桥礅柱定向倒塌拆除爆破后坐分析.pdf

第 “ 卷第 期 ““ 年 月 爆破 “7. -BD，E’BF G8AB, ’H I,B;JD，K8LF’B “““，F8） 8-, 8 ,A8J B8,; ;,-’8 -’8;’，F, 8 ;,O -’ 8 F, ; NA8J ’H F, FJFPD N;J,QA NB -’8;’ A 8DL,， F, ;,A’8A P,;, ,RM8,，8 F, NA8J M;SBA, ’ -F,9, 8 , ;,AB ., /;-,A8J；D88DAA；M,; M;A 收稿日期 ““ . “5 . 5 作者简介 焦永斌 （T/ . ） ， 男； 赣州 南方冶金学院环境与建筑分院 教授 工程概况 某正在修筑的高速公路的桥礅柱， 强度未达到 设计要求， 为确保施工质量， 对桥礅柱采用定向控制 爆破拆除。 爆区周围环境复杂。中桥 U 基础位于已建好 的 “ U基础和 U 基础及其上的肋台与礅柱之间， U 基础与 “U基础相距 50 ， 与 U基础相距为 TT ， 与在西北方向上的几栋民房相距为 2“ ， 与工棚相 距为 5 ， 与不可移动昂贵设备相距仅为 ， 其 上有高压电线， 而且跨河悬空光缆的一支撑点竟在 药包下方 2 处 （如图 ） 。 待爆桥礅柱均为圆形， 直径 ， 四桥礅柱在 基础上的高分别为 T （ U 礅柱） 、 T （ U 礅 柱） 、 T （ U 礅柱） 、 T2 （ U 礅柱） ， 桥礅柱均为 钢筋砼结构， 直径为 “2 同心圆上布置 “ 根2 V52 立筋， 布箍筋/ V2“。U基础长 5 ， 宽 ， U礅柱与 U礅柱相距 / ， U 礅柱 与 U礅柱相距 05 ， U礅柱与 U礅柱相距 / 。 U基础强度达到设计要求。 爆破拆除方案 为确保人身安全和 “ U 、 U 、 U 基础以及其上的 肋台和礅柱、 爆区上下方及周围的高压电线、 光缆、 公路、 民房、 设备等财产安全， 并避免被爆桥礅柱倒 入河道内， 影响河流畅通， 选择 U 基础上四礅柱朝 西偏北倾倒， 即礅柱顶点落在 U 基础与 “U基础中 线上 （如图 ） 。根据工程要求， 控爆不得损伤 U 基 础， 因此控爆缺口选择在各礅柱第一施工缝 （离基础 2 处） 以上， 剩下 2 ， 利用静态膨胀破碎剂将 其拆除。为了确保主爆达到设计要求， 选择 U桥礅 进行试爆， 以检验爆破设计方案与爆破设计参数的 合理性， 毫秒电雷管微差准确性及炸药参数的有效 性。 万方数据 图 爆区环境与礅柱侧倒图 （单位 “） 试爆设计及试爆结果 孔径 “ ““； 孔深 第排为） 为礅柱与铅垂线的夹角， ; 为礅柱转动时间。 9 ［ （“ 3 ,） 2 （）2 *678*5 （“ 3 ,） * （全*） ） 根据礅柱的高度、 8 与当天自然风， 可知 0.不 爆破’ 年 “ 月 万方数据 影响礅柱倾倒， 则 （） 式可改写为 （“） 式 “ （“） 经放大计算得 ［全’ 倒 ） 全 ］ 砼压*砼压 （“ ’ ,） -’ . 筋拉*筋拉 （/ ’ “） -’ （“） 即 “， 说明动力 （倾倒）力矩大于等于阻抗 （抗 倾倒） ， 满足礅柱倾倒必要条件。 **铰链强度偏差分析 由理论力学可知， 礅柱质心的绝对运动为牵连 运动与相对运动之和。保证礅柱顺利倒塌， 铰链位 移必须为 ， 礅柱的质心落在倾倒方向 “* 处 （图 “） 。当牵连运动为 时， 相对运动转变为绝对运动。 因此在有固定转轴刚体运动过程中， 固定转轴要有 足够的强度。 根据图 与向心力公式有 0 （1）“ ,-.“（1）’ “ 全［ （2全 ） ］ 3 （1） */3 （“’） 图 0 礅柱倾倒过程受力图 4 （1）“ /“/1 （“0） （1）“ /*“/1*“ /（1） /1（“） 根据 0 （1） 、 （1） 、 （1） 、 “ （1）作图 0， 对保留截 面 （铰链） 的力学分析 压力区 5““ 砼压* “ 6 ,* ［7 * ’（3 ’ 7） *］“*/3 .筋压* （3） 筋压（3 {} ） “ 6 , 砼压（3） * ［7*’（3 ’ 7） *］“*/3 .筋压 （3） 筋压（3 {} ） 拉力区 5*“ 砼压* “ / * ［7*’（3 ’ 7） *］“*/3 .筋拉* （3） 筋拉 （3 {} ） “ / 6砼拉 （3） * ［7 *’（3 ’ 7）*］“*/3 ’ “ / 6筋拉 （3） * ［7 *’（3 ’ 7）*］“*/ {} 3 由上述以及各砼拉*、 砼拉*、筋拉*、筋压*相对大 小不同， 有压力区 5““ 砼压*砼压 “ 6 , 砼压 （3） * ［7*’（3 ’ 7） *］“*/3 拉力区 5*“ 砼压*（3） 筋拉 （3） “ , 6 筋拉 （3） * ［7*’（3 ’ 7） *］“*/3 式中， 0 （1）为礅柱对保留截面 （铰链）力的作用， （1） 为礅柱角速度， （1） 为礅柱角加速度， 5为保 留截面 （铰链） 抗力系数 砼压 “ 保留截面’ 砼拉 “ 全’ 缺’ 砼拉。 依据理论力学力矩平移等效原理有 1““ 砼压*砼压 0 （1） 砼压*砼压 ［ （全’ 倒 ） 全］ 8 “。 由 （“’） 式可知， 在礅柱倾倒前一瞬间， 压力区是主 要的， 说明礅柱对保留截面 （铰链）强度不够， 保留 截面砼彻度失去原有力学性质时， * 根保留钢筋由 于受施工缝以下砼内较大的粘性力不能拉出而拉坏 其保留礅柱的壁， 礅柱受到 在礅柱轴向向后向下 的分力， 于是礅柱向后向下移动， 滑进了河道中。 ’主爆参数的调整及主爆结果 后排孔装药量由 *’ 2 减至 * 2， 且根据“ （1 345） 将后两排孔中间药包起爆时差从 “ 3. 调至 “’ 3.， 其两端由 “ 3. 调至 * 3. 以增大倾倒时间， 避免最大 0 （1345）压力， 减弱后排孔对礅柱支撑截 面爆破破坏， 增强支撑截面的强度 （即增大铰链强 度） 。 主爆后， 余下 根礅柱按设计方向倾倒在 6与 * 6基础之间的地面上， 达到预定效果， 业主非常满 意。 0结论 实践证明， 在建筑物定向倾倒爆破拆除过程中， 爆破切口设计要达到一定的高度固然重要， 但设计 的保留支撑截面的强度也很重要， 保证保留支撑截 面瞬间对礅柱支撑， 也是保证建筑物按设计倾倒必 要条件。这次爆破成功还说明试爆是必要的， 它为 安全、 快速、 准确、 顺利地拆除建筑物起着正确指导 作用。 参考文献 ［“］ 苏云莎理论力学 ［7］ 北京 高等教育出版社， “89 ［*］ 孙训方材料力学 ［7］ 北京 高等教育出版社， “89 ［］ 王鸿渠多边界石方爆破工程 ［7］ 北京 人民交通出 版社， “88 ［］ 秦明武控制爆破 ［7］ 北京 冶金工业出版社， “88 ［’］ 周可荣砼结构设计 ［7］ 上海 同济大学出版社， *“ ’’第 * 卷第 期焦永斌等桥礅柱定向倒塌拆除爆破后坐分析 万方数据