CN1757861A - 钢结构厂房线型聚能切割拆除方法 - Google Patents

钢结构厂房线型聚能切割拆除方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构厂房线型聚能切割拆除方法,它包括爆破切口部位确定方法、切口形式确定方法、预处理方法和安装、起爆线型聚能切割器;在爆破切口部位确定方法中包括排架式钢结构厂房和框架式钢结构厂房的爆破切口部位的确定,在完成了爆破切口部位确定、切口形式确定和预处理,则在构件爆破切口部位安装设置切割器,并完成起爆组件和切割器的结合,构成连接各切割器之间的起爆网路,最后点火起爆。本发明具有以下显著优点:安全可靠,实施简便,用材少,效率高,适用范围广。

Description

钢结构厂房线型聚能切割拆除方法
一、技术领域本发明涉及一种线型聚能切割方法,特别是一种钢结构厂房拆除的线型聚能切割方法。
二、背景技术
很多工业厂房都属于大型排架或框架式钢结构。这类厂房的一个重要特点是,建造比较方便快捷,而且拆除后钢材的回收率非常高。因此随着科学技术的进步和工业的发展,这类钢结构厂房也将会越来越多,同时也会有越来越多的此类厂房需要拆除。
迄今为止,国内对这类钢结构厂房的拆除主要采用机械方法,而对厂房钢构件的切割主要采用电弧切割、氧乙炔焰切割或机械强力锯断等方法。这些拆除方法存在着器材用量大、施工时间长、占用劳动力多、工作效率低以及极易造成人员伤亡等缺点。
三、发明内容
1、发明目的:本发明提供一种安全、可靠、高效拆除钢结构厂房的线型聚能切割方法。
2、技术方案:本发明包括:切口部位的确定方法、切口形式的确定方法、预处理方法和安装、起爆线型聚能切割器。
(1)切口部位的确定。
切口部位是指线型聚能切割器在钢结构的主要构件上设置、并通过聚能切割形成切口。
确定切口部位须综合考虑钢结构的整体结构特点与荷载特性、主要承重件的结构特点、预期倒塌方式、倒塌可靠性、残墟堆积高度要求、施工简便性及清运方便性等主要因素。
立柱上切口部位及其个数的确定:对于排架式钢结构厂房,立柱上的切割部位一般可选1至3处;切口部位的个数,则根据立柱的倒塌顺序来确定。最先倒塌那一排(A排)的立柱,每根立柱上的切口数一般为3个,称为底切口、中切口和顶切口,分别位于立柱的底部(距地面0.5m至1m处)、立柱的中偏下部和立柱顶部与横梁的连接处。最后倒塌那一排(C排)的立柱,每根立柱上的切口数一般为1个,即只设底切口。其他排的立柱的切口数可为2个或3个;若为2个时,则须有底切口。
对于框架式钢结构厂房,各立柱切口部位及其个数则依据楼层数、层间距和各排立柱的倒塌顺序来确定。对于底层的A排立柱,当其高度大于等于5米时,每根立柱上的切口数一般为2个,其中1个位于距楼层底面0.5m至1m处,另1个与其相距应不小于3米;当其高度小于5米时,仅有底切口即可;对于第n排(n>1)立柱,则每根立柱只须设置一个底切口即可。对于第2层楼的每排立柱,均在距楼层面0.5m至1m处设置1个切口。对于第m层(m>2)楼的各排立柱,均在偶数楼层的立柱上设置1个切口部位,其位置距该楼层面0.5m至1m处。顶切口的设置依据顶部荷载与结构而定,一般应设置顶切口。
由于排架或框架式结构厂房承重立柱的下部及中部结构一般为格构式,即通常由两个工字钢或槽钢(称为前后肢,倒塌方向一侧为前肢,另一侧为后肢)组合而成。为确保结构物可靠倒塌,前肢上的底切口应比后肢上的底切口低0.5m左右,而前肢上的中切口则应比后肢上的中切口高0.5m左右。
(2)切口形式的确定切口形式是指线型聚能切割器在立柱腹板(翼板)上爆炸后所形成的线型切口的宽度、长度和方向。
切口宽度取决于切割器的性能,一般为2mm~10mm。
切口长度由被切割立柱腹板(翼板)的宽度和切口方向确定,即若切口与水平方向夹角为α,腹板(翼板)的宽度为L,则切口长度B=L/cosα,B随α的减小而减小;一般的α=20°~45°,A排立柱的所有切口α均取45°,其余各排立柱切口的α则随该排与A排距离的增大而减小,C排立柱切口的α可以为0°,若不为0°,则切口倾斜线的法向应朝着结构物倒塌方向的相反方向;而其余立柱切口倾斜线的法向应朝着结构物的倒塌方向。
(3)预处理预处理是聚能切割前对结构物部分构件所实施的预先切割或拆除。其目的是:在确保钢结构厂房按一定要求倒塌的前提下,尽可能减少切割器材用量、降低爆炸危害。预处理技术主要包括:预处理部位的确定。
预处理部位通过综合考虑切口位置、切口形式和立柱的结构特点而确定。预处理部位主要处于不同肢上的切口与切口之间的范围内,还包括单个切口的临近范围。对其他不影响结构稳定但可能影响爆炸倒塌效果的辅助结构也应预先拆除。
预处理构件的确定。
不同肢上的切口与切口之间的预处理构件(简称为第一类预处理构件)主要有:肢间的横向连接件和斜向连接件。
单个切口临近范围内的预处理构件(简称为第二类预处理构件)主要有:各类缀件;不拟用线型聚能切割器切割的翼板或腹板,即可以预切割翼板保留腹板或预切割腹板保留翼板。
一般地,对第一类预处理构件能不处理的就不做处理,而对第二类预处理构件能处理的就尽量处理;腹板(翼板)上的预处理切口宽度控制在100mm~150m;对预处理过程中的立柱应力应变需进行测量,并对结构的变形进行严格监测。
(4)安装、起爆线型聚能切割器:在构件爆破切口部位安装设置切割器,并完成起爆组件和切割器的结合;构成连接各切割器之间的起爆网路;最后实施点火起爆。
3、有益效果:本发明与现有技术相比,具有以下显著优点:安全可靠,实施简便,用材少,效率高,适用范围广。
四、具体实施方式
实施例1:采用该发明成功拆除了上海宝钢集团第一钢厂第二炼钢车间结构钢排架厂房。该车间主厂房东西长318m,南北宽110m,总计占地32200m2,建筑面积69505m2。
厂房(钢结构梯型屋架)为单层钢结构物,长318m,跨度19.7m,檐口标高为+24.6m,天窗屋面高为+29m,屋面为大型砼预制板,山墙为镀锌瓦围护结构;加料跨厂房与炉子跨厂房共用3排厂房立柱,柱距18m。
爆破切割部位确定。对于该钢排架厂房的共3排立柱的爆破切割部位确定,前排和第二排立柱的切口数均为3个,分别位于立柱底部、中偏下部和顶部;最后一排立柱设1个切口。
切口形式的确定。根据切割器的切割能力,切口宽度取为4mm。第一、第二排立柱的切口与水平方向夹角α取为45°。第三排立柱的切口α为30°;所有立柱切口倾斜线的法向均朝向结构物的倒塌方向。
预处理。预处理部位确定在立柱前后肢上的切口与切口之间的范围内,同时对于立柱上部单个切口的临近范围也实施了预处理;预处理构件确定为不同肢上的切口与切口之间肢间的横向连接件和斜向连接件,以及立柱上部单个切口临近范围内的各类缀件;对不拟用线型聚能切割器切割的翼板或腹板,也视情况预切割了翼板保留腹板或预切割腹板保留翼板。腹板(翼板)上的预处理切口宽度控制在100mm~150m;对预处理过程中的立柱应力应变进行了适时测量,并对结构的变形进行了严格监测。
最后实施爆破切割拆除。爆破后,厂房完全倒塌;最大堆高小于4m;屋架与钢立柱解体充分;向南北方向各倒出12m、20m;起爆网络可靠起爆,没有发现误爆拒爆现象,未产生任何损失,爆破达到了规定的要求。
实施例2:采用该发明成功拆除了上海上钢一厂三炼钢的钢结构排、框架组合式厂房。该厂房的排架部分南北方向为2跨,3列立柱,每列立柱的数量分别为25根、36根和28根;东西方向立柱为38跨、39排立柱,立柱形式为格构式。该钢结构物南北宽39.9m、东西长228m、主体高25m。该厂房的框架部分南北方向同样为2跨,3列立柱;框架部分长80米,主体高42米,共4层。
对于该钢结构厂房排架部分的共3排立柱的爆破切割部位确定,前排和第二排立柱的切口数均为3个,分别位于立柱底部、中偏下部和顶部;最后一排立柱设1个切口。
爆破切割部位确定。对于该钢结构厂房框架部分的也是共3排立柱的爆破切割部位确定。对于底层的A排立柱,由于其高度大于5米,则每根立柱上的切口数取为2个,其中1个位于距楼层底面0.5m处,另1个与其相距3米;对于第2层楼的每排立柱,均在距楼层面0.5m设置1个切口。对于第3层楼的各排立柱,均在立柱上设置1个切口部位,其位置距该楼层面0.5m处。对于第4层楼的每排立柱,均设置了顶切口。
切口形式的确定。对于该钢结构厂房的排架和框架部分,其立柱上的切口形式没有差别。根据切割器的切割能力,切口宽度取为4mm。该钢结构厂房的排架和框架部分结构中的第一、第二排立柱的切口与水平方向夹角α取为45°。第三排立柱的切口α为30°;所有立柱切口倾斜线的法向均朝向结构物的倒塌方向。预处理。对于该钢结构厂房的排架和框架部分,其预处理部位的确定基本上一致的。即在立柱前后肢上的切口与切口之间的范围内,同时对于立柱上部单个切口的临近范围也实施了预处理;预处理构件确定为不同肢上的切口与切口之间肢间的横向连接件和斜向连接件,以及立柱上部单个切口临近范围内的各类缀件;对不拟用线型聚能切割器切割的翼板或腹板,也视情况预切割了翼板保留腹板或预切割腹板保留翼板。腹板(翼板)上的预处理切口宽度控制在100mm~150m。预处理过程中和结构物爆破倾倒的过程中,对框、排架部分立柱的应力应变均进行了适时测量,并对结构的变形进行了严格监测。
最后实施爆破切割拆除。爆破后,厂房完全倒塌;最大堆高小于7m;屋架与钢立柱解体充分;向北向的倾倒距离达最大为28m,向南向的倾倒距离最大为17米。爆破效果完全满足规定的要求。

Claims (4)

1.一种钢结构厂房线型聚能切割拆除方法,其特征在于它包括爆破切口部位确定方法、切口形式确定方法、预处理方法和安装、起爆线型聚能切割器;(1)爆破切口部位确定方法是:对于排架式钢结构厂房,立柱的切割部位选1至3处;最先倒塌的一排立柱,其每根立柱上的切口数为3个,分别位于立柱底部、中偏下部和顶部,最后倒塌的一排立柱,设1个切口,其他排立柱为2~3个切口;对框架式钢结构厂房,其底层第1排立柱高度大于5米时,每立柱上下各设1个切口;当立柱高度小于5米时,仅设底切口;对第n排的每根立柱,设1个底切口;对第2层楼的每排立柱,设1个切口;对第m层楼各排立柱,在偶数楼层立柱上设1个切口部位;其中n、m为自然数,n>1、m>2;(2)切口形式确定方法是:切口宽度为2mm~10mm,切口长度为B=L/cos α,其中L为腹板或翼板的宽度,α为切口与水平方向夹角:(3)预处理方法是:拆除不同肢间的横向和斜向连接件、单个切口临近范围内的缀件,以及需拆除但又不拟用切割器切割的翼板或腹板,腹板或翼板上的预处理切口宽度为100mm~150m;(4)安装、起爆线型聚能切割器:在构件爆破切口部位安装设置切割器,并完成起爆组件和切割器的结合;构成连接各切割器之间的起爆网路;最后实施点火起爆。
2.根据权利要求1所述的钢结构厂房线型聚能切割拆除方法,其特征在于在爆破切口部位确定方法中,排架或框架式结构厂房立柱为格构式时,前肢底切口应比后肢底切口低于0.5m,前肢中切口比后肢中切口高于0.5m。
3.根据权利要求1所述的钢结构厂房线型聚能切割拆除方法,其特征在于在切口形式确定方法中,α=20°~45°。
4.根据权利要求3所述的钢结构厂房线型聚能切割拆除方法,其特征在于第一排立柱切口α均取45°,其余各排立柱切口的α随该排与第一排距离增大而减小,最后一排立柱切口的α可为0°,若不为0°,则切口倾斜线的法向应朝向结构物倒塌的反向;其余立柱切口倾斜线的法向应朝向结构物的倒向。
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