing Performance of Steel Bridges Under Tank Truck Fires[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(7): 159-170. doi: 10.3724/j.gyjzG24090307

风速对油罐车火灾下钢桥承载性能影响研究

doi: 10.3724/j.gyjzG24090307
基金项目: 

国家自然科学基金项目(52108176,52278318,52378316)。

详细信息
    作者简介:

    王中文,博士,高级工程师,主要从事公路桥梁建造技术方向研究,wangzhongwen@vip.163.com。

    通讯作者:

    崔闯,博士,副教授,主要从事高性能钢与组合结构桥梁方向研究,ccui@swjtu.edu.cn。

Effects of Wind Speed on the Load-Bearing Performance of Steel Bridges Under Tank Truck Fires

  • 摘要: 当处于环境风场中的钢桥发生极端火灾时,风速对火灾的发展过程有重要影响,研究考虑环境风场影响的多灾耦合作用下钢桥火灾温度场及结构响应是目前钢桥抗火研究亟待解决的关键问题。以某30 m简支钢箱梁桥为背景,基于燃烧学及火灾学原理,结合计算流体动力学软件(FDS)数值模拟计算出不同风速中50 m3油罐车火灾最大热释放速率,利用指数模型确定了火灾热释放速率曲线,通过CFD-FEM耦合方法分析了不同风速油罐车火灾作用下钢箱梁火灾温度场,采用热-结构耦合分析法确定火灾作用下钢桥的耐火极限。结果表明:环境风速由平均风速4.20 m/s增至最大风速9.86 m/s时,50 m3油罐车火灾最大热释放速率随风速增大由52.436 MW增大至104.636 MW,其增量逐渐减小;随着风速的增加,火灾燃烧时间约缩短为原来的50%,火焰高度逐渐降低,并趋近稳定[稳定在6.75 m(去除油罐车高度)],火焰中心区域逐渐扩大,烟气流动向下风向倾斜;油罐车火灾作用下钢箱梁表面高温核心区随风速的增大往下风向逐渐迁移并不断扩大,不同风速工况下钢箱梁经热传导、对流及辐射作用最高温度在600~730 ℃变化,受火约30~40 min时基本保持恒定;不同风速工况火灾作用下主梁跨中挠度均超过限值,风速由4.20 m/s增大至9.86 m/s时,主梁耐火时间由25.7 min缩短至13.3 min,降低约50%,钢箱梁因变形过大导致失效。
  • [1] New York State Department of Transportation. Bridge fire incidents in New York state(private correspondence with Prof. M. Garlock)[R]. New York:NYSDT,2011.
    [2] LEE G C,MOHAN S,HUANG C,et al. A study of US bridge failures(1980-2012)[M]. Buffalo,NY:MCEER,2013.
    [3] 张岗,贺拴海,宋超杰,等.钢结构桥梁抗火研究综述[J].中国公路学报,2021,34(1):1-11.
    [4] 杨正祥.油罐车火灾作用下公路钢桁梁桥耐火性能研究[D].成都:西南交通大学,2023.
    [5] 杨正祥,崔闯,胡文哲,等.铁路钢桥抗火性能和极限承载力研究[J].铁道学报,2023,45(3):70-79.
    [6] 张岗,李徐阳,汤陈皓,等.连续钢箱梁抗火性能试验与演变机理[J].中国公路学报,2023,36(6):58-70.
    [7] ZHANG G,ZHAO X,LU Z,et al. Review and discussion on fire behavior of bridge girders[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition),2022,9(3):422-446.
    [8] HU J,CARVEL R,USMANI A. Bridge fires in the 21st century:a literature review[J]. Fire Safety Journal,2021,126:103487.
    [9] 马庆春,贺雅丽.强风条件下大型储罐火灾的热辐射灾害影响[J].安全与环境学报,2018,18(3):935-940.
    [10] 廖鑫,余萌.火灾下大跨度悬索桥承重构件静力分析[J].中国市政工程,2021(2):30-34.
    [11] KODUR V,AZIZ E,DWAIKAT M. Evaluating fire resistance of steel girders in bridges[J]. Journal of Bridge Engineering,2013,18(7):633-643.
    [12] AZIZ E M,KODUR V K,GLASSMAN J D,et al. Behavior of steel bridge girders under fire conditions[J]. Journal of Constructional Steel Research,2015,106:11-22.
    [13] AZIZ E,KODUR V. An approach for evaluating the residual strength of fire exposed bridge girders[J]. Journal of Constructional Steel Research,2013,88:34-42.
    [14] GARLOCK M,PAYA-ZAFORTEZA I,KODUR V,et al. Fire hazard in bridges:review,assessment and repair strategies[J]. Engineering Structures,2012,35:89-98.
    [15] 任婕.多因素条件下油罐火燃烧特性研究[D].合肥:中国科学技术大学,2019.
    [16] 王莹,王盼.油罐车火灾下的钢桥高温屈曲失稳特性研究[J].西部交通科技,2019(2):115-120.
    [17] INGASON H,BERGQVIST A,LONNERMARK A,et al. R äddningsinsatser i v ägtunnlar[R]. Karlstad:Swedish Rescue Services Agency(R äddningsverket),2005.
    [18] 王德明.矿井火灾学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008.
    [19] 郭芳义.不同环境条件下隧道火灾燃烧和烟气运动特性研究[D].合肥:中国科学技术大学,2020.
    [20] CHI J H,PENG P C. Study of the structural safety assessment of steel bridge subjected in post-fire[J]. Construction and Building Materials,2020,247:118587.
    [21] DE BOER J,HOFMEYER H,MALJAARS J,et al. Two-way coupled CFD fire and thermomechanical FE analyses of a self-supporting sandwich panel fa çade system[J]. Fire Safety Journal,2019,105:154-168.
    [22] 田伟.武汉鹦鹉洲长江大桥汽车燃烧下高温力学性能与风险防范措施研究[D].武汉:武汉理工大学,2014.
    [23] KAVIANY M,KANURY A M. Principles of heat transfer[J]. Applied Mechanics Reviews,2002,55(5):100-102.
    [24] European Committee for Standardization. ENV 1993-1-2 Eurocode 3:design of steel structures part 1-2:general rules—structural fire design[S]. London:British Standards Institution,2005:3-14.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  27
  • HTML全文浏览量:  8
  • PDF下载量:  0
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2024-09-03
  • 网络出版日期:  2026-08-31
  • 刊出日期:  2026-07-20

目录

    /

    返回文章
    返回