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Schwerlastfahrzeuge (Lkw) werden in Zukunft zunehmend mit tiefkalt verflüssigtem Erdgas (LNG) betrieben. Die verstärkte Nutzung von LNG im Straßenverkehr führt zu neuen Gefährdungen. Insbesondere in räumlich begrenzten Umgebungen wie Verkehrs-tunneln können bei einem unfallbedingten Freiwerden von LNG explosionsfähige Brenngas-Luft-Gemische entstehen, die sich bei Anwesenheit einer Zündquelle explosionsartig umsetzen. Gravierende Schäden für die Bauwerksstruktur und die Verkehrsteilnehmer könnten mögliche Folgen sein. Anhaltspunkt für das Schadensausmaß ist das Volumen der zündfähigen Gaswolke. Durch experimentelle Untersuchungen im Realmaßstab und Modellierung des LNG-Freisetzungsvorgangs unter differierenden Randbedingungen versucht die BAM das allgemeine Gefährdungs-potential verschiedener Szenarien abzuschätzen und daraus Maßnahmen abzuleiten.
A probabilistic finite elements analysis (FEA) of a tunnel lining subject to fire is presented. The probability distributions of the parameters related to the thermal analysis was considered in order to study the variability of the results and to carry out a reliability analysis. This assessment considered as random variables the thermo-mechanical properties of the concrete, the maximum heat release rate (HRR), the duration of the period of maximum HRR, the convective coefficient, the emissivity at the surface exposed to the fire, the air velocity within the tunnel, and the initial fire radius. The temperature-time curve was described by a correlation. An experimental design based on a Latin Hypercube Sampling algorithm was performed to define the input parameters to each analysis case. The definition of a limit state function based on the punctual strain status has permitted to carry out a reliability analysis.
A comparison between the results obtained from a Computational Fluid Dynamic (CFD) simulation and from the application of an empirical formula for determining the temperature distribution inside a tunnel in case of fire is presented. The temperature is measured and calculated at different distances from the location of the fire and at different time intervals. The fire considered varies with time following a time-heat release rate curve which has a parabolic growing phase, a constant period and a linear decay. The comparison reveals differences in the results. The temperatures calculated with the empirical formula resulted higher than the temperatures obtained by means of the CFD simulation. A list of possible reasons for this limited correspondence is also presented and commented. A proposal for further studies to better define the limitations of both the procedures and to define the influence of each parameter involved is finally presented.