橋梁拆除爆破設(shè)計

/中北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名：學(xué)號：學(xué)院、系：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：彈藥工程和爆炸技術(shù)設(shè)計題目：橋梁拆除爆破設(shè)計指導(dǎo)老師2012年2月

開題報告填寫要求1．開題報告作為畢業(yè)設(shè)計答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)老師簽署看法及所在系審查后生效；2．開題報告內(nèi)容必需用按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)剛好交給指導(dǎo)老師簽署看法；3．學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應(yīng)用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號，文后“參考文獻(xiàn)”的書寫，應(yīng)依據(jù)國標(biāo)GB7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；4．學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如0201140102），不能只寫最終2位或1位數(shù)字；5.有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)依據(jù)國標(biāo)GB/T7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時辰表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年3月15日”或“2006.指導(dǎo)老師看法和所在系看法用黑墨水筆工整書寫，不得隨意涂改或潦草書寫。

畢業(yè)設(shè)計開題報告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計狀況，依據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一.橋梁的分類：依據(jù)受力狀況橋梁分為：梁橋、拱橋、鋼架橋、懸索橋、組合體系橋【18】。按用材料不同分為：木橋、圬工橋（石、混凝土橋）、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋等【18】。二.橋梁拆除爆破應(yīng)遵循的原則是：依據(jù)其結(jié)構(gòu)的受力狀況結(jié)合環(huán)境條件接受失穩(wěn)原理確定爆破拆除總體方案，依據(jù)結(jié)構(gòu)及用料特征確定施工工藝【16】。三.橋梁拆除爆破施工工藝的選擇：（1）優(yōu)先選擇能在陸面、橋面作業(yè)的施工方案。（2）盡最大可能創(chuàng)建條件，一次性完成水上、水下全部布孔和施暴作業(yè)。（3）對于箱型結(jié)構(gòu)體，課選擇水壓爆破，有效限制清撈成本。（4）鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)組合橋系，優(yōu)先考慮對混凝土結(jié)構(gòu)的爆破解體，提高工藝?yán)慰啃院妥鳂I(yè)平安性。（5）由于橋梁跨度大、焊點多，網(wǎng)絡(luò)布設(shè)力求簡捷牢靠【16】。四.梁橋拆除爆破通常梁橋在豎向載荷作用下，只產(chǎn)生豎向反力。例如，簡支橋梁，只需爆破拆除橋墩，梁體則可依據(jù)環(huán)境要求接受爆破解體或機(jī)械裂開。對于梁和墩同時實施爆破拆除，以便于爆渣清撈作業(yè)。因此，爆破拆除的要點是：以完全破壞橋墩支撐系為主，以橋梁解體為輔【14】。五.橋梁拆除爆破幾個方案（1）當(dāng)橋面和橋墩均需拆除時，可先爆破橋墩，使橋面塌落解體破壞，在對個別大塊進(jìn)行二次裂開。（2）當(dāng)橋面為拱形鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，而橋墩被泥沙掩埋無法鉆巖時，可以炸毀拱基使橋面塌落，再對橋墩鉆孔爆破。（3）當(dāng)拆除城市交通要道上的橋梁時，可將橋面吊運到人煙稀有的寬敞地帶施爆，而僅對橋墩進(jìn)行現(xiàn)場爆破【16】。六.拆除爆破的基本原理（1）最小抗拒線原理指從裝藥重心到自由面的最短距離，須要依據(jù)不同爆破形式來進(jìn)行確定【14】。（2）微分原理爆破微分原理是將爆炸某一目標(biāo)所需的總裝藥量進(jìn)行分散化和微量化處理的原理。（用一個通俗的形象的說法是：多打孔，少裝藥，化整為零。換言之，它是將總裝藥量勻整地分布在被爆介質(zhì)中，形成多點分散的布藥形成，通過分批微差多段起爆，既達(dá)到爆破質(zhì)量要求，又顯著地降低爆破危害的目的）【14】。（3）等能原理依據(jù)爆破拆除對象、條件和要求，優(yōu)選各種爆破參數(shù)（a、b、w、k），同時選取合適的炸藥品種、合理的裝藥結(jié)構(gòu)和起爆方式，以期達(dá)到每個炮孔所裝炸藥在爆炸時所釋放的能量和裂開該炮孔四周介質(zhì)所需能量最低值相等。也就是被爆介質(zhì)只能產(chǎn)生確定寬度裂縫或就地松動，而無多余能量引起飛石、地震和空氣沖擊波。炸藥爆炸對外的作功過程，就象一特別“熱機(jī)”工作過程，其化學(xué)潛在能在爆炸反應(yīng)的瞬間轉(zhuǎn)化為熱能，然后靠爆炸氣體的膨脹，熱能又轉(zhuǎn)化為對外界作用的機(jī)械功【14】。（4）失穩(wěn)原理在細(xì)致分析和探討建筑物和結(jié)構(gòu)物的受力狀態(tài)、荷載分布和實際承載實力后，用限制爆破法將結(jié)構(gòu)物的某些關(guān)鍵部位炸毀，使之失去了承載實力，同時破壞結(jié)構(gòu)的剛度，迫使建筑物的整體失去穩(wěn)定性，然后在本身自重的作用下結(jié)構(gòu)物自身定向倒塌或原地倒塌。這一原理稱為失穩(wěn)原理或定向原理【14】。（5）緩沖原理在限制爆破時如能選擇適宜的炸藥品種和合理的裝藥結(jié)構(gòu)等措施，便可緩和爆轟波峰值壓力對介質(zhì)的沖擊作用，使爆炸能量得到合理的支配和利用，從而削減過度裂開和爆破有害影響，這一原理稱為緩沖原理。緩沖原理的實質(zhì)：就是通過某些手段，延長炸藥爆破壓力作用到孔壁的時間，從而降低炮孔中的壓力，克服各種不利因素。緩沖爆壓作用的方法很多，如選用和介質(zhì)相匹配的炸藥品種。接受不耦合裝藥、分段裝藥、條形裝藥等裝藥結(jié)構(gòu)形式，便可避開或縮小粉碎圈。而常接受的方法是空氣隙裝藥，即不耦合裝藥，也就是裝入的炸藥直徑小于炮孔直徑，藥卷四周留有環(huán)狀空隙的方法【14】。（6）防護(hù)原理

對于爆破危害的影響，除在進(jìn)行爆破參數(shù)設(shè)計時，選擇合理的參數(shù)限制外，亦可實行確定的防護(hù)措施。在限制爆破中，通過行之有效的技術(shù)措施，對已受到限制爆破危害加以防護(hù)，稱為防護(hù)原理。1）覆蓋防護(hù)（干脆防護(hù)）2）近體防護(hù)（間接防護(hù)）3）愛惜抗防護(hù)（被動防護(hù)）4）其它防護(hù)【17】。七.限制爆破設(shè)計方法限制爆破一般四周環(huán)境比較困難，且要求較高，要對有害效應(yīng)（爆波地震、飛石、空氣沖擊波和噪聲以及爆破影響范圍）進(jìn)行限制，其設(shè)計原理主要是建立在對單個藥包能量和總體爆破規(guī)模的限制的基礎(chǔ)上，并使炸藥均布于爆破體中，這是進(jìn)行限制爆破需駕馭的關(guān)鍵。炮孔的布置也就是炮孔參數(shù)的選取，即確定最小抗拒線W,孔距a，排距b，孔深l，炮眼的方向，炮眼排列方式等。⑴最小抗拒線

最小抗拒線是限制爆破的一個重要參數(shù)，限制爆破拆除因環(huán)境條件和清運要求，多選＜1m。通常W值應(yīng)依據(jù)爆破體的材質(zhì)、幾何形態(tài)和結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋混凝土的中的布筋狀況，爆破后要求塊度大小或重量以及清碴時所具備的清運條件等影響因素，加以考慮【15】。（2）炮孔間距a和排距b限制爆破是通過較密集的布孔和多藥包爆破共同完成的，炮孔（即藥包位置）是由炮孔間距及排距確定的，其選取是否合理確定著爆破效果的好壞，能否保證爆破平安，能否有效利用炸藥能量。一般狀況和值以及藥包中心之間的距離不小于0.2m，因群藥包起爆時藥包之間不行避開的出現(xiàn)起爆時間差（有時為減震，接受微差起爆），在起爆藥包沖擊波作用下將造成部分相鄰的后爆藥包爆炸作用不完全或拒爆，即出現(xiàn)“壓死”現(xiàn)象，以至產(chǎn)生瞎炮，對于含水炸藥，現(xiàn)在通用新名詞受壓“鈍化”【15】。（3）炮孔直徑d、和炮孔深度

及鉆孔方向

對于炮孔直徑的選擇應(yīng)以現(xiàn)有鉆機(jī)具有的實際實力而定，一般選取38～42mm炮孔直徑，一般不大于42mm，也可鉆直徑20～36mm較小的炮孔。炮孔深度是影響爆破效果的重要參數(shù)，合理的炮孔深度可避開出現(xiàn)沖炮，使炸藥能量充分利用，保證良好的爆破效果。對于土巖爆破，應(yīng)盡量鉆爆至要求設(shè)計深度并有確定超深；小孔徑裝藥時，鉆孔深度應(yīng)不小于0.4m【15】。（4）炮孔排列形式及布置炮孔的布置原則：力求炮孔排列規(guī)則和整齊，使藥包勻整地分布于爆破體中，以保證爆破后，裂開塊度勻整和切割面平整【14】。八.爆破地震效應(yīng)主控因素分析及減震措施探討用灰色理論的關(guān)聯(lián)度分析作為爆破地震效應(yīng)影響因素分析的方法可知，各因素對爆破震速主頻的影響排序：超深hc>排距b>孔距a>孔深L>孔數(shù)an>總裝藥量Q>高程差△H>最大裝藥量qmax>排數(shù)bn>爆心距R。10個影響因素中，沒有最優(yōu)因素；爆破參數(shù)特別是鉆孔超深、排距、孔距對爆破地震效應(yīng)影響最大，是影響爆破地震效應(yīng)的主控因素（灰色關(guān)聯(lián)分別為1.5327、1.4969、1.4865）.高程差、超深、最大一段藥量對爆破震速的影響最大；而對振動主頻影響最大的的幾個因素是：超深、孔距、排距【9】。九.削減振動的技術(shù)措施為：（1）減小單段最大藥量。（2）增加起爆段數(shù).（3）接受微量起爆時差變更振動疊加狀態(tài)，降低振動影響.（4）接受預(yù)裂爆破或打防震孔，降低主爆區(qū)地震波對保留區(qū)的影響.（5）一次起爆規(guī)模不要過大，避開由于實際抗拒線增加而加大地震效應(yīng)【10】。十.橋梁爆破專家系統(tǒng)自六十年頭以來，專家系統(tǒng)己經(jīng)成為人工智能最活躍的一個領(lǐng)域，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到每個學(xué)科把專家系統(tǒng)的基本原理應(yīng)用到拆除爆破領(lǐng)域中，研制開發(fā)橋梁拆除爆破智能設(shè)計系統(tǒng)用以仿照爆破專家的思維進(jìn)行工程設(shè)計，從而達(dá)到緩解爆破專家資源和技術(shù)人員的缺乏、優(yōu)化拆除爆破設(shè)計、提高設(shè)計的效率和水平的目的【13】。將專家系統(tǒng)運用于橋梁的爆破拆除工程中，不僅大大縮短了爆破設(shè)計人員的工作時間，而且大大提高了設(shè)計質(zhì)量，避開了單個專家的局限性。該系統(tǒng)是在Windows平臺可視化的界面下運行，便于操作人員的操作，操作人員只需輸入一些初始參數(shù)即可得到最終的設(shè)計結(jié)果【12】。參考文獻(xiàn)：[1]姚金階，報廢橋梁拆除限制爆破，爆破，2001，1001487X(2001D02007902.[2]劉軍，秦根杰，某橋梁爆破拆除及預(yù)處理措施，爆破，2008，1001一487x{2008)04—0073—04[3]陳偉東，韋躍剛，孫文智，市區(qū)大型橋梁上部結(jié)構(gòu)限制爆破拆除，爆破，2003，1001-487X（2003）01-0065-03[4]吳宏斌.，橋梁基礎(chǔ)石方開挖精確限制爆破技術(shù)，公路和汽運，2001,1671-2668(2011)04-0186-03[5]黃鐵，袁杰中，郝天家.，橋梁爆破拆除的平安性監(jiān)控探討.，橋隧工程，2001,73—4874(2011)05—0077—004[6]施富強(qiáng)，楊旭升，李文全等，田莊臺遼河公路大橋限制爆破拆除技術(shù)分析.工程爆破，2009,1006—7051(2009)03—0050--05[7]謝承煜，蒙少明，程貴海等，砌拱式橋梁定向爆破拆除.西部探礦工程，2001,1004-5716(2011)09-0228-03[8]宋志剛，白羽，金偉良，爆破作業(yè)對接近建筑物振動舒適性的影響分析.，振動和沖擊，2010,17(3):315~324[9]張藝峰，姚道平，謝志招等.爆破地震效應(yīng)主控因素分析及減震措施探討.巖土力學(xué)，2010,1000—7598(2010)01—0304--05[10]關(guān)學(xué)軍，董義乾，邢國贊等.礦石碼頭山體爆破振動有害效應(yīng)的防治.[11]梁曉弘，橋梁爆破專家系統(tǒng)探討和開發(fā)，[12]王漢軍，楊仁樹，李清.深部巖巷爆破機(jī)理分析和爆破參數(shù)設(shè)計.煤炭學(xué)報，2007，0253—9993(2007)04—0373一04[13]施富強(qiáng)，柴儉，王堅等.震后爆破排險技術(shù).工程爆破，2009,：1006～7051(2009)02—0029～04[14]何廣沂.工程爆破新技術(shù).北京，中國鐵道出版社，2000,338[15]汪旭光，鄭炳旭，張正忠等.爆破手冊.北京，冶金工業(yè)出版社2010,1019[16]郭學(xué)彬，張繼春.爆破工程.北京，人民交通出版社2007,311[17]廟延鋼.爆破工程和平安技術(shù).北京，化學(xué)工業(yè)出版社2007,274[18]顧毅成，史雅語.爆破工程平安.合肥，中國科學(xué)技術(shù)高校出版社2009,685[19]錢勝國，陳玲玲，吳新霞.爆破地震工程結(jié)構(gòu)動力分析.北京，中國水利水電出版社，2006,137[20]A.K.M.AnwarulIslama，NurYazdanib.ScienceDirect.PerformanceofAASHTOgirderbridgesunderblastloading.ScienceDirect.2008,EngineeringStructures30(2008)1922–1937.[21]WenboLu，JianhuaYang,MingChen.Anequivalentmethodforblastingvibrationsimulation.SimulationModellingPracticeandTheory，2011,SimulationModellingPracticeandTheory19(2011)2050–2062.[22]RezaNategh，Predictionofgroundvibrationlevelinducedbyblastingatdifferentrockunits.InternationalJournalofRockMechanics&MiningSciences.[23]KazunoriFujikake，PeerasakAemlaor.Damageofreinforcedconcretecolumnsunderdemolitionblasting.EngineeringStructures，[24]K.-D.Bouzakis，F(xiàn).Klocke.G.Skordarisa.Influenceofdrymicro-blastinggrainqualityonwearbehaviourofTiAlNcoatedtools，Wear.[25]UmitOzer，EnvironmentalimpactsofgroundvibrationinducedbyblastingatdifferentrockunitsontheKadikoy–Kartalmetrotunnel.EngineeringGeology,elsevier/locate/enggeo.[26]HakanAk_，AdnanKonuk.Theeffectofdiscontinuityfrequencyongroundvibrationsproducedfrombenchblasting:Acasestudy，SoilDynamicsandEarthquakeEngineering28(2008)686–694,.[27]K.-D.Bouzakis，G.Skordaris.F.Klocke.AFEM-basedanalytical–experimentalmethodfordeterminingstrengthpropertiesgradationincoatingsaftermicro-blasting，Surface&CoatingsTechnology,elsevier/locate/surfcoat.[28]JavierToran?o，RafaelRodr?′guez,.IsidroDiego.FEMmodelsincludingrandomnessanditsapplicationtotheblastingvibrationsprediction，ComputersandGeotechnics33(2006)15–28,[29]DongLongjuna，LiXibing.XuMing.ComparisonsofRandomForestandSupportVectorMachineforPredictingBlastingVibrationCharacteristicParameters，ProcediaEngineering26(2011)1772–1781

畢業(yè)設(shè)計開題報告２．本課題要探討或解決的問題和擬接受的探討手段（途徑）：一.平安防護(hù)措施為嚴(yán)格限制飛石散逸距離，本次爆破預(yù)備實行如下防護(hù)措施：（1）對陸地及水域緊急區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格警戒；（2）接受4層濕草袋、1層裝砂編織袋加以覆蓋。拱肋及橋墩立墻施爆時，還在上下游2根拱肋的側(cè)面及橋墩立墻懸掛籬笆及膠簾管，進(jìn)行近體防護(hù)，以阻擋飛石外逸；（3）選用優(yōu)質(zhì)炮泥，對炮孔加以嚴(yán)密堵塞【3】。二.爆破過程中地震波動力監(jiān)測爆破過程中，實時地振動力波監(jiān)測的內(nèi)容為爆破引起的振動速度、頻率等，并以此來監(jiān)控爆破產(chǎn)生的效果，推斷爆破后建筑物是否平安。測試接受高靈敏度水平和垂直拾振器感受振動信號后經(jīng)測振放大器傳遞給數(shù)據(jù)采集儀，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后傳遞給計算機(jī)，計算機(jī)在動測軟件的支持下實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的自動采集和記錄，通過分析軟件實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的自動分析【5】【8】。三．仿真學(xué)習(xí)和基本駕馭有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA，接受ANSYS/LS-DYNA有限元法進(jìn)行爆破仿真，能更好的評估設(shè)計的科學(xué)性。有限元法是工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析的一種數(shù)值方法。當(dāng)今這種方法在工程結(jié)構(gòu)各個領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，成功地解決了實際工程中的各種困難問題【19】。

畢業(yè)設(shè)計開題報告指導(dǎo)老師看法：指導(dǎo)老師：年月日所在系審查看法：系主任：年月日

附件：參考文獻(xiàn)格式學(xué)術(shù)期刊作者﹒論文題目﹒期刊名稱，出版年份