某市雙層鋼結(jié)構(gòu)特大橋消防設(shè)計研究

羅 肖 肖

(廣東省冶金建筑設(shè)計研究院給水排水所，廣東 廣州 510080)

某市雙層鋼結(jié)構(gòu)特大橋消防設(shè)計研究

羅 肖 肖

(廣東省冶金建筑設(shè)計研究院給水排水所，廣東 廣州 510080)

通過對某市雙層鋼結(jié)構(gòu)特大橋過往運輸車輛的分析，列舉了該橋發(fā)生火災(zāi)的種類，同時結(jié)合規(guī)范要求，提出了兩種設(shè)計方案并進行了比選，得出防火涂料加消火栓系統(tǒng)的方案為最佳方案，為類似工程提供了參考依據(jù)。

鋼結(jié)構(gòu)，防火涂料，消防設(shè)計

1 工程概況

某市雙層跨江大橋主橋采用跨度為112 m+208 m+112 m的剛性懸索加勁鋼桁梁橋；引橋采用基本跨度為30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁；跨北岸大堤引橋采用墩中心距為30 m+40 m+30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁；跨南岸大堤引橋采用墩中心距為35 m+45 m+45 m+35 m的鋼—混結(jié)合梁。

大橋主橋部分為鋼結(jié)構(gòu)，由于大橋車流量較大，如果有油罐車或者其他化學(xué)工業(yè)品運輸車在橋上發(fā)生事故引起火災(zāi)，火災(zāi)會破壞主橋的一體化鋼結(jié)構(gòu)，從而對大橋造成毀滅性的破壞。為保證大橋的安全使用，充分發(fā)揮其經(jīng)濟效益，根據(jù)業(yè)主要求和消防部門的建議，對大橋進行了消防設(shè)計。

2 設(shè)計依據(jù)

通過對過往相關(guān)運輸車輛的分析，東江大橋的火災(zāi)種類主要有以下幾類：A類火災(zāi)(固體物質(zhì)火災(zāi))；B類火災(zāi)(液體火災(zāi)或可溶性固體物質(zhì)火災(zāi))和C類火災(zāi)(氣體火災(zāi))。由于目前國家并無對專門鋼結(jié)構(gòu)建筑的消防設(shè)計規(guī)范，根據(jù)上述火災(zāi)類型，并參考《建筑設(shè)計防火規(guī)范》《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》和《石油庫設(shè)計規(guī)范》等類似的規(guī)范進行設(shè)計。

3 設(shè)計方案分析

根據(jù)上述火災(zāi)類型分析和參考相關(guān)類似規(guī)范，設(shè)計方案主要有以下兩種。

3.1 設(shè)計方案一

以冷卻橋體為主，滅火為輔的消防系統(tǒng)。本方案主要有兩大系統(tǒng)。保護大橋鋼桁架的防火涂料和撲滅A類火災(zāi)及冷卻橋體的消火栓滅火系統(tǒng)。

本方案設(shè)計主要內(nèi)容有：室外消火栓給水系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)、防火涂料及滅火器配置。室外消火栓系統(tǒng)由市政管網(wǎng)供水，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)由消防泵房供水。

室外消火栓設(shè)計水量20 L/s，火災(zāi)延續(xù)時間為3 h，一次滅火用水量為216 m3；在大橋引橋下層S3，N3墩位處共設(shè)置4個DN150室外消火栓。

室內(nèi)消火栓設(shè)計水量20 L/s，火災(zāi)延續(xù)時間為3 h，由泵房消火栓泵、穩(wěn)壓泵和穩(wěn)壓罐聯(lián)合供水，室內(nèi)消火栓給水管徑DN150。設(shè)專用管網(wǎng)，豎向不分區(qū)，環(huán)網(wǎng)設(shè)計，在上層主橋橋面下和下層主橋橋面下各自呈環(huán)狀，干管固定在防撞欄上，室內(nèi)消火栓放置于人行道和防撞欄之間，消火栓間距24 m，即每3根腹桿處設(shè)置一消火栓。消防泵房位于東江大橋S8號和S7號橋墩之間，距離S8號橋墩5 m。

滅火器系統(tǒng)：消防泵房按A類火災(zāi)、中危險等級設(shè)置，每處設(shè) MF/ABC4型手提式干粉磷酸銨鹽滅火器2具，設(shè)置點間距不大于40 m。各消火栓處設(shè)MP9，MP/AR9 型手提式泡沫滅火器3具。

防火涂料設(shè)計目前國內(nèi)已經(jīng)有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，主要有超薄型、薄型、厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料產(chǎn)品，根據(jù)GB 14907-2002鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和選定的耐火極限選擇不同厚度的防火涂料。而對于公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁耐火極限的選擇在國內(nèi)并無相關(guān)的規(guī)范和實例，本設(shè)計根據(jù)火災(zāi)發(fā)生后消防部門到達現(xiàn)場滅火的時間，并參考消防部門的建議，確定耐火極限為1.5 h。

3.2 設(shè)計方案二

本方案包括消火栓系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)及滅火器系統(tǒng)。水幕系統(tǒng)起隔火作用，并有冷卻降溫作用，同時用消火栓系統(tǒng)降溫保護橋體。

水幕系統(tǒng)由消防泵房供水。由水幕系統(tǒng)給水泵、水幕穩(wěn)壓泵和穩(wěn)壓罐聯(lián)合供水。水幕系統(tǒng)用水量為56.5 L/s，火災(zāi)延續(xù)時間1 h，一次用水量203.4 m3。水幕系統(tǒng)設(shè)置專用管網(wǎng)，豎向不分區(qū)，環(huán)網(wǎng)設(shè)計。水幕系統(tǒng)沿道路縱向設(shè)置4根主干管，每根主干管連接8個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)保護56 m。水幕系統(tǒng)共設(shè)置64個防火分區(qū)，通過64個雨淋閥控制。沿大橋縱向每56 m設(shè)置一個雨淋閥。水幕噴頭沿兩邊桁及中間主桁兩側(cè)上緣布設(shè)。采用大口徑窗口水幕噴頭，大橋下層每隔2.7 m設(shè)置一噴頭，上層每個腹桿處設(shè)置一噴頭。火災(zāi)時，按動現(xiàn)場雨淋閥手動按鈕或通過監(jiān)控遠程開啟雨淋閥均可啟動水幕泵并報警，并反饋至消防控制中心。

3.3 設(shè)計方案確定

水幕系統(tǒng)不具備直接滅火的能力，僅用于阻擋煙火和冷卻隔離的防火系統(tǒng)，使分隔物的完整性和隔熱性免遭火災(zāi)破壞。設(shè)計方案二中由于水幕系統(tǒng)的管道系統(tǒng)復(fù)雜，管道數(shù)量較多，大橋下層沿橋縱向布置4根DN200的水幕干管(充水)和2根DN150的消火栓干管(充水)，橋梁荷載增加344 kg/m，大橋上層沿橋縱向布置4根DN150的水幕干管(充水)和2根DN150的消火栓干管(充水)，橋梁荷載增加222 kg/m。兩層水幕系統(tǒng)雖然施工相對簡單，造價較低，但對橋梁的荷載增加很多，不利于梁橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，而且目前防火涂料在國內(nèi)已經(jīng)普遍應(yīng)用，技術(shù)比較成熟，效果很好，為保護橋的結(jié)構(gòu)，本設(shè)計選擇防火涂料加消火栓系統(tǒng)。

4 設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)

1)耐火極限的確定。

對于公路橋梁工程的鋼結(jié)構(gòu)，目前國家并無相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，在確定耐火極限時需綜合考慮各方面因素，既保證結(jié)構(gòu)安全，又盡量降低工程造價。

2)防火涂料厚度的確定。

每一個不同的耐火極限一般要求涂刷不同厚度的防火涂料來實現(xiàn)。如果所有鋼結(jié)構(gòu)工程都按照鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的標準涂層厚度進行施工，勢必造成建筑成本的極大浪費。消防涂料的設(shè)計應(yīng)按照確定的耐火極限要求，經(jīng)產(chǎn)品檢驗確定涂層厚度后再進行施工。

3)本方案不設(shè)泡沫滅火系統(tǒng)(若有油罐車等特殊火災(zāi)由消防專業(yè)人員到現(xiàn)場滅火)，僅考慮冷卻水降溫以保護鋼橋。在以后的工程實例中，可考慮設(shè)置泡沫滅火系統(tǒng)，進一步提高消防系統(tǒng)的可靠性和安全性。

[1] GB 14907-2002，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料[S].

[2] GB 50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

[3] GB 50084-2001(2005)，自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] GB 50067-97，汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范[S].

[5] GB 50183-2004，石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范[S].

LUO Xiao-xiao

(WaterSupplyandDrainageInstitute,GuangdongMetallurgicalandArchitecturalDesignInstitute,Guangzhou510080,China)

Research on fire protection design of double layers steel structure super bridge in a city

Through the analysis on passing vehicles of double layers steel structure super bridge in a city, this paper listed the kinds of bridge fire, combining with the specification requirements, put forward two kinds of design schemes and made selection, gained the scheme was the best scheme combined with the fire retardant coating and fire hydrant system, provided reference for similar engineering.

steel structure, fireproof coating, fire protection design

1009-6825(2014)16-0148-02

2014-03-27

羅肖肖(1984- )，男，工程師

TU998.1

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