鋼結構大橋聚能切割爆破拆除工程

完成時間:20022003

工程地點:遼寧省阜新市

完成單位:遼寧工程技術大學工程爆破研究所

項目主持人及參加人員:費鴻祿、付天光、段寶福、葛勇、張立國、楊智廣、郭寶義

撰稿人:付天光

 

1   概述

目前工程上采用的聚能切割器絕大多數是線性的,其優點是制作簡單,便于安放和使用操作。聚能切割爆破技術拆除大型鋼結構建()筑物是利用聚能切割器(聚能裝藥)切斷鋼構件關鍵承重部位,形成缺口,使之失去承載能力。破壞鋼結構整體穩定性,使其產生失穩,在其自重的作用下原地坍塌或定向傾倒,達到整體解體的目的。

根據工程需要,設計選用了兩種尺寸的聚能切割器:ф40mm直徑線型聚能切割器,線裝藥密度為153gmm;ф50mm直徑線型聚能切割器,線裝藥密度為238gmm。選用1mm厚的紙殼作為切割器的外殼材料,紫銅板作為藥型罩,“V”形罩錐角為90°,厚度為09mm(1)。

使用的炸藥性能參數見表1。

2   清河門大橋爆破拆除工程

清河門大橋為阜新至錦州公路清河上雙曲拱橋,橋分為三孔,中孔較大,兩側小拱互為對稱。西橋頭距最近民房20m,東橋頭最近建筑物為一加油站,距離為20m。大橋上部結構為中承或變截面懸鏈線箱型薄壁無鉸拱,下部為埋置重力式鋼筋混凝土墩臺,中孔凈跨度120m,矢高24m,拱軸系數m=1347,變厚系數n=08,主拱寬13m,拱頂肋高為24m、拱腳肋高為2823m。邊孔凈跨50m,矢拱比為l6,矢高8333m,拱軸系數m=1756,變厚系數n=08,主拱寬13m,拱頂肋高12m,拱腳肋高為1388m。吊索為ф5高強鋼絲,鋼骨架為扯普通角鋼,具體結構如圖2所示,其參數如表2所示。

在大橋主拱切割爆破設計中,考慮到主拱的承壓特性,在爆破時混凝土脫落,而各構件仍保持一定的穩定性。為此,在爆破混凝土的同時,將鋼結構切割,以此為基礎進行主拱拱腳兩側面鋼結構部分型鋼的切割爆破。在選取切割部位時,避開角鋼、槽鋼和鋼筋集中的結合處,從而降低了切割時的難度和切割器的使用量。聚能藥包的安置沿型鋼橫向固定,如圖2所示。主拱拱頂爆破切割一處切斷型鋼數:斜腹桿L75mm×75mm×8mm共四個,上下弦桿L100mm×100mm×12mm共四個,上下腹桿L50mm×50ram×5mm共四個。主拱拱頂爆破切割4處,主拱拱腳爆破一處,切斷型鋼數為:斜腹桿L75mm×75mm×8mm共四個,上下腹桿L50mm×50mm×5mm共一個,上下弦桿L100mm×100mm×12mm共兩個,拱腳爆破四處。邊拱爆破切割情況:四個邊拱均在橋墩連接處切斷,另外相對應的拱腳上部鋼結構切斷,主拱、邊拱切斷處均為梯形缺口,保證破壞充分。具體包括:邊拱切斷一處型鋼數:上下腹桿L50mm×50ram×5mm2個;上下弦桿L75mm×75mm×84mm4個;兩側斜腹桿L50mm×50mm×5mm,共切斷四處。邊拱拱腳部分切斷型鋼數:上下腹桿L50mm×50mm×5mm1個;上下弦桿L75mm×75mm×84mm2個;兩側斜腹桿L50mm×50mm×5mm,共四處。

本項工程試爆和主爆兩次共使用線性聚能切割炸藥總藥量為66kg,實際工期7天。在對大橋主體實施爆破時,根據試爆取得的爆破參數對爆破切割部位進行了適當調整。

為了減小空氣沖擊波和飛石及金屬碎片的飛散作用,采用三層浸濕草袋、一層浸濕棉絮、外掛一層荊笆和一層鐵絲網的加強防護措施。采用半秒非電雷管,復式連接起爆網路。

實測和計算結果表明,鋼結構大橋聚能裝藥切割爆破拆除雖采用外部裸露線型聚能裝藥爆破,但50m以外的距離處測得的沖擊波強度較小,對于該范圍以外的人員無危害效應,距離橋頭20m處的加油站處玻璃等無任何破壞。

 

3   綏佳線松花江鐵路單軌舊橋切割爆破工程

綏佳(綏芬河--佳木斯)372K松花江鐵路單軌舊橋建于1939年,全長約1200m,橫跨松花江。確定采用先對大橋鋼結構進行切割爆破,后對橋墩進行爆破,使之塌落的施工方案。大橋鋼桁架結構主體為100mm×100mmA3普通角鋼和300mm×300mm的工字鋼,鋼板厚度1025mm。圖3為大橋一跨鋼桁架結構圖。切割器設計布置如下:

(1)頂部撐桿1OOmm x 1OOmm×25(15)mm角鋼,設計切割厚度為25mm,單個切割裝藥長度為580mm;

(2)頂部水平箱形梁1OOmm×100mm×15mm角鋼,設計切割厚度為10mm,單個切割裝藥長度600mm;

(3)側面箱形斜撐桿100mm×1OOmm×25mm角鋼,設計切割厚度為10mm,單個切割裝藥長度600mm;

(4)側面水平箱形梁100mm×1OOmm×15mm角鋼,設計切割厚度為15mm,單個切割裝藥長度410mm;

(5)側面箱形斜撐桿100mm×100mm×25mm角鋼,設計切割厚度為10mm,單個切割裝藥長度600mm;

(6)側面底部水平箱形梁1OOmm×100mm×25mm角鋼,設計切割厚度為1Omm,單個切割裝藥長度600mm;

(7)底部工字鋼水平梁300ram×300mm×10mm,設計切割厚度為10mm,單個切割裝藥長度1160mm。

在試爆中對大橋的其中一跨進行了切割爆破。

本次爆破使用的是妒ф40mm規格的線型聚能切割器共24個,實際工期為2天。距爆區80m處微有震感,周圍無任何有害效應,達到了安全、快速的目的。

 

4   平煤集團機械廠鑄工車間房頂切割爆破工程

內蒙古平煤集團機械廠內鑄工車間廠房建于20世紀60年代初,由于使用期限較長,廠房陳舊,經鑒定為c級危房。為節約資金,經過論證認為原廠房的牛腿柱和行車軌道可以繼續使用,因此只要求將廠房房頂部分進行拆除,同時要避免對牛腿柱和行車軌道的破壞。房頂部分為鋼筋水泥桁架結構,共計19跨,南北長102m,東西寬18m。由于工期和技術上的要求,決定采用切割爆破技術對房頂進行拆除。對東西兩側廠房支撐架下弦、腹桿、上弦各三處設置切割點,切斷混凝土梁上的鋼筋,使屋面在重力作用下自行向下塌落。

廠房房頂鋼筋混凝土桁架結構如圖4新示,桁架結構切割點剖面圖如圖5所示。為最大限度降低可能的爆破危害,對該廠房房頂分兩部分進行了切割爆破,爆破后對需保留的牛腿柱以及吊車軌道沒有任何破壞,達到了預期的目的。本次爆破使用的是長100mm、ф4Omm規格線型聚能切割器,共計456個。

摘自《中國典型爆破工程與技術》



 
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