專利名稱：一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破裝置，特別涉及一種采用電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置。
背景技術：
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活等領域，它是整個現(xiàn)代建筑的主要構(gòu)成元素。然而，部分鋼筋混凝土建筑因城市發(fā)展規(guī)劃的需要或者已不能滿足所需用途需予以拆除，且鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系所占比重較大。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)拆除方式主要為從頂至下的機械(人工)拆除和采用爆破底層鋼筋混凝土柱等來拆除整個建筑。其中，爆破拆除(如炸藥爆破、機械爆破和無聲爆破等)是當前最常用的拆除方式；但這些拆除方式仍存在一定的局限性，如機械或人工拆除方式的勞動強度大、所需費用高且費時，還面臨高空作業(yè)等危險；爆破方式常面臨炸藥(雷管等)的運輸、存儲和使用等方面危險，使用時出現(xiàn)瞎炮等問題常會危及施工人員人身安全；無聲爆破方式經(jīng)常面臨爆破效果易受選址、鉆孔、放置和密封等因素影響，不恰當?shù)氖褂脽o聲爆破劑將不能達到預期效果。有鑒于上述各種措施不足，故有必要開發(fā)一種效果更佳和安全可靠的爆破方式來滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)拆除的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)有爆破方式自身的不足所帶來的各種危害，本發(fā)明提供了一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置。為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明的技術方案是，一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，包括，變頻電源、工作芯線和導線，變頻電源通過導線連接工作芯線。施工時將所述的工作芯線螺旋狀圍繞于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，接通變頻電源，通過適當調(diào)整電流頻率和強弱，即可對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行爆破。電磁感應加熱原理(渦流加熱原理)因具有高效和環(huán)保等優(yōu)點而廣泛應用于工業(yè)冶金領域；本發(fā)明工作原理也是基于電磁感應加熱原理(渦流加熱原理)，當接通變頻電源時，工作芯線內(nèi)的交流電會在其周圍產(chǎn)生交變電磁場，誘導鋼筋內(nèi)部出現(xiàn)感應渦流，渦流會導致鋼筋內(nèi)生成大量的熱量，鋼筋對交變電磁場具有低通高阻的特性，電流的頻率和強度越大，鋼筋內(nèi)的渦流加熱效應越顯著——生成的熱量越多，鋼筋因瞬間升溫而發(fā)生軟化或熔化，從而喪失承載力；同時，鋼筋的高溫還會導致混凝土中的水化產(chǎn)物分解，使得混凝土粉化、崩潰而喪失承載力；此外，混凝土中水化產(chǎn)物分解所生成的水汽也因無法及時排出混凝土，在混凝土內(nèi)孔隙中聚集而形成高壓區(qū)，當水汽沿著薄弱部位擴散時，高壓蒸汽的轉(zhuǎn)移會導致混凝土內(nèi)局部應力集中，從而加速混凝土結(jié)構(gòu)的崩潰。這種渦流加熱效應僅作用于工作芯線所圍繞的構(gòu)件區(qū)，通過構(gòu)件的局部爆破與失穩(wěn)來實現(xiàn)整個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破。適用于爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尤其適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的長細構(gòu)件，具有高效、環(huán)保、安全可靠、性價比低和實時爆破等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)爆破方式的不足，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破提供了新途徑，具有巨大的實用價值和社會效益。、
本發(fā)明還在于所述的變頻電源為提供不同頻率和強度的交流電的配電變壓器、中頻發(fā)電機、可控硅逆變器或大功率電子管振蕩器。其作用是根據(jù)工程需求提供相應頻率和強弱的交流電，它是整個爆破裝置的供電系統(tǒng)。本發(fā)明還在于所述的導線是帶有絕緣膠皮的單束和多束銅、鋁類的絲、線和纖維類的良導電材料集束而成，用于連接變頻電源和工作芯線，起到連接和遠距離輸電作用。本發(fā)明還在于所述的工作芯線由單束和多束銅、鋁類的絲、線和纖維類的良導電材料集束而成，其表面采用耐高溫絕緣材料進行絕緣處理，并具有一定柔韌性。實施時，工作芯線可以單層或多層形式間隔螺旋狀纏繞于鋼筋混凝土構(gòu)件局部區(qū)，若采用多層形式纏繞則工作芯線的纏繞方向應能保證其內(nèi)電流方向同向——避免工作芯線產(chǎn)生的電磁場相互抵消，達到產(chǎn)生較強的交變電磁場來誘導鋼筋產(chǎn)生渦流加熱；此外，其表面的絕緣處理應能充分保證實施時不出現(xiàn)漏電和短路等事故，以確保實施可靠運行。本發(fā)明還在于所述的工作芯線為單層或多層形式螺旋狀緊密纏繞于鋼筋混凝土構(gòu)件局部區(qū)。 本發(fā)明還在于工作芯線采用多層形式纏繞，多層工作芯線的纏繞方向同向本發(fā)明還在于所述的工作芯線采用多層形式纏繞，則工作芯線的纏繞方向同向而不能彼此交叉，以免造成交變電磁場強度相互抵消。本發(fā)明還在于導線是纖維類的良導電材料與帶有絕緣膠皮的單束或多束銅或鋁類的絲或線集束而成，用于連接變頻電源和工作芯線本發(fā)明的有益效果是I、采用本發(fā)明基于電磁感應加熱原理，可通過調(diào)節(jié)交流電的頻率和強弱實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破，為爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提供了新途徑。2、本發(fā)明構(gòu)造簡單、易操作，具有熱轉(zhuǎn)換效率高、安全可靠、環(huán)保、可控性和實時性好等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)爆破方式的不足。3、本發(fā)明還具有良好的普適性和穩(wěn)定性，受外界環(huán)境因素(如降水和風等)影響小。


圖I為電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置應用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實施圖；其中I為變頻電源，2為導線，3為工作芯線，4為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)包括柱、樁、墩或梁等長細構(gòu)件)。
具體實施例方式下面實施例是對本發(fā)明技術內(nèi)容的進一步說明，但并非對本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容的限制。本發(fā)明的技術方案是，一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，包括變頻電源I、工作芯線3和導線2，變頻電源I通過導線2連接工作芯線3。本發(fā)明還在于所述的變頻電源I為提供不同頻率和強度的交流電的配電變壓器、中頻發(fā)電機、可控硅逆變器或大功率電子管振蕩器。本發(fā)明還在于所述的工作芯線3由單束和多束銅、鋁類的絲、線和纖維類的良導電材料集束而成，其表面采用耐高溫絕緣材料進行絕緣處理，并具有一定柔韌性。本發(fā)明還在于所述的工作芯線3為單層或多層形式螺旋狀緊密纏繞于鋼筋混凝土構(gòu)件4局部區(qū)。本發(fā)明還在于所述的工作芯線3采用多層形式纏繞，多層工作芯線3的纏繞方向同向。本發(fā)明還在于所述的工作芯線3多層纏繞彼此不交叉。 本發(fā)明還在于所述的導線2是纖維類的良導電材料與帶有絕緣膠皮的單束或多束銅或鋁類的絲或線集束而成，用于連接變頻電源I和工作芯線3。圖I為電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置包括變頻電源I、導線2和工作芯線3，變頻電源I通過導線2連接工作芯線3。所述的變頻電源I是整個裝置的供電系統(tǒng)，其作用是可根據(jù)工程需求提供相應頻率和強弱的交流電；所述的導線2是帶有絕緣膠皮的單束和多束銅、鋁類的絲、線和纖維類的良導電材料集束而成，用于連接變頻電源I和工作芯線3，起到連接和遠距離輸電作用；所述的工作芯線3由單束和多束銅、鋁類的良導電材料以線、絲或纖維形式集束而成，且工作芯線3表面經(jīng)過耐高溫絕緣材料進行絕緣處理。本發(fā)明工作原理基于電磁感應加熱原理(渦流加熱原理)，實施時將所述的工作芯線3以一定間隔距離螺旋狀圍繞于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，通過導線2與變頻電源I相連，接通變頻電源I時，工作芯線3內(nèi)瞬變的交流電會產(chǎn)生交變電磁場，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(柱、樁、墩或梁等長細構(gòu)件)4內(nèi)的鋼筋因切割交變磁力線而出現(xiàn)渦流加熱效應，生成大量的熱可使得鋼筋因瞬間被軟化或熔化而喪失承載力；此外，高溫還會導致混凝土因其水化產(chǎn)物分解而粉化、崩潰，從而實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破。圖2為電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置應用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實施圖，如圖2所示，工作芯線3螺旋狀環(huán)繞于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)4上，實施時工作芯線3可緊密環(huán)繞亦可間隔一定距離螺旋狀環(huán)繞于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)4上，其纏繞部位尤以構(gòu)件的中部或最不利受力(彎矩)處為宜。本發(fā)明可通過交頻電源I來控制工作芯線3內(nèi)的交流電，實現(xiàn)交變電磁場的存在與消逝，達到爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)4的目的。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)4可為柱、樁、墩或梁等長細構(gòu)件。
權(quán)利要求
1.一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，包括變頻電源、工作芯線和導線，變頻電源通過導線連接工作芯線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的變頻電源為提供不同頻率和強度的交流電的配電變壓器、中頻發(fā)電機、可控硅逆變器或大功率電子管振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的工作芯線由單束和多束銅或鋁類的絲或線和纖維類的良導電材料集束而成，其表面采用耐高溫絕緣材料進行絕緣處理，并具有一定柔韌性。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的工作芯線為單層或多層形式螺旋狀緊密纏繞于鋼筋混凝土構(gòu)件局部區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的工作芯線采用多層形式纏繞，多層工作芯線的纏繞方向同向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的工作芯線多層纏繞彼此不交叉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的導線是纖維類的良導電材料與帶有絕緣膠皮的單束或多束銅或鋁類的絲或線集束而成，用于連接變頻電源和工作芯線。
全文摘要
一種電磁感應加熱爆破鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于包括變頻電源、工作芯線和導線，變頻電源通過導線連接工作芯線。本發(fā)明基于電磁感應加熱原理，通過造成構(gòu)件局部爆破與失穩(wěn)來實現(xiàn)整個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破，適于爆破既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尤其為鋼筋混凝土長細構(gòu)件。本發(fā)明具有構(gòu)造簡單、安全可靠、綜合費用低、環(huán)保、實時控制性好和施工快速等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)爆破技術的不足，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破技術發(fā)展提供了新途徑，具有巨大的實用價值和社會效益。
文檔編號E04G23/08GK102644385SQ201210100459
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者余志武, 劉鵬, 匡亞川, 宋力, 石衛(wèi)華, 陳令坤 申請人:中南大學, 高速鐵路建造技術國家工程實驗室