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施工技术

电厂砖烟囱爆破拆除倾倒过程分析

文章来源:时间:2017/2/12 16:06:51点击:32
烟囱其它拆除简述
通过对实例的分析,初步得到:
⑴对于砖砌烟囱其它拆除倾倒运动规律的分析,通常不能按刚体转动模型来考虑。事实上,这类构筑物在倾倒过程中是连续折断的。
⑵砖砌烟囱其它拆除倾倒是绕一运动支点朝其重心偏移方向转动倾倒的,这是与其它强度较高的构筑物(如钢筋混凝土烟囱等)倾倒所不同的。
烟囱其它拆除根部的承压应力集中区显著影响其倾倒运动,该应力集中区一直存在于倾倒过程中,且沿筒体向上运动。
⑷砖砌烟囱其它拆除倾倒过程中,其重量随时间分布而冲击地面是自身减小其它震动的一个特点。
 
1.问题的提出
用其它法在闹市区或工业区拆除高丛构筑物如烟囱、水塔等,是近年来常用的其它技术。研究高丛构筑物的倾倒运动规律对于控制其倒塌的定向性,预估其它后爆堆的坍散范围有重要意义,同时也为其它药量的计算、其它部位的确定、药孔参数的选择等提供了基本依据。目前国内一些资料,在分析烟囱其它拆除运动时,通常按刚体运动的近似模型考虑。烟囱倾倒时以其底部未爆部分作为不动支点,作整体的转动倾倒。大量实践证明,这种模型仅适用于高强度的钢筋混凝土烟囱,对于刚性较差的砖砌烟囱,应另作考虑。本文以两个中等高度烟囱的其它拆除工程为实例,对这一问题进行分析讨论。
 
2.烟囱倾倒过程的实验观测
图1和图2分别给出了两个砖砌烟囱倾倒过程的高速摄影照片。图l中的烟囱高度为35m,底部直径3.5m,顶部直径1.4m,壁厚0.37m,隔热层宽0.05m,内衬厚0.24m,其倒塌过程约5.5。图2中烟囱高45m,底部直径4.35m,壁厚0.49m,隔热层宽0.05m,内衬厚0.24m,该烟囱倒塌过程约5.0S。根据实测照片得到的烟囱倾倒过程中,某些特征量随时间的变化规律分知绘于图3~图5和表1中。



从图3看出,在倒塌过程中,烟囱与地面的夹角α是随时间变化的,但变化的幅度在最初几秒钟内较小,约在3.5s以后α角开始变大、4.5s以前均有a≥45°。当a角小于65°以后,倾倒速度加快。
从图4看出,烟囱在倒塌过程中,其未落地部分的长度是随时闻变化的,即脚透着时间的增长,未落地部分的长度不断减少。在其它起爆后1~3s内,烟窗高度有一个柑种穗定的时期,并不是马上就失稳倒塌。
从图5看出,烟囱与地面的接触点(在烟囱倒向一侧),随时间增长不断地向远离烟囱原中心位置的方向运动。当时间在3s以后,接触点的运动速度最大,其变化也最剧烈。
由以上情况可以看出,在砖砌烟囱的其它拆除倾倒过程中,其倾倒支点不是固定不变的随着烟囱主体的不断下沉,相对于未垮部分的烟囱主体来说,该支点是沿着烟囱筒体向上移动的。这表明,不能简单地按刚体模型描述砖砌烟囱的倾倒运动。
 
3.几点讨论
(1)产生活动支点的原因
其它点火后瞬间,在烟囱其它部分形成切口,未炸部分一般仅占烟囱根部周长的l/3。此时,整个烟胸重量作用在其根部未爆部分,同时烟囱又由于重心偏移,而处于倾倒状态,故预留弧形壁体受力呈现不均匀状态,形成了烟囱根部的承压应力集中区。在靠近切口处,承受的压力从超过了壁体的抗压强度,烟囱根部未爆部分即发生破坏,整个烟囱出现下沉现象(参见图6)。实测结果给出,在这个时期,下沉运动是主要的,倾倒运动很不明显。在烟囱下沉过程中,其下部与地面形成新的撞击接触点,又形成了新的高应力集中区,并发生心动额下沉破坏过程,烟囱主体正是在这种支(承)点不断变化的情况下倾倒运动的。
(2)烟囱坍塌产生的地面震动
从实例可以看出,两个烟囱从起爆到全部着地所需的时间分别为5.5S和5.0S。没烟囱为截面均质的筒体,烟囱全部质量将随时间增长,而逐渐塌落在地面上。由于烟囱主体的未垮部分逐渐减少,即烟囱本身不是在同一时刻全部着地的,故烟囱落地冲击地面引起的震动可以近似看成是一个连续的、延期其它引起的震动,因而在一定程度上降低了烟囱塌落震动的强度。这一点具有重要的工程意义,它可作为在其它现场评估震动对周围保护对象影响程度的一个依据。
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