碳氢火灾下钢桁-混凝土组合梁耐火试验研究

为研究钢桁-混凝土组合结构桥梁的耐火性能，开展了三榀简支下承式钢桁-混凝土组合模型梁的碳氢火灾试验。采集测点的时变温度，获得模型梁的温度场和传热模式；分析关键断面挠度变化规律和模型梁的破坏模式，揭示热-力耦合作用下的结构响应和破坏机理。研究结果表明：热-力耦合作用会使混凝土桥面板产生大量裂缝，并从中释放水蒸气，在裂缝较少的区域则会出现由于混凝土内部水蒸气压力过大导致的混凝土爆裂现象；混凝土板的隔火作用会使模型梁的温度场呈现出显著的分层现象，并在主桁斜杆高度方向上引起显著的温度梯度效应；横、纵梁下翼板会阻隔部分火焰，形成热辐射盲区，呈现出干扰式传热效应；模型梁的挠度历程可分为初增、缓增和急增3个阶段，当跨中挠度达到L/28后，难以持荷，可认为模型梁达到极限状态，表现为大挠度破坏；当外荷载水平降低10%、模型梁桁架高度增大25%时，分别可将耐火时间提高44.7%和33.3%。建立了经耐火试验验证的热-力-结构耦合数值分析模型，提出了针对钢桁-混凝土组合梁的四阶段损伤-破坏路径及其特征。