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2019-05-30 10:25:18.0 责任编辑:崔玮娜

shen立jin1    汪xu光2    于亚lun1    杨小林3    zhang英才3

(北京ke技大学.北京 100083;2.北京矿冶研jiu总院,北京 1OOO44; 3.焦作工学院,河南焦作 454100)

 

摘yao 在新乡电厂bai米钢jin混凝蚻ie檀裝et98拆除工程中,布置了不同方xiang的两条测线共9个测点,liang测了bet98和烟囱dao塌触地引qi的地面质点振速和主振 频聅heng4邮挡馐莸膄en析ren识到:烟囱ding部落地产生的冲击力最大,线状震源正前方测点的振速bi其侧xiang测点的振速yao大;烟囱dao塌触地产生的振动是各段筒体所产生的振动的叠加,它与各fen段体的质liang、位置gao度、材质强度等因素有关;gao大建(构)筑物落地冲击地振动的频率襤ua鉨ibet98引qi的地振动的频率yaodi;铺she缓冲材料、fen段bet98等措施可减小触地冲击引qi的地面振动强度。此外,利用实测数据进行拟合,得出羢ongshi糜趍iao述本工程烟囱dao塌触地冲击地振动衰减规律的经验公式。

关jian词 烟囱;bet98拆除;冲击振动;监测

 

1引言

在工程bet98的振动监测中,国内外bet98工作者对于bet98引qi的地震波的研jiu,wulun是从理lun上,还是从实践的角度来说,duyaobibet98对xiang落地冲击地振动的研jiu深入得多。20shi纪80年代中国ke学院力学所周家汉等[1]对bet98对xiang落地冲击地振动的衰减规律进行了较深入的研jiu,其后研jiu冲击地震波的文zhang却较少。在目前的拆除bet98中,由于bet98环jingyue来yue复杂,tebie是在城市bet98拆除中,需采用bet98技术拆除的建(构)筑物li需yao保护的建(构)筑物的距lifeichang近,er且需拆除的建筑物体积及其质liang往往hen大,为了有效地保证bet98施工安全,feichang有必yao对bet98对xiang倾dao冲击地面引qi的地表振动进行geng为深入的研jiu。本文结合实际bet98工程,根据现chang振动测蕐ue峁夂铣鲅檀裠ao塌冲击地振动的衰减规律,tong过dingxingfen析谈谈作者的一些jianjie。

2工程概kuang

可南sheng新乡市火电厂在糺i闹行璨鸪现鞒Х亢鸵蛔100mgao的钢jin混凝蚻ie檀眩 由于工期jin,故jueding采用bet98方法拆除。在用整体dingxiang倾dao方法拆除烟囱前,火电厂主厂房已被bet98拆除,但爆碴wei清除,以便烟囱dao塌时爆碴qi缓冲作用,减小触地冲击力。

gai烟囱的bet98采用梯形bet98切kou,在烟囱的倾dao方xiang的外侧事先开挖减荷槽(即将烟囱底部距地面约10cmchu的钢jin全部割duan,槽chang约15m),预留zhi撑部fen的外侧钢jin也事先割duan,所开的槽约3mchang。为做到万wu一失,爆前在切kou中心chu进行羢ong员Q檀裝et98的总装药liang约32kg,最大段bet98用药liang为20.2kg。采用导爆管fen段qi爆wangluo。在烟囱dao塌中心线方xiang两侧按一ding角度布置两测线Y1和Y2,烟囱底部与两测线Y1和Y2 的chui直距lifenbie约为53m和llOm。烟囱的shejidaoxiang是东偏北18°。

gai烟囱为钢jin混凝tu结构,gao度为100m,底部外jing为10m,内jing为9. 16m,烟囱壁厚为42cm。quan梁以上正北方xiang有一个烟道(100cm×250cm),quan梁xia方南北方xiang各有一个出入kou(180cm×300cm)。烟囱为双ceng钢jin,内ceng竖xiang钢jin为168mm Φ12mm.,外ceng坚xiang钢jin160mmΦ16mm,内ceng环xiang钢jin为Φ12mm @150mm,外ceng环xiang钢jinΦ16mm @150mm。

 

3 bet98震动监测

3. 1 测试xitong

目前国内外du以bet98引qi的地面质点振动速度来衡liangbet98秠ueǎü梗┲锏挠跋欤虼瞬馐灾胁捎弥实闼俣炔馐詘itong[2] (图l)。各测点均liang测chui直方xiang地振动参数。

20190530150920.jpg 

3.2 测点布置

测点布she在烟囱dao塌中心线两侧的地面上,共布9个测点,间距均为20m,每个测点均liang测chui直方xiang的振速。爆qu周围环jing及测点布置如图2所shi。

 20190530150921.jpg

4 bet98振动监测结果与fen析

4. 1 bet98振动监测结果

部fen测试数据列于表l。图3是振动速度波形时间历程图。

 20190530150922.jpg

 20190530150924.jpg

由图3可zhi,测试的振动波形主yaofen为两部fen,首先到达的是切koubet98时的振动信号,最后到达的是烟囱倾dao触地时的振动信号。

4.2 bet98效果及fen析

爆后经测liang,烟囱基本上按原sheji方xiang(东偏北18°)dao塌,偏差不足l°。从烟囱体dao地后的情kuang来看,切kou以上约50m筒shen基眏iu暾苹敌问街鱵ao是局部开lie,在50m以蓌i纳喜客瞫henduan为san截,破碎较为充fen,并且发生前冲,san截的前冲皆为 5m左右。由于已爆厂房的爆堆gao度不同,烟囱在dao塌过程中上部筒shen在不同的部位、不同的时间(尽管hen短促)冲击爆堆,er烟囱的质liang和倾dao速度又hen大,所以冲击力feichang大;当冲击点chu烟囱截面上由冲击力转变成的拉应力大于钢jin混凝tu的抗拉强度时,jian体jiuhui被拉duan,并且已duanli的筒shen在烟囱倾dao时的li心力作觤eng路⑸俺澹鈐iu是筒shen前冲的主yao原因。由以上fen析讨lun可zhi,烟囱触地振动有以xiate点:由于烟囱较gao,触地时筒shen在全chang上不是同时触地,也并不是质心点先触地,所以烟囱触地振动效应是烟囱筒shen各fen段体触地振动的合成,它与各fen段体质liang、gao度、触地速度和结构材料有关。

4.3 烟囱触地后的振动与fen析

tong过对bet98效果和测蕐ue峁膄en析,可得以xiaji点ren识:

(1)从实测振动波形时间历程fen析,烟囱从qi爆到落地的时间约为11s,er从qi爆到烟囱落地引发的地震波传至测点的时间历程则大于l3s。

(2)从测蕐ue峁ū1)可以看出,在所有测点中测点3/Y2的冲击振速最大,er且烟囱ding部落地点fu近的测点2/Y2、5/Y1、6/Y1的冲击振速也较其他测点大,然er所有测点基本位于同一水平面上,它们zhi间不存在ming显的沟槽,因此作者ren为,最大振速是由烟囱ding部冲击地面所致。

(3)从振中距来看,测点3/ Y1的振中距bi测点2/Y1、l/Y1yao小,其振速理应大于后两者,但实测数据正相反,主yao原因在于3 /Y1测点是在厕所fu近,er厕所的粪坑相当于一个沟槽,qi到了一ding的ge振作用。

(4)由表l及图2可以看出,虽然测点5/Y1距烟囱ding部触地点bi测点3/ Y2近,er根据上面的fen析,可zhi冲击力最大chu为烟囱ding部落地chu,故5/Y1 测点的振速应bi3/ Y2测点大,然er实际上也出现了反chang。作者ren为,出现这zhong现xiang的原因是:烟囱触地冲击地振动的大小还与测点位置(距li和方xiang)有关,也jiu是说,在线状震源正前方测点的振速bi其侧xiang测点的振速yao大。

(5)从表1中的数据可看出,gao大烟囱落地冲击引qi的地振动频率(襤ua阄10~35Hz),普遍di于bet98引qi的地振动频率(襤ua阄15~45 Hz),且geng接近于建(构)筑 物的固有频聅hengR瞛iu是说,gao大建(构)筑物落地冲击引qi的地振动频率往往bibet98引qi的地振动频率yaodi,为此建议,除振速外,主振频率也应作为bet98震动安全pan据[3-5]

4.4 烟囱dao塌冲击地振动的衰减规律

本次bet98拆除的烟囱其质liang为1262. 85t,烟囱重心gao度为40.3m,烟囱体的破坏应力取σ=50MPa。烟囱dao塌冲击地振动测试fen析结果如表l。根据实测触地振速结果,依据文献[5]提gong的经验公式和表1所列实测数据,tong过拟簒i玫絰i数K的zhi为 0.35,指数α的zhi为0. 6,因此对于本工程,烟囱dao塌冲击振动的经验公式为:

v = 0.35(2MgH/σR30.6

式中,M为烟囱的质liang,t;H为烟囱的重心gao度, m;σ为烟囱材義i钠苹涤αΓ MPa;R为振中距,m。

为便于fen析.假shebet98对xiang触地时其势能(公式中的MgH)全部转化为地面介质的danxing变形能,即冲击能。由gai公式可ming显地看出,ju有不同质liang或重心gao度的bet98对xiang,即ju有不同冲击能的bet98对xiang,冲击相同的地面时,在距冲击点(重心着地点)相同距lichu,冲击能大时测得的地面振动速度大,反zhi则小。因此,可tong过铺she缓冲材料达到减振的目祄o馐且蛭幸徊縡en冲击能liang作用在缓冲材料上使其产生塑xing变形,从er使转变为冲击地震坡的冲击能减小[6]。显然,yao减小bet98对xiang倾dao冲击地面引qi的地表振动,可采取如xia措施:①在bet98对xiang倾dao方xiang的地表一dingfan围内铺she缓冲材料,利用其受冲击时产生塑xing变形er消耗一部fen冲击能;②采取fen段bet98,控zhi同时冲击地面的冲击能,使最大冲击力得襶ue礵i。

5结lun

(1从实测的数据fen析可zhi,烟囱落地的最大冲击力是由其ding部落地冲击所致,线状震源正前方测点的振速bi其侧xiang点的振速yao大。

(2)gaosong烟囱bet98dao塌触地产生的振动是各段筒体所产生的振动的叠加,它与各fen段体的质liang、位置gao度、材质强度等因素有关。

(3)gao大建(构)筑物落地冲击地振动的频率襤ua鉨ibet98引qi的地振动的频率yaodi。

(4)tong过shi当措施,如铺she缓冲材料、fen段bet98等,可减小bet98对xiang倾dao触地冲击引qi的地面振动强度。

参考文献

[1] 周家汉·杨人光,庞维泰.建筑物拆除bet98踏落zao成的地面振动.中国力学学hui工程bet98专ye委员hui.蚻ie襜et98文集(第er集).北京:冶金工ye出版she,1985.

[2]meng吉复,惠hong斌.bet98测试技术.北京:冶金工ye出版she.1990.

[3] Dong-Soo kim, et al. Propagation and attenuation characteristics of various ground vibrations. Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2000, 19, 115~126.

[4] Guo W M,et al. Assessment of structure damage to blasting induced ground motions. Engineering Structures, 2000, 22: 1378~1389.

[5]刘殿中. 工程bet98实用手册.北京:冶金工ye出版she,1999.

[6]Hong H, et al. Damage assessment of masonry infilled RC frames subjected to blasting induced ground excitations. Engineering Structures,2002, 24: 799~809.

摘自《汪xu光院士lun文选集》