车辆火灾下悬索桥桥面空间温度场分布特征研究

陈巍; 沈锐利; 郑植; 冯帅兴; 陈兴华; 齐东春

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20240624004

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车辆火灾下悬索桥桥面空间温度场分布特征研究

论文 | 更新时间：2026-04-15

- 车辆火灾下悬索桥桥面空间温度场分布特征研究
- Study on Temperature Field Distribution Characteristics in Suspension Bridge Deck Space under Vehicle Fires
- 防灾减灾工程学报 2026年46卷第2期页码：369-378
- 作者机构：
  
  1.防灾减灾湖北省重点实验室（三峡大学），湖北宜昌，443002
  2.西南交通大学智能与绿色建造全国重点实验室，四川成都，610031
  3.招商局重庆交通科研设计院有限公司，桥梁工程安全与韧性全国重点实验室，重庆 400067
- 作者简介：
  
  陈巍(1991—)，男，讲师，硕导，博士。主要从事缆索承重桥梁抗火研究。E‑mail: wchen@my.swjtu.edu.cn
  冯帅兴(1999—)，男，硕士。主要从事桥梁结构非线性理论研究。E‑mail: fsx1999@qq.com
- 基金信息：
  
  湖北省自然科学基金(2024AFB171);桥梁工程安全与韧性全国重点实验室开放基金(2024SKLBSR‑DW018);防灾减灾湖北省重点实验室(三峡大学)开放基金(2023KJZ21)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20240624004
  中图分类号： U443.38;U445.7
- 收稿：2024-06-24，
  
  修回：2024-07-29，
  
  纸质出版：2026-04-28
- 稿件说明：
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陈巍,沈锐利,郑植等.车辆火灾下悬索桥桥面空间温度场分布特征研究[J].防灾减灾工程学报,2026,46(02):369-378.

CHEN Wei,SHEN Ruili,ZHENG Zhi,et al.Study on Temperature Field Distribution Characteristics in Suspension Bridge Deck Space under Vehicle Fires[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2026,46(02):369-378.
陈巍,沈锐利,郑植等.车辆火灾下悬索桥桥面空间温度场分布特征研究[J].防灾减灾工程学报,2026,46(02):369-378. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20240624004.

CHEN Wei,SHEN Ruili,ZHENG Zhi,et al.Study on Temperature Field Distribution Characteristics in Suspension Bridge Deck Space under Vehicle Fires[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2026,46(02):369-378. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20240624004.

摘要

为探明车辆火灾下悬索桥桥面空间温度场分布特征，并为悬索桥抗火分析提供热边界条件，采用FDS软件建立车辆燃烧CFD计算模型，分析了不同车辆燃烧特性及温度影响范围，明确了油罐车火灾下缆索体构件表面升温历程，讨论了标准火灾升温曲线作为桥梁火源模型的不足。结果表明，油罐车火灾下龙潭桥缆索体构件表面环境最高温度可达到1 170 ℃，即油罐车火灾对缆索体构件安全威胁极大。无风条件下油罐车火灾沿高度方向、纵桥向及横桥向的温度影响范围分别约为30、20 m及20 m，且受桥面风速影响显著，随着纵桥向风速增大，沿高度方向温度影响范围减小，沿纵桥向温度影响范围增大。ISO834及ASTME119标准火灾的最高温度及升温速率均显著低于油罐车火灾，HC标准火灾无法模拟非火源中心处的升温规律，龙潭桥缆索体构件抗火分析的火源模型建议采用FDS计算结果确定。

Abstract

This study aims to investigate the distribution characteristics of the temperature field in the suspension bridge deck space under vehicle fires

thereby providing thermal boundary conditions for fire resistance analysis of suspension bridges. A computational fluid dynamics (CFD) model of vehicle combustion was established using FDS software. The combustion characteristics and temperature-affected ranges of different vehicles were analyzed

the surface temperature rise process of cable components under tanker truck fires was clarified

and the limitations of using standard fire temperature rise curves as bridge fire source models were discussed. The results showed that the maximum surface environment temperature of cable components of Longtan Bridge reached 1 170 °C under tanker truck fires

indicating that tanker truck fires posed a severe threat to the safety of cable components. Under windless conditions

the temperature-affected ranges of tanker truck fires in the vertical

longitudinal

and transverse directions were approximately 30 m

20 m

and 20 m

respectively

and were significantly influenced by wind speed on the bridge deck. As the longitudinal wind speed increased

the temperature-affected range decreased vertically and increased longitudinally. The maximum temperatures and heating rates of ISO 834 and ASTM E119 standard fires were significantly lower than those of tanker truck fires. The HC standard fire curve failed to simulate the temperature rise patterns at locations away from the fire source center. For fire resistance analysis of cable components of Longtan Bridge

the fire source model is recommended to be determined using FDS calculation results.

关键词

Keywords

references

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