砖烟囱爆破拆除不同切口形状的数值模拟

针对烟囱爆破拆除时爆破切口形状的确定往往按经验确定,没有重视烟囱倒塌过程中一些问题很难通过理论预见的情况,利用ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟了常见的长方形切口、正梯形切口、倒梯形切口这3种爆破切口形状对烟囱倒塌拆除过程并进行了对比和分析,研究结果表明:首先从爆破切口闭合时间看到,倒梯形切口闭合时间最长,正梯形切口闭合时间次之,长方形切口闭合时间最短。其次从烟囱顶端着地时间分析,正梯形切口烟囱顶端着地时间最长,而其它两种切口方案次之,并且这两种方案对烟囱倒塌时间差不多相等。再从模拟烟囱倒塌的过程分析,正梯形切口及长方形切口烟囱倒塌过程出现"后座"现象。最后从烟囱倒塌顶端速度变化曲线中看出正梯形切口烟囱倒塌方案对地面的冲击力最小,引起地面的振动强度最小。     

钢筋混凝土空心薄壁高墩爆破拆除数值模拟

在桥梁结构中,钢筋混凝土薄壁高墩常因其自身的稳定失效问题而需要被拆除。高为50 m的垂直度不满足要求的钢筋混凝土薄壁高墩,根据现场作业环境,决定对其实施定向爆破拆除。利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了薄壁高墩的分离式共节点模型;采用两种模拟方案对薄壁高墩进行数值模拟研究分析,两方案中的爆破切口形状分别为正梯形和倒梯形,并且对其倒塌效果和倒塌范围进行了对比;结合现场实际需求和数值模拟效果,选取倒梯形的爆破切口对薄壁高墩实施爆破拆除,达到了预期的爆破效果。结果表明:分离式共节点模型可以模拟薄壁高墩的倒塌过程,并且倒梯形切口更有利于薄壁高墩的定向爆破拆除倒塌。     

切口形状对高烟囱拆除爆破倾倒后坐的影响

以钢筋混凝土高烟囱定向拆除爆破机理为研究背景,应用达朗贝尔原理和拉格朗日方程建立烟囱定向倾倒的动力学方程,针对正梯形、倒梯形和矩形3种爆破切口形状,在切口高度、切口圆心角相同的情况下,分别建立相应的后坐理论模型和判别准则,结合工程实例,分析了切口形状对钢筋混凝土高烟囱拆除爆破倾倒后坐的影响规律。结果表明:在不发生前冲的前提下,正梯形、矩形和倒梯形3种切口高烟囱的后坐安全系数随着倾倒角度θ的增加是不断变化的,其后坐倾角依次增大,且倒梯形和矩形切口高烟囱的后坐倾角较正梯形切口高烟囱的后坐倾角受烟囱高度的影响大;在考虑前冲的前提下,正梯形切口高烟囱在倾倒过程中不发生明显后坐或前冲较小,矩形切口高烟囱在发生后坐之前就先发生前冲,倒梯形切口高烟囱在倾倒过程中将发生剧烈前冲,几乎不会发生后坐。工程实践中,合理减小切口圆心角可以有效减小高烟囱的后坐范围。     

切口形状对高烟囱拆除爆破倾倒后坐的影响

以钢筋混凝土高烟囱定向拆除爆破机理为研究背景,应用达朗贝尔原理和拉格朗日方程建立烟囱定向倾倒的动力学方程,针对正梯形、倒梯形和矩形3种爆破切口形状,在切口高度、切口圆心角相同的情况下,分别建立相应的后坐理论模型和判别准则,结合工程实例,分析了切口形状对钢筋混凝土高烟囱拆除爆破倾倒后坐的影响规律。结果表明:在不发生前冲的前提下,正梯形、矩形和倒梯形3种切口高烟囱的后坐安全系数随着倾倒角度θ的增加是不断变化的,其后坐倾角依次增大,且倒梯形和矩形切口高烟囱的后坐倾角较正梯形切口高烟囱的后坐倾角受烟囱高度的影响大;在考虑前冲的前提下,正梯形切口高烟囱在倾倒过程中不发生明显后坐或前冲较小,矩形切口高烟囱在发生后坐之前就先发生前冲,倒梯形切口高烟囱在倾倒过程中将发生剧烈前冲,几乎不会发生后坐。工程实践中,合理减小切口圆心角可以有效减小高烟囱的后坐范围。     

烟囱高位组合切口定向爆破倒塌过程数值研究

针对复杂环境下爆破切口高度在百米位置的烟囱定向爆破拆除工程,为研究正三角矩形与倒三角矩形组合切口对烟囱爆破拆除倒塌及受力过程的影响,结合实际工程,利用LS-DYNA有限元软件分别建立两种切口形状下钢筋混凝土分离式共节点烟囱模型,对烟囱倒塌及受力过程进行了系统研究。结果表明,爆破切口形成后,约2~3 s的中性轴稳定时间(切口系数K=0.56~0.58)是烟囱不出现过早下坐和形成定向倾倒趋势的关键条件;支撑部位内侧混凝土承受的压应力要大于外侧混凝土,倒三角矩形较正三角矩形组合切口能够延迟切口角端压剪破坏的发生,延缓支撑部位中性轴后移速度以及使支撑部位承受较高压应力,有利于烟囱避免过早下坐和安全精确定向;由于倒三角矩形组合切口与倒梯形、倒三角梯形组合切口具有一定共性,烟囱高位切口定向爆破切口形状建议优先采用倒三角型切口。     

高耸烟囱爆破拆除数值模拟及分析

介绍在倒塌空间有限的条件下,180 m高钢筋混凝土烟囱采用距离地面25 m的高位爆破切口爆破拆除的基本设计情况,运用Ansys/Ls-Dyna软件模拟烟囱的倒塌过程,模拟结果与实际拆除结果吻合很好.结合摄影监测和数值模拟,分析了180 m烟囱高位切口爆破拆除的倒塌过程、烟囱倒塌时支撑部失稳破坏过程及其受力情况,研究表明烟囱在爆破切口形成后1.1 ～1.35 s时支撑部于初始闭合角处开始破坏并向后发展,1.85 ～2.0 s时支撑部沿水平方向破坏断裂,支撑部破坏过程中中性轴不断后移.     

3座180m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除

在倒塌空间有限的条件下,3座180 m高钢筋混凝土烟囱采用距离地面25 m的高位爆破切口、复式梯形切口形式定向倒塌控制爆破拆除.通过设置切口初始闭合角为30.、切口高度为3.5m和切口下沿水平切口圆心角为220°,3座烟囱皆定向准确、倒塌距离小、爆破危害控制效果较好.     

切口形状对烟囱拆除爆破倒塌过程的影响分析

针对目前爆破理论比较落后,对烟囱拆除爆破时的倾倒过程研究较少,从烟囱的爆破切口形状出发.建立了不同切口形状下的烟囱倒塌过程的力学模型,分析了切口形状对烟囱倒塌过程的影响,得到了一些有益的结论.     

砖砌烟囱定向爆破拆除实践

介绍了一座 62m砖砌烟囱定向爆破拆除的实例。为保证烟囱准确定向倾倒 ,采取了一些技术措施 ,这些措施包括采用倒梯形切口减少烟囱爆破时的后坐 ;开设定向窗控制切口范围和形状 ;采用多向闭合起爆网路提高起爆网路可靠性以及内衬预处理等。通过采用微差爆破、开挖减震沟及在地面铺设缓冲材料等 ,降低爆破震动及烟囱触地震动强度。文中论述了爆破方案设计、爆破参数确定以及飞石防护等安全措施 ,并简述了爆破效果。     

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。     

烟囱折叠拆除爆破切口高程与起爆时差优化模拟

针对烟囱折叠爆破拆除的两个最重要的因素,上部切口高程和上、下切口起爆时差优化配置才能保障工程安全、可控的情况。利用Ansys/LS-dyna非线性有限元软件首先模拟了50m高烟囱在上部切口20m高程时,0.1、1.0、2.0s的起爆时差对烟囱倒塌过程和倒塌后爆堆范围的影响;然后模拟上部切口10、15、20m高程的烟囱双向折叠爆破,在0.1、1.0、2.0s起爆时差方案下,得到不同切口高程的爆堆范围,最后比较了4种高程的爆破效果及爆堆范围。上部切口位于15m处时,烟囱倒塌过程更为合理,爆堆范围也比较接近参考范围。通过模拟和分析表明,对于50m高烟囱体双向折叠爆破拆除,上部切口高程和上、下切口起爆时差是决定爆破效果好坏的两个关键控制点,上切口高程为20m处时,随着起爆时差的增大,爆堆范围也增大。上部切口位置的选取使上部筒体质量占烟囱总质量的59.4%左右时,更有利于保障工程的安全性和倒塌过程、爆堆范围的可控性。     

烟囱折叠拆除爆破切口高程与起爆时差优化模拟

针对烟囱折叠爆破拆除的两个最重要的因素,上部切口高程和上、下切口起爆时差优化配置才能保障工程安全、可控的情况。利用Ansys/LS-dyna非线性有限元软件首先模拟了50m高烟囱在上部切口20m高程时,0.1、1.0、2.0s的起爆时差对烟囱倒塌过程和倒塌后爆堆范围的影响;然后模拟上部切口10、15、20m高程的烟囱双向折叠爆破,在0.1、1.0、2.0s起爆时差方案下,得到不同切口高程的爆堆范围,最后比较了4种高程的爆破效果及爆堆范围。上部切口位于15m处时,烟囱倒塌过程更为合理,爆堆范围也比较接近参考范围。通过模拟和分析表明,对于50m高烟囱体双向折叠爆破拆除,上部切口高程和上、下切口起爆时差是决定爆破效果好坏的两个关键控制点,上切口高程为20m处时,随着起爆时差的增大,爆堆范围也增大。上部切口位置的选取使上部筒体质量占烟囱总质量的59.4%左右时,更有利于保障工程的安全性和倒塌过程、爆堆范围的可控性。     

两座150 m高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除

为了安全、高效地拆除两座150m高的钢筋混凝土烟囱,考虑到周围环境较为简单,倒塌空间满足要求,采用定向爆破拆除方案。为了避开烟囱烟道口和出灰口对烟囱定向倒塌的不利影响,将爆破切口位置布置在离地面15m处,采用正三角矩形组合爆破切口,通过精心设计和施工实现了烟囱准确定向倒塌。对烟囱爆破过程中炸药产生的爆炸振动速度、烟囱倒塌触地振动速度、爆破个别飞石距离进行了校核,采取了相应的安全防护措施,取得了理想的爆破效果,且未对周围需保护的建筑物及设施造成影响,可为同类工程提供参考。     

两座150 m高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除

为了安全、高效地拆除两座150m高的钢筋混凝土烟囱,考虑到周围环境较为简单,倒塌空间满足要求,采用定向爆破拆除方案。为了避开烟囱烟道口和出灰口对烟囱定向倒塌的不利影响,将爆破切口位置布置在离地面15m处,采用正三角矩形组合爆破切口,通过精心设计和施工实现了烟囱准确定向倒塌。对烟囱爆破过程中炸药产生的爆炸振动速度、烟囱倒塌触地振动速度、爆破个别飞石距离进行了校核,采取了相应的安全防护措施,取得了理想的爆破效果,且未对周围需保护的建筑物及设施造成影响,可为同类工程提供参考。     

复杂环境下80m高危裂缝钢混烟囱爆破拆除

针对底部结构复杂的高危裂缝钢混烟囱爆破拆除复杂环境的情况,布设合理的爆破切口、定向窗、卸荷槽,并对底部门斗、灰斗、灰斗支架、烟道口立柱等进行预拆除;封堵爆破切口外出灰口,准确控制倒塌中心线方向。在待保护厂房及油罐处架设拦挡网,拦挡爆破产生的飞散物和烟囱倒塌引起的触地飞溅物;倒塌方向铺设5条柔性缓冲堤,用于降低烟囱塌落振动、减弱触地飞溅。切口及烟囱底部"井"字形横梁处炮孔起爆后,烟囱沿设计倒塌中心线方向倾倒,没有出现偏移与后座。爆破后烟囱解体充分、混凝土与钢筋分离度高、块度小,取得了较好的爆破效果。施工用时短,为后续工程的进行创造了条件,争取了时间。     

120m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除

为了研究矩形切口对高耸烟囱定向爆破精准性的影响,结合杭州钢铁厂120m高钢筋混凝土烟囱的结构特点和周边环境,通过理论计算和采用有限元分析软件ABAQUS数值模拟,并对爆破过程和爆后效果进行了分析。结果表明:爆破过程中矩形切口支撑部分断裂处位于切口中上部,断裂线为非直线形状,产生下坐后,因底部不平整未能形成平整底部铰链转动,同时在向下冲量的作用下,影响了烟囱的倒塌方向的精准性,矩形切口对高耸烟囱定向倒塌的可控性较差,不建议在较为复杂环境下采用;同时,利用ABAQUS显式动力分析,还可以较好的还原烟囱倒塌过程。通过数值模拟与实际监测数据的对比,对工程实践具有一定的指导意义。     

复杂环境下150m砼烟囱两段单向控制爆破技术

介绍了在周围环境不能满足烟囱整体定向倾倒的复杂条件下,采用两段单向控制爆破技术对150m高钢筋混凝土烟囱实施拆除。通过开设定向窗、减荷槽,采用倒梯形爆破切口,选择合理的爆破参数及精细化施工等确保了烟囱倒塌方向准确,有效地控制了烟囱后坐。通过铺设缓冲垫层、搭设防护屏障、开挖减振沟等措施有效控制了爆破触地振动及飞石等危害,达到了设计效果,可为类似爆破工程提供参考。