Resumen de Incendios en puentes: estudio paramétrico de la respuesta termo-mecánica de un puente multiviga mixto

José Alós Moya, Ignacio Payá Zaforteza, Antonio Hospitaler Pérez, Guillem Peris Sayol

• español

  Los incendios en puentes son actualmente una de las principales inquietudes a las que se enfrentan los ingenieros como consecuencia de la gran repercusión económica derivada del colapso de un puente y de la probabilidad de ocurrencia de este tipo de eventos. Sin embargo, las normativas existentes relacionadas con el diseño de puentes (p.ej.

  Eurocódigo 1 parte 2) o con el diseño frente al fuego (p. ej. Eurocódigo 1 parte 1-2) no proporcionan ninguna recomendación sobre cómo evaluar la respuesta estructural de un puente. Además el número de investigaciones en este campo son escasas y no suelen tener en cuenta cargas de fuego reales Dentro de este contexto general, el presente artículo estudia la influencia de diferentes tipos de fuego reales en la respuesta estructural de un puente de vigas metálicas de 24.4 m. de luz. El puente, diseñado por la Federal Highway Administration de los Estados Unidos de América, se somete a diferentes tasas de liberación de calor correspondientes a diversas cargas de fuego con el fin evaluar las temperaturas alcanzadas por las vigas así como su efecto sobre la respuesta estructural. El estudio se lleva a cabo en tres pasos.

  En primer lugar se desarrolla un modelo de fuego mediante técnicas de dinámica de fluidos computacional (CFD). En segundo lugar se calculan las temperaturas de los materiales mediante un análisis de transmisión de calor mediante el programa Abaqus a partir de las temperaturas obtenidas en la simulación de incendios. Finalmente se obtiene la respuesta mecánica de la viga (considerado no linealidades geométricas y mecánicas) mediante la actualización de las propiedades de los materiales en función de la temperatura a la que se encuentran, también mediante el programa Abaqus.

• English

  Nowadays, bridge fires are a major concern due to the huge economic impact of a bridge collapse and the probability of occurrence of this kind of events. However, existing standards related to bridge design (e.g. Eurocode 1 part 2) or fire design (e.g. Eurocode 1 part 1-2) do not provide any guideline on how to assess bridge fire response. Additionally, research on this topic is very scarce and actual fire loads are not usually taken into account.

  Within this general context, this paper studies the influence of different highway fires in the structural response of steel girder bridges. To reach this goal, the authors analyze the behaviour of a simply supported bridge of 24.4 m. of span length under real fire conditions. The bridge, designed by the Federal Highway Administration of the United States of America, is submitted to different heat release rate fires in order to evaluate diverse temperatures reached by the girders as well as their effect on the structural response. The study is carried out using a three steps analysis.

  First of all, a model of the fire event is built using computer fluid dynamics (CFD) techniques. Secondly, material temperatures are obtained doing a thermal analysis with the software Abaqus from registered temperatures in fire model onward. Finally, the mechanical response of the girder is obtained using Abaqus considering non-linearities (geometrical and mechanical) as well as temperature dependent material properties.

  Research