Estudio de la acción del fuego en puentes mixtos acero-hormigón multijacena de luces medias

Abstract

[EN] Bridge fires are a major concern because of the consequences that these kind of events have and because they are a real threat. However, bridge fire response is under researched and not covered in the codes. This work studies the capabilities of numerical models to predict the fire response of a bridge and provides modeling guidelines useful for improving bridge design. To reach this goal, a numerical analysis of the fire of the I-65 overpass in Birmingham, Alabama, USA in 2002 is carried out. The analyses are based on computational fluid dynamics (CFD) for creating the fire model, and finite element (FE) software for obtaining the thermo-mechanical response of the bridge. The models are validated with parametric studies that consider different heat release rate of the spilled fuel and boundary conditions and the validated methodology is used in a second step to propose and evaluate some new designs that increase the fire resistance of two different composite bridges. The results show that mechanical response of composite bridges can be improved with different measures but the fire resistance will be larger when the design implies a reduction of the thermal loads

[ES] Los incendios en puentes resultan una gran preocupación dadas las consecuencias que este tipo de eventos presentan y porque resultan una amenaza real. Sin embargo, el comportamiento de los puentes sometidos al fuego apenas ha sido investigado y no está cubierto por la normativa. Este trabajo estudia las capacidades de los modelos numéricos para predecir la respuesta de fuego de un puente y proporciona directrices útiles de modelado para mejorar el diseño del puente. Para alcanzar este objetivo se lleva a cabo, en primer lugar, el análisis numérico del fuego del paso elevado de la I-65 en Birmingham, Alabama, EE.UU. en el año 2002. Los análisis basados en la dinámica de fluidos computacional (DFC) para crear el modelo de fuego, y en los elementos finitos (EF) para la obtención de la respuesta termo-mecánica del puente. Los modelos son validados gracias a la realización de dos estudios paramétricos que consideran diferentes tasas de liberación de calor del combustible derramado así como distintas condiciones de contorno. A continuación, la metodología ya validada se utiliza en una segunda etapa para proponer y evaluar algunos de los nuevos diseños que permiten aumentar la resistencia al fuego de dos puentes mixtos. Los resultados muestran que la respuesta mecánica de los puentes mixtos se puede mejorar mediante el empleo de diferentes medidas, pero la resistencia al fuego será mayor cuando el diseño implique una reducción de las cargas térmicas