钢筋混凝土水塔垂直原地爆破拆除试验研究

摘要

为解决受限空间下高耸钢筋混凝土水塔爆破拆除难题，研发了高耸构筑物垂直原地爆破拆除技术。采用高速摄影观测、振动监测手段和数值仿真方法，对水塔垂直原地坍塌冲击破坏机理、垮塌运动过程和触地振动效应进行了全面分析。研究发现：高耸水塔垂直原地爆破拆除的坍塌过程近似自由落体运动，回归分析得到水塔向下塌落的加速度约为9.4 m/s²,略小于重力加速度；采用“分离式”有限元模型，可以近似还原水塔的塌落运动过程，并精确捕捉每段筒体的冲击碰撞时刻；159号混凝土材料模型，可以很好地模拟水塔筒体塌落冲击破坏过程；水塔筒体冲击破坏过程复杂，总体呈现多次冲击累积损伤破坏过程；振动主振频带主要集中在5～60 Hz,振动信号的高频部分衰减迅速，能量主要集中在低频部分，并且振动信号的总能量随着距离的增加而显著减小。试验表明：通过筒体分段依次垂直原地塌落触地，并同步开展顶部水箱水压爆破，不仅可以控制高耸水塔的塌落堆积范围，而且可以减小触地振动效应并控制爆破粉尘危害。

关键词

爆破拆除 / 原地塌落 / 高速摄影 / 数值模拟 / 触地振动

基金资助

湖北省自科基金重点项目(创新群体2020CFA043); 湖北省重点研发计划项目(2020BCA084)