Análisis de la capacidad resistente del paso superior del Boulevard San Gabriel sobre la carretera interestatal 60 en Montebello, California, Estados Unidos tras el incendio causado por el accidente de un camión cisterna

Abstract

[EN] System transportation is composed by a lot of components. From them outline bridges due to their consideration like critical elements that can cause important problems in case of fail or collapse (Chang and Nojima or Zhu et al.) The objective of this study is to determine the structural resistance after a fire below Paramount Boulevard bridge in Montebello, California, USA. For this purpose, it is developed a CFD analysis to model the fire behaviour and gas temperature around the structure. After, a heat transfer analysis will take place in order to get temperatures inside the structural materials such as concrete and reinforcement bars. Finally, with these temperatures a structural evaluation with simplify methods can be done to determine the maximum load that the bridge can support after the fire episode. In addition, another fire scenario has been studied to analyse the behaviour of the bridge to a fire situated below its centre of span. From the analysis, it has been concluded that concrete shell over girders made a barrier for transmitting thermal energy to atmosphere. Also, it has been observed girders over piles making a barrier for hot gases being stored next to these elements. At a structural level, section over fire load is the worst for structural resistance. Comparing both positions of fire is has been observed that extreme position is worse than the centre of span but it has to be taken into account this one.

[CA] Dins del sistemes de transport destaquen els passos superiors per la seua consideració com a elements crítics que poden causar greus problemes en cas de pèrdua (Chang y Nojima o Zhu et al.) En aquest estudi es pretén determinar la capacitat resistent tras el episodi d'incendi del pont de Paramount Boulevard en Montebello, California per els greus danys que es van generar per la pérdua d'aquest. Per a fer-ho, se realitza un anàlisi basat en la dinàmica de fluids computacional (CFD) per a realitzar un model d'incendi amb el cual obtindre les temperatures de l'aire envoltant la estructura. Posteriorment, se realitzarà un anàlisi de transmissió de calor a l'interior de la estructura para finalment amb estes temperatures determinar per mètodes simplificades les màximes cargues que el pont es capaç de suportar. A més d'estudiar l'episodi real d'incendi, es decideix estudiar el comportament general del pont col·locant la carga de foc baix la zona central del pont. De l'anàlisi realitzat s'extrau que la losa de formigó fa de barrera per a la llibre transmissió de la energia tèrmica generada però la font de calor a la atmosfera. A més, s'observa com les vigues transversals sobre les piles generen una barrera al gases calents quedant emmagatzemats al voltant d'ells. A nivell estructural, s'observa com la secció sota la carga de foc es la pèssima en cuant a resistència estructural. Comparant les dues seccions es més desfavorable colocarla en la zona pròxima a les piles però no es pot menysprear l'altra hipòtesi de per al càlcul de la resistència al foc en general.

[ES] Dentro de los sistemas de transporte destacan los pasos superiores por su consideración como elementos críticos que pueden causar graves problemas en caso de fallo o pérdida (Chang y Nojima o Zhu et al.) En este estudio se pretende determinar la capacidad resistente tras el episodio de incendio de puente del Paramount Boulevard en Montebello, California debido a los graves daños que se generaron a raíz de la pérdida de este. Para ello, se realiza en primer lugar un análisis basado en la dinámica computacional de fluidos (CFD) para realizar un modelo de incendio con el que obtener las temperaturas del aire alrededor de la estructura. Posteriormente, se realizará un análisis de transmisión de calor en el interior de la estructura para finalmente con estas temperaturas determinar por métodos simplificados las cargas máximas que dicho paso superior puede resistir tras el episodio de incendio. Además del incendio real, se decide estudiar el comportamiento general del paso superior frente a incendio colocando la misma carga de fuego bajo el centro luz del paso superior. Del análisis realizado se extrae que el tablero ejerce de barrera para la libre transmisión de la energía térmica desprendida por la fuente de calor a la atmósfera. Además, se observa como las vigas sobre las pilas generan una barrera a los gases calientes quedando almacenados junto a los apoyos. A nivel estructural, se observa como la sección sobre la carga de fuego es la pésima en cuanto a resistencia estructural. Comparando ambas posiciones de la carga de fuego se observa que es más desfavorable colocarla en un extremo del paso superior pero no se puede despreciar la otra hipótesis para el cálculo de la resistencia frente al fuego en general.