冷却塔爆破拆除倒塌机理分析
冷却塔爆破拆除倒塌机理分析
【摘 要】以北京京丰热电厂150m高烟囱和95m高钢筋混凝土双曲线冷却塔为例，分析其爆破拆除后倒塌的特点，从而得出两者在爆破切口角形成后的异同。结果表明，冷却塔的破坏属于壳体失稳，不同于烟囱的刚体破坏。采用预先在冷却塔身切割竖向切缝，可以减小其刚度，使其在倒塌中解体更充分，效果更好。
【关键词】爆破拆除；双曲线冷却塔；爆破切口角；竖向切缝
自二次世界大战以后，拆除爆破技术逐渐发展起来，并且在过去的六七十年里取得了辉煌成就，目前它已成为工程爆破的一个重要组成部分。现如今，关于框架结构、高耸结构、基础、桥梁等的爆破拆除，其计算理论或经验公式己经比较成熟，在实践中也取得了很好的效果。但对于一些结构比较特殊的建（构）筑物的爆破拆除，系统的理论研究尚显不足，只能以工程实践取得的经验数据为主要设计依据，其中，双曲线冷却塔就有待进一步研究。
1997年5月，铁道部第三工程局刘宏刚等[1]，利用爆破手段拆除了太原第一热电厂一高度40m，底面直径30m的冷却塔，这是双曲线冷却塔爆破拆除的较早的一个工程案例。2002年1月底，大连理工大学和辽宁工程技术大学崔玉璞、何庆志、李守巨等[2]，爆破拆除了阜新发电厂里一座高度为54m，底部直径为46m的冷却塔。2004年12月，白立刚[3]等在太原第二热电厂拆除的一个高度为70.15m，底部半径为59.14m的冷却塔。刘宏刚，白立刚，李俊[4]通过不同直径和角度的冷却塔定向爆破时间，讨论了各种冷却塔爆破的切口问题。李守巨，上官子昌，张立国等[5]理论上研究了冷却塔拆除爆破的倾倒条件，提出了结构极限弯矩和倾倒力矩的公式。
0.工程概况
北京京丰热电厂有一工作多年的95m高冷却塔和150m高烟囱，由于污染严重，两者于2011年都被爆破拆除。冷却塔为钢筋混凝土双曲线圆筒型，高95m，底部直径59.264m，上部直径31.526m，高宽比1.6。筒壁厚70cm（底部）至14cm（喉部）不等，下部为24对预制钢筋混凝土X型支柱，截面550mm×650mm，高11.5m，上有钢性环圈梁截面550mm×1235mm，立柱主筋为14?25，箍筋为?10@150，筒壁底部配筋为2×4?16，?16@200。中央有直径5.6m圆形坚井，高约12m。通风筒、上钢性环、X型支柱钢筋混凝土约为1863m3，重4844t。
1.爆破设计
该拆除爆破工程中冷却塔筒壁采用正梯形复合爆破切口形式，设计切口立柱圆心角为210°，共计爆破14对X柱和两侧定向窗下方的各半根柱子，圈梁爆破切口角度234°。