火灾后柱式桥墩剩余承载性能安全评价

为评估柱式桥墩遭遇火灾后的安全性能,给火灾后的维修加固提供理论依据,分析了火灾后柱式桥墩的剩余承载能力,并建立其剩余承载性能安全评价指标。以高4 m、直径1.2 m的柱式桥墩为研究对象,建立其经历最高温度、受火位置和受火高度相互耦合的火灾场景数据库。根据桥梁遭遇火灾后柱式桥墩的实际爆裂特征,提出混凝土的高温爆裂"三级指标"。采用ANSYS有限元软件分析经历不同火灾场景后考虑混凝土爆裂的轴心受压柱式桥墩的荷载-轴向位移曲线,以及偏心受压柱式桥墩的荷载-横向位移曲线,从而得到极限承载能力的衰退曲线。在此基础上,建立了火灾后柱式桥墩的"四级损伤"指标。研究结果表明:柱式桥墩经历最高温度越高,剩余承载能力越小;双侧受火柱式桥墩的剩余承载能力显著小于单侧受火柱式桥墩。全墩高受火偏心受压柱式桥墩剩余承载能力远小于1/2墩高受火。在经历相同火灾场景后,偏心受压柱式桥墩的极限承载能力比轴心受压柱式桥墩衰退更快,偏心受压柱式桥墩较轴心受压柱式桥墩损伤等级更高,双侧全墩高受火偏心受压柱式桥墩最高温度为600℃时达到Ⅳ级损伤,而经历相同火灾场景后的轴心受压柱式桥墩仅为Ⅱ级损伤。