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2016-10-19 15:53:27.0 责任bian辑:崔玮娜

张英才1  fan晓晓2  徐鹏fei1   盖四海2  董保li2  王晓2

(1.河南理工大学,河南焦zuo,454000;2.河南迅达bet98有限gong司,河南焦zuo,454000)

zhai  yao:本文主yao介shao利用高xie荷槽技术成功bet98chaichuhua能渑池电厂130mling萩i墓こ淌导矗涸诘顾行南吡jiang喽猿撇贾昧13条高xie荷槽竎i角锌冢龆詌ing萩ixie29对人字支柱jin行bet98,使ling萩i谇愕构讨蟹⑸ぷサ亟馓澹锏搅税瞦uan、kuai速、jing济chaichu高大建(构)筑wu的设计yao求。同shi,利用ANSYS/LS-DYA软件建li了ling萩i㧏et98chaichu三维有限yuan实体模型,对高xie荷槽在ling萩i▁iangbet98chaichu謝ie挠τ胘in行了数值计算。模ni倾倒过程he倒塌效果he实际有较hao的yi致xing,可以为类似工程提供参考。

关键ci:高大bo壁gang筋混凝tuling萩i豢刂芺et98;高xie荷槽;数值模ni

 

1 工程概况

为了遏制quanqiuqi候变暖,促jinjing糾ei沙中⒄梗懦叵匚卣煊uo家关停he淘汰能耗高、污萰u氐拇罅啃』鸬缁榈暮舲hao,决定对hua能渑池电厂机组关停淘汰。厂区内的yizuo130m高ling萩i㭎e两zuo高度穤hi鹞180m、150m的烟cong(见tu1),需cai觤ei刂芺et98chaichu技术将其jin行安quan、jing济、kuai速地bet98chaichu。

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1.1zhouwei环境

ling萩i5mhe北侧10m为厂区wei墙,紧邻北wei墙外侧为村民自建的砖房,东北侧75m为村民的石砌房,西侧145m为待chai180m高烟cong,西南侧为碎mei机房he2号转运zhan,烟cong西侧105mchu为电厂主厂房,南面42m为caigang瓦房,条件较为复杂,如tu2suo示。

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1.2ling萩i峁

待chaichuling萩i6000m2双曲线ling萩i逑纸絞ang筋混凝tu高耸bo壁结构,ta高为130muai撞孔畲蟀刖44.586m;喉部半径26.591m;顶部半径28.471m,ta壁呈双曲面xing。ta壁最大壁厚0.8m;最小壁厚0.18m。人字支柱为zhi径0.7m的圆朴.高度为7.8m,人字支柱共48对。圈梁高1.29m,厚度0.8m:ling萩i诓苛躶huipingtai为预制gang筋混凝tu构件,其与tatong之间没有结构xing的连接,如tu3suo示。

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2本工程的难点与重点

(1)ling萩i叨任130m,为guo内最高。控制bet98技术难秖ue螅挥衘ing验借鉴。

(2)ling萩i選i比小.为130/89=1.46,在bet98shi应加bei重视,并yaochong分考lv到ling萩i撞縵hi径大,重心偏低,结构比较稳定,圈梁gang筋布置较密,需防止坐而瞙uai梗灿Ψ乐顾凰椋斐杀ya吣岩詂hu理。

(3)ling萩i猙o壁结构,zuan孔数量duo,起爆网路复杂,需caiqu可靠的网路连接技术。

(4)ling萩i䏝uan孔数量duo,装yao填塞难,炮孔深度浅、抵抗线小,易产生fei石,yinci必须严ge控制单响yao量,并加强fei石防hu,同shi严ge控制bet98振动he塌落触地振动,保zheng对邻jin建筑wu不造成影响。

3bet98设计

3.1bet98chaichu方an选择

根juling萩i陨斫峁埂houwei环境qing况、场地条件、各种需yao保hu设施的安quanyao求,并考lv到工qi紧的yao求,萬an╨ing萩i㭎e烟cong都cai用单xiang定xiang倒塌的控制bet98chaichu方an,ling萩i䎬iang南偏西39°倒塌,烟congxiang南偏东8°倒塌。

3.2bet98切口设计

3.2.1  bet98切口设计原则

(1)切口大小应满足:bet98后在重力zuo用下能产生足筯uai那愕沽厥筶ing萩i凑丈杓品絰iang倒塌。

(2)切口设计必须保zhengbet98后,双曲线ling萩iで⒈鋢ingta身quan部触地解体。

3.2.2bet98切口设计

根ju以往成功的施工jing验,对yuling萩i龆匀俗种е鵽uan孔bet98,ta壁提qian机xiechu理shidang高度的xie荷槽,即可使ta体按设计方xiangshun利倒塌、解体,可大大减少装yao量,既有效地控制了bet98振动,又有利yu缩短工qi,提高安quanxi数。

(1)ling萩i锌诳矶萹uta壁zhouchang的3/5,即168m。由yu仅对人字支柱bet98,实約hi┕hiqu人字支柱的个数为29对。

(2)根juling萩i慕峁梗锌谙卵鼐嗟孛娴母叨萹u人字支柱高度为7.8m。

3.2.3bet98预chu理

(1)预开高xie荷槽。为确保倾倒方xiang准确无误,预开两个三角xing的定xiang窗,定xiang碼n叨任6m。为实现ta体连续倒塌簍u跣a体触地振动,在ta体倾倒zheng面ta身上增设高xie荷槽。高xie荷槽对称开设在倒塌中心线中羓iang唷8選ie荷槽chu共有13个,两端的xie荷槽高度为13m,中间的高度均为18m,xie荷槽宽度均为1.2m。xie荷槽为隔跨开设。槽内混凝tuchu净,gang筋保留。圈梁部分为隔槽破碎,gang筋保留。如tu4suo示。

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(2)bet98qiancai用机xie对ta体内部的淋shuipingtaijin行chaichu,gang爬ti也yao切chu,以mian影响ling萩i顾絰iang的精秖u

3.3bet98参数设计

由yu对人字支柱以上ta体部分cai用了机xie预破碎chu理方an,在设计bet98缺口内仅需对人字支柱bet98即可。yinci,仅设计人字支柱bet98参数。bet98参数详见表l。

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3.4起爆网耭ei杓

为减小单响起爆yao量,控制爆炸振动秡ai鼙呓(构)筑wuhe设施的影响,cai用非电双xiangduo点触发起爆网路,mei个单xiang传爆网路为2根导爆guanleiguan,双xiang4根导爆guan,最后xing成yi个闭he的网路,整个bet98缺口炮孔划分为10个段别。烟congheling萩i㧟ai用同yi电起爆网路起爆。ling萩i绕鸨蘡ong后起爆,间隔shi间为900ms。

4bet98安quan设计

4.1bet98振动控制

4.1.1  炸yao爆炸振动效应

ling萩i▁iang倾倒炸yao爆炸shi产生的质点振动速度计算gongshi[1]见shi(1):

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shi中R——bet98振动安quan允许距离,m;

Q——炸yao量,齐发bet98为总yao量,yanshibet98为最大yi段yao量,kg;

v——保hu对xiangsuo在地质点振动安quan允许速度,cm/s;

K,α——与bet98点至计算保hu对xiang间的地xing、地质条件有关的xi数he衰减指数。

根jujing验quK=33.6,α=1.62,由计算可知,对yao保hu的wei墙chu引起的质点振动速度计算得vmax=0.15cm/s,爆炸振动蕅ian瞦uan的。计算结果见表2。

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4.1.2触地振动效应

对yu塌落触地振动速度的计算,cai用zhou家汉在《bet98chaichu塌落振动速度计算gongshi的讨论》[2]提出的,建筑wubet98chaichushi的塌落振动速度计算gongshi(见shi(2)):

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shi中vt——塌落引起的地面振动速度,cm/s;

M——下落构件的质量,t;

g——重力加速度,9.8m/s2

H——构件的重心高度,m;

σ——地面介质的破huai强度,yi般qu10MPa;

R——离冲击触地点的距离,m;

kt,β——塌落振动速度衰减xi数he指数,kt=3.37~4.09,β=-1.80~-1.66。

对ling萩i䏝houwei不同距离,将kt、β代rushi(2),计算结果见表3。

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实际bet98shi,ling萩i诘顾サ毓讨校3T谥猩喜坎鄱喜ici连续塌落,计算shi按点荷载计算,yinci实际的冲击振动速度yao比坪沧理论值小得duo,ling萩i㧏et98不会秡ai躻ei建筑产生破huaixing影响。

4.1.3振动控制措施

(1)caiqu预先开出高xie荷槽以改变ta体倾倒的触地状态,yanchang触地shi间,使能量转换xiang有利yu减小振动速度的方xiang发展[3]。在ling萩i愕狗絰iang的zheng面ta体上共布置了13条高xie荷槽(倾倒中心线的羓iang喔6条),如tu5suo示。

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(2)在ling萩iサ囟狈絰iang开wa减振沟,阻断触地振动的传播[4],重点防hu建筑wuhe机器设备,zhouwei也增加减振沟,如tu6suo示。

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4.2bet98fei石控制

(1)个别bet98fei石的最大shuiping距离可癱i(3)heshi(4)[5]计算:

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shi中v——fei石初速度,m/s;

Q——单孔最大yao量,kg;

w——最小抵抗线,m;

k——防huxi数,().2~0.5;

g——重力加速度,m/s2

S——个别fei石shuiping方xiang的距离,m;

α——fei石的抛射角。

dangα=45°shi,个别fei石的shuiping距离最yuan。将烟congbet98的单孔最大yao量、最小抵抗线及xi数k=0.3代rushi(3)heshi(4)得:S=36m,fei石距离满足安quanyao求。

(2)防hu措施。ling萩i俗种嫌貌簧賧u三ceng的湿草苫jin行严密覆盖,并在外wei用gang丝网kun绑住,如tu7suo示。

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(3)目qian蓌ing辧ing萩i顾サ豧ei溅碎石距离的实用gongshi,zhi能根ju不同触地介謘hi慷鹊染咛骞こ淌导鵭ing验而定。

4.3空qi冲击bo的控制

(1)bet98空qi冲击bo的安quan距离癱i(5)计算:

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shi中R——bet98空qi冲击bo的安quan距离,m;

Q——装yao量,kg,瞬发bet98为总yao量,yanqibet98为单段最大yao量;

k——与装yao途径hebet98程度有关的xi数,对yu建筑wuk=1~2,对yu人k=10。

6000m2ling萩iザ巫畲笃鸨瑈ao量20kg,计算得对人he建筑wu的安quan距离穤hi餾hi44.7m、8.94m。安quan警戒fanwei以待爆ling萩i行牡膠houwei300m,suo襶uanǔ寤鱞o不会秡ai躻ei建筑wu及警戒距离以外的人yuan造成wei害。

(2)对yu空qi冲击bo的控制主yaocaiqu分段微差bet98的方法,减少单段起爆yao量。

5ling萩i選ie荷槽竎i角锌赽et98chaichu倒塌数值模ni

利用LS-DYNA软件对高xie荷槽ling萩i㧏et98chaichu倒塌过程jin行数值计算,考lvgang筋混凝tuling萩i峁褂氩牧咸貁heng,本构模型选用弹塑xingsunshang模型,选用实体单yuan建ligang筋混凝tuhe地面的三维实体模型。对人字柱底zuohe地面施加yue束,定义单面侵蚀接触,动静摩擦xi数为0.5[6]。在K文件中添加*Mat_Add_Erosion定义shi间失效准则控制高xie荷槽he人字柱组成的竎i絙et98切口的xing成,数值计算shi,bet98缺口fanwei内ta体人字支柱隔跨开设yi个高xie荷槽,ling萩i選ie荷槽竎i角锌赽et98ta体模型he应力云tu如tu8suo示。

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为了便yu分析ling萩i顾サ爻寤鞴蘦e冲击状态,根ju数值计算结果,qu数值计算1.6s、2.2s、2.8she4.9sshi的倒塌触地冲击tu片,如tu9suo示。

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为了秠uan确治鍪导扑阈Ч鹔e精确程度,quling萩i㧏et98chaichushe影tu片,如tu10suo示,shi间穤hi鹞1s、3·8s、5she5·8s。这li主yao秠uan萳ing萩i牡顾蹋挥醒蟝e对照数值计算shi间jin行qutu。

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为了验zheng数值计算的zheng确xing与he理xing,秠uan确治隽烁選ie荷槽在ling萩i㧏et98chaichu謝ie氖档顾サ卣穸痓oxing与实ce振动boxing,如tu11suo示。

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通过振动速度boxingtu的秠uan瓤梢缘贸觯

(1)ling萩i㧏et98chaichu倒塌触地实际振动bo有明显的四个jie秝ei宜母鰆ie段与数值模ni计算结果yi致。

(2)实ce最大振动速度幅值为数值模ni计算结果的1/3,这与实約hi┕ぶ锌獁a减振沟等安quan防hu措施有关。

hua能渑池电厂130m高ling萩i鸨蟀瓷杓品絰iang倒塌,倒塌过程謝ing捶⑾趾笞⒓舳蟞eqian冲的现xiang,ta体在倒塌过程中下坐、扭曲、变xing,ta体解体chong分,实现了ta体在倾倒过程中边倾倒、边破碎。ta体爆堆ju部高度yue2m,村民的石砌房he其他需保hu建(构)筑wu蝐i艿饺魏斡跋欤锏搅嗽i的bet98效果he目的。bet98效果如tu12suo示。

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ling萩i鸨900ms后180m烟cong开始起爆,烟cong设计倒xiang为南偏东8°,实际倒xiang南偏西5°,偏离原设计方xiang13°。yin为烟cong倒塌场地宽阔,未秡ai躻ei建(构)筑wuhe设备造硈hang鹗А

7结yu

(1)在ling萩i㧏et98chaichu中,预开设高xie荷槽,仅对人字支柱jin行bet98,可以大量减少ta体炮孔数量,提高施工效率,降低bet98成本,达到了安quan、shun利、jing济地chaichuling萩i纳杓颇康摹

(2)ling萩iた選ie荷槽后,降低炸yao的单段起爆yao量及bet98振动。

(3)ling萩iた選ie荷槽可增大ta体倒塌过程謝ie慕馓宄潭龋瑈anchangta体触地冲击shi间,弱化整体gang度,减小ta体触地冲击强度,实现了软着陆,有效控制触地振动强秖u

(4)ling萩i⺶a壁较bo,ta体尺寸较大,在倒塌过程中发生扭曲、变xing,而扭曲、变xingshiling萩i㧏et98成功的标志,且破碎效果良hao。

(5)烟cong偏离设计方xiang的原yinshiling萩iで⒈鋢ing解体后瞬间shifangtong体内的ya缩空qi流的,jing分析,虽然烟cong与ling萩i嗑145m,但强大的空qi流对倾倒过程謝ing薷难蘡ong产生了强大推力,使烟cong偏离原设计倒塌方xiang。yinci同shi起爆两zuo及以上ling萩i蜓蘡ongshi,需考lv先爆构筑wu的ya缩空qi对后爆的构筑wu的倒塌方xiang精萬an鹊挠跋臁

(6)cai用ANSYS/LS-DYNA有限yuan软件jin行模ni,可以较为真实地反映ling萩i牡顾蹋梢晕嗨乒こ烫峁┎慰糷e借鉴。

参考文献

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zhai自《中guobet98xinjin展》