兴钛石拱桥爆破拆除的数值模拟研究

针对贵州兴钛石拱桥爆破环境复杂的情况,采用延时起爆技术控制爆破有害效应,将桥体分成4段,5个爆破切口,爆破切口间延时110ms,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA中SOL-ID164体单元建立模型,模拟石拱桥爆破拆除倒塌过程,通过对实际爆破效果和数值模拟倒塌过程进行对比分析,解体过程与爆体触地时间非常吻合,表明数值模拟结果可为实际爆破拆除方案的确定提供参考。     

复杂环境下高耸烟囱爆破拆除方案优化数值研究

为实现复杂环境下62.8 m高砖结构烟囱的爆破拆除,充分考虑了烟囱的结构和周围环境,在东西北三面倒塌空间不足的情况下比较各种拆除方案。经分析初选单向折叠爆破和双向折叠爆破两种方案对烟囱进行爆破拆除,设计上下切口圆心角为220°,下切口设置在烟囱0.5 m高处,切口高度为2 m,上切口设置在烟囱30 m高处,对上切口参数进行模拟优化。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对初选方案进行倒塌效果对比,计算得出单向折叠爆破不满足拆除要求,遂选定双向折叠爆破。通过对1 m、1.5 m、2 m上切口高度和0.5 s、1 s、1.5 s、2 s、2.5 s上下切口爆破延期时差时间下的烟囱倒塌过程进行模拟,得到了不同工况条件下烟囱的倒塌过程和爆堆分布范围,分析比较后确定了上切口高度为1 m,上下切口爆破延期时差为1 s时,烟囱折叠效果最好,倒塌空间小。进行爆破振动和飞石防护相关安全防护措施设计后,爆破效果表明：在爆破过程中,烟囱按照设计方向顺利倒塌,周围建(构)筑物未出现损害,整体效果良好,到达预期目标。     

立体交叉石拱桥爆破拆除振动危害控制

纳雍维马石拱桥与简支梁新桥水平方向呈41°斜交,全长为68 m,从新桥第5跨下28.5 m穿过,距新桥4#立柱仅0.8 m。为确保紧邻既有桥梁顺利的爆破拆除,采用原地缓冲塌落控制爆破技术来确保紧邻既有桥梁安全。根据石拱桥自身结构特点,爆破拆除石拱桥对周围环境的破坏,尤其是对4#立柱和墩基础的危害,我们进行了爆破和塌落振动分析,工程中采取了喇叭型爆破切口、上移东西拱脚爆破切口至第二腹拱、增加靠近4#立柱破碎切口、采用起爆网路时差“由西向东、由南向北”顺序,调整靠近4#立柱炮孔抵抗线、各个爆破切口采用不同的炸药单耗等方法,来实现石拱桥爆破拆除有向南倾倒的趋势的同时,满足塌落体最小化以及减小爆破对周围环境的影响,并利用渣石和软土堆码缓冲减振堤、搭设防护排架等安全防护措施,确保了石拱桥爆破拆除的可靠性和安全性。利用塌落振动公式计算新桥4#立柱对应桥面振动速度为3.9～5.2 cm/s,与测振仪测得该点最大振动速度3.879 cm/s相近,验证了爆破拆除石拱桥设计思路及相关参数的选取是科学、合理的。爆破拆除取得理想的效果。     

公路双曲拱桥结构爆破拆除数值模拟

为了确保双曲拱桥的爆破拆除能够按照设计方案顺利进行,采用共节点分离式钢筋混凝土模型,对典型公路双曲拱桥结构爆破拆除过程进行了数值模拟,方案选择桥拱顶部预切缝0.5m以及副拱立柱爆破范围1.6m.模拟结果表明:对混凝土和钢筋单元的受力过程进行分析,共节点分离式模型可以体现混凝土和钢筋材料的力学性能差异;预切缝采用0.5m足以保证桥身相互叠加彻底倒塌,副拱立柱爆破范围采用1.6m可使得桥体解体比较完全,并且可以减小整体倒塌时间和爆堆高度.研究认为结构倒塌过程的数值模拟,将成为研究结构爆破拆除力学过程的重要手段并辅助指导结构爆破拆除设计,具有重要的工程实用价值.     

复杂环境下"H"形8层框架结构楼房同向爆破拆除

"H"形结构楼房由独立的3部分组成,各部分之间的距离仅0.4~0.7 m。为控制楼房爆破振动以及塌落振动对城市轨道交通线的影响,楼房采用向南同向定向爆破倒塌的方案进行拆除。为减少倒塌过程中3部分相互作用对楼体倒塌过程中的空中姿态以及倒塌后的爆堆形态的影响,确保楼房的爆破效果,采用人工预先拆除楼体间的阳台、合理选择各部分之间的爆破时差等综合措施。爆破后楼房按照要求倒塌,爆破达到了预期效果。     

8层受损砖混结构楼爆破拆除的数值模拟

受损楼房在爆破拆除前由于其结构稳定性改变,对爆破拆除设计有重要影响。因此通过数值模拟手段进行倒塌过程仿真,对于方案的实施具有特别的指导意义。针对一栋8层受损砖混结构楼房的爆破拆除,运用Ansys/Ls-Dyna有限元分析软件,采用整体式模型,对该楼房倒塌过程进行了数值模拟。通过分析爆破倒塌过程,预测了爆破效果,为安全防护提供了有效建议;通过研究楼房顶部质点运动,分析了爆破切口预留支撑体强度对爆破效果的影响及地面受冲击情况。     

高架桥爆破拆除倒塌过程数值模拟研究

采用数值模拟方法对建筑物倒塌过程的研究不仅可以体现倒塌过程的力学本质,而且还可对倒塌过程进行结果预测或对建筑物的倒塌过程进行再现,反映建筑物的倒塌破坏规律.以某高架桥为例,分析和探讨了拆除爆破中高架桥倒塌数值模型的建立方法,采用有限元软件LS-DYNA对高架桥的倒塌过程及桥体解体破碎情况进行了数值模拟,为有限元法在高架桥结构爆破拆除数值模拟中的实际应用提供理论依据和技术支持.     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

爆破拆除双曲线冷却塔倒塌过程动态仿真

双曲线冷却塔底部坐地面积大、重心低、结构稳定,爆破拆除具有一定的难度。本文利用动力分析有限元程序LS-DYNA,对爆破拆除双曲线冷却塔的倒塌过程进行了动态仿真。模拟计算的结果与真实倒塌过程非常接近,说明通过适当的选取计算参数和计算模型,可以对这种复杂结构的破坏倒塌过程进行模拟和分析,指导爆破方案设计及技术完善。     

大型石拱桥坍塌爆破拆除

介绍了长182 m大型公路石拱桥一次性坍塌爆破拆除的方案选择和主要爆破参数.根据石砌拱形桥的结构及其自重大的特征,仅对桥墩、主拱拱脚和腹拱主墙几处布置炮眼进行爆破,成功实现了一次性坍塌拆除.爆破坍塌在水中产生了较大涌浪,这是今后类似工程应予以注意和预防的问题.     

高速公路无铰拱天桥爆破拆除

为了沈海高速公路开平至阳江段K110+254无铰拱钢筋混凝土(C30混凝土)跨线天桥顺利爆破拆除,针对该天桥为中承式等截面悬链线无铰肋拱桥,净跨39 m,净高约6.83 m,桥面净宽10.2 m的结构特点,根据施工要求,采取拱圈钻孔爆破的原地坍塌方案。由于施工作业不能影响桥下高速公路的运营,因此在高速公路路面铺垫缓冲减振层,保护路面不受损坏;拱圈上共设置10个爆破切口,拱脚处爆破切口长3.8 m,其他切口长3.0～3.2 m,两侧桥台及立柱在不影响桥下高速公路通行的前提下使用机械破碎。采用计算机软件模拟切割后桥面和拱圈的受力情况,以选择合理的切割位置和合适的钻孔布置。对拱圈钻孔装药位置使用密目网和密竹栅栏进行爆破飞石近体防护,拱顶堆载沙包防护。使用多段毫秒延时导爆管雷管起爆网路,逐渐对称地形成爆破切口,确保桥体按预定的倾倒方向整体坍塌,由此实现了运营中高速公路的无铰拱天桥爆破拆除。     

高速公路无铰拱天桥爆破拆除

为了沈海高速公路开平至阳江段K110+254无铰拱钢筋混凝土(C30混凝土)跨线天桥顺利爆破拆除,针对该天桥为中承式等截面悬链线无铰肋拱桥,净跨39 m,净高约6.83 m,桥面净宽10.2 m的结构特点,根据施工要求,采取拱圈钻孔爆破的原地坍塌方案。由于施工作业不能影响桥下高速公路的运营,因此在高速公路路面铺垫缓冲减振层,保护路面不受损坏;拱圈上共设置10个爆破切口,拱脚处爆破切口长3.8 m,其他切口长3.0～3.2 m,两侧桥台及立柱在不影响桥下高速公路通行的前提下使用机械破碎。采用计算机软件模拟切割后桥面和拱圈的受力情况,以选择合理的切割位置和合适的钻孔布置。对拱圈钻孔装药位置使用密目网和密竹栅栏进行爆破飞石近体防护,拱顶堆载沙包防护。使用多段毫秒延时导爆管雷管起爆网路,逐渐对称地形成爆破切口,确保桥体按预定的倾倒方向整体坍塌,由此实现了运营中高速公路的无铰拱天桥爆破拆除。     

580 m长钢筋混凝土箱型拱桥爆破拆除

580 m长钢筋混凝拱桥需爆破拆除。大桥是钢筋混凝土建造,拱肋采用箱型截面的砼箱形拱桥,经多次加固,桥墩最大体积1200 m~3,桥面到墩角最高33 m,拱箱壁为薄壁结构。因传统钻爆方式无法有效破坏大桥结构,采用水压、深孔和浅孔爆破相结合的方式,将药包置于注满水的箱型拱肋内的设计位置上,以水作为传爆介质传播爆炸压力使拱肋破坏,从而达到破坏拱轴解除支撑的目的;对桥墩采用大孔径深孔,由桥面垂直钻孔一次性爆破解除;桥面、拱上结构等用浅孔爆破。大桥解体充分,空气冲击波、飞石及噪声等得到有效控制,也减少了后续出渣工作量。     

上跨高速公路无铰拱桥控制爆破拆除

介绍了兰海高速公路广元至南充段K119+429上跨钢筋混凝土无铰拱桥爆破拆除案例,为实现桥体充分解体,并确保下部高速公路结构完整及实现高速公路的快速畅通。根据桥梁结构特点及要求,采取桥梁拱圈及横墙爆破解体的原地坍塌拆除方案。在关键受力部位拱圈上设置8个爆破切口,拱脚处切口长度为1.92m,其余切口长度为3.02m³.15m;两侧边跨横墙上对称设置6个爆破切口,切口长度依次为8.75m、3m和2m。桥梁正下方沿桥纵向铺设4.5mm厚度钢板,中央隔离带位置钢板铺设厚度9.0mm,钢板上部铺设厚度为2m的砂土垫层。在精细的施工组织和严密的安全防护措施下,取得了理想的爆破效果,可为类似工程提供参考。     

复杂环境下334m钢筋混凝土刚架拱桥爆破拆除

待拆除大桥长334m,主跨为钢筋混凝土刚架拱桥,引桥为圆柱形桥墩简支梁桥。由于桥体主结构承载力不能满足安全要求,需要爆破拆除。结合切口设计和"移位偏角"方式为圆柱形桥墩、拱肋确定了合理的爆破切口高度及有关参数,采用毫秒分段延时技术降低一次性齐发药量,运用逐点起爆非电起爆网路确保桥体逐垮塌落,通过立体式防护挡墙防止爆破飞石的扩散。结果表明,移位偏角法、逐点起爆非电起爆网路、立体式防护挡墙的运用,实现了桥梁按设计要求倒塌,有效控制了爆破冲击波、桥体塌落振动、爆破飞石及飞溅物、浪涌等爆破危害效应,爆破取得了理想效果。     

石拱桥爆破拆除

用控制爆破方法拆除一座长125·85m、宽11·37m的石拱桥。在爆破拆除时主要破坏其承重的桥墩、拱圈与桥墩的结合点,对各种部位的炮孔布置及装药量、单段爆破药量进行了计算和试爆,并采用分段延时起爆方法,取得了很好的爆破效果。     

石拱桥爆破拆除

用控制爆破方法拆除一座长125·85m、宽11·37m的石拱桥。在爆破拆除时主要破坏其承重的桥墩、拱圈与桥墩的结合点,对各种部位的炮孔布置及装药量、单段爆破药量进行了计算和试爆,并采用分段延时起爆方法,取得了很好的爆破效果。     

中承式钢管砼拱桥爆破施工方案探讨

介绍了在复杂环境中,采用控制爆破技术拆除某中承钢管砼拱桥的工程实例,论述了爆破工程方案的确定,爆破技术设计及安全防护措施。拟爆破拆除的大桥是由主桥与引桥2部分组成,拱肋的钢管内填充混凝土且结构复杂。在技术方案设计和爆破施工中为确保大桥的顺利倾倒,对倒塌方式、爆点位置、爆破方式、起爆顺序等方面进行了深入的探讨,还对预处理、炮孔布置、装药设计、起爆网路等技术设计内容进行了细致的阐述,最终取得了爆破成功,为类似结构的桥梁爆破拆除提供借鉴。