Determinación de los factores de riesgo en incendios en puentes: análisis de la respuesta al fuego de puentes multiviga metálicos
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Guillem Peris Sayol [1] ; Ignacio Payá Zaforteza [1]
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[1] Universidad Politécnica de Valencia
Universidad Politécnica de Valencia
Valencia, España
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- Localización: VII Congreso Internacional de Estructuras: [resúmenes publicados en la revista Hormigón y Acero (ISSN 0439-5689), v. 68, especial Congreso, junio 2017], 2017, págs. 235-236
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Determining risk factors of fire on bridges: analysis of the fire response of steel girder bridges
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Resumen
La respuesta estructural de los puentes frente a fuego está poco estudiada y ausente de las normativas a pesar de su frecuencia y consecuencias.
Este artículo analiza los escenarios de incendio que pueden causar daños sobre un puente y muestra, para el caso más desfavorable, una metodología que analiza numéricamente los daños causados por el incendio.
Para determinar qué tipos de escenarios pueden provocar el colapso de la estructura, se ha realizado una recopilación de incendios en puentes, detallándose en cada caso las características del incendio y las características geométricas y estructurales del puente afectado así como los daños estructurales sufridos. Un total de 154 casos han sido recogidos para el período comprendido entre 1997 y 2015, caracterizando de 1 a 5 el daño causado por el fuego, donde 5 indica colapso de la estructura y 1 indica ausencia de daños estructurales. Una vez procesada toda la información, los resultados han sido comparados a través de un análisis de la varianza (ANOVA) para determinar qué factores influyen en la respuesta estructural. Los resultados muestran que para puentes metálicos y de hormigón los únicos escenarios susceptibles de causar graves daños estructurales son aquellos en los que el incendio es producido por un camión cisterna o por una zona de almacenaje con alto poder calorífico debajo de la estructura, siendo críticos los pasos superiores.
Una vez determinado el escenario más desfavorable, se ha estudiado el comportamiento estructural de dos pasos superiores compuestos por vigas metálicas de 12,2 m de luz y 21,34 m de luz respectivamente con losa superior de hormigón no conectada, frente al incendio de un camión cisterna debajo del puente. Las temperaturas del gas alrededor de la estructura han sido calculadas en una primera fase a través del software de dinámica de fluidos computacional de incendios Fire Dynamics Simulator. Posteriormente, la respuesta estructural del puente ha sido obtenida a través de análisis numérico mediante elementos finitos con el software ABAQUS. Un estudio de transferencia de calor se ha realizado teniendo en cuenta las temperaturas del gas para obtener las temperaturas del material en el tiempo. Posteriormente, se ha realizado un análisis estructural no lineal con propiedades mecánicas del material dependientes de la temperatura. Este análisis ha permitido obtener el tiempo y modo de fallo en ambos puentes. Los tiempos de fallo oscilan entre 4 y 5 minutos y los puentes han fallado por abolladura del alma cerca del apoyo.
