城市隧道合建结构整体抗火安全性研究

作者：田源; 王明年^*; 郭晓晗; 胡萧越; 闫自海

来源：铁道科学与工程学报, 2020, 17(08): 2065-2074.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20190923

• 城市隧道
• 合建结构
• 抗火性能
• 安全系数
• 防火涂料

城市隧道合建结构发生火灾时,会对其合建相邻结构的变形及应力分布造成一定影响,进而威胁整体结构的抗火安全性能。以义乌商城大道隧道工程为依托,采用有限元软件ANSYS建立合建结构热-力耦合瞬态分析模型,考虑火灾高温对材料性能的非线性影响,依据隧道结构抗火安全性标准对不同火灾模式下合建结构的整体抗火安全性能进行分析。研究结果表明,火灾高温作用使得地下合建结构发生显著的应力重分布,但由于混凝土材料的热惰性,将不会对与受火结构合建的相邻结构内部温度场造成影响;当隧道火灾规模为30 MW且持续120 min时,受火结构表面最高温度可达673.5℃,且距离受火面25mm处的温度为483.3℃,均不满足结构抗火安全性的温度标准,需采取一定的防火措施;且受火结构对与其水平合建的相邻结构应力及安全性有较大影响,其应力变化幅度最大超过50%,而对竖向合建结构影响较小,但均能保证整体结构体系的承载能力;建议施作导热系数小于0.15 W/(m·℃),厚度大于12 mm的防火涂料以降低火灾所引起的结构高温应力及损伤,进一步提高合建结构整体抗火安全性能。

• 单位
  西南交通大学; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 土木工程学院