专利名称：一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢筋混凝土结构爆破装置，特别涉及一种采用电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置。
背景技术：
钢筋混凝土结构广泛应用于工农业生产和生活等领域，它是整个现代建筑的主要构成元素。然而，部分钢筋混凝土建筑因城市发展规划的需要或者已不能满足所需用途需予以拆除，且钢筋混凝土框架结构体系所占比重较大。钢筋混凝土框架结构的传统拆除方式主要为从顶至下的机械(人工)拆除和采用爆破底层钢筋混凝土柱等来拆除整个建筑。其中，爆破拆除(如炸药爆破、机械爆破和无声爆破等)是当前最常用的拆除方式；但这些拆除方式仍存在一定的局限性，如机械或人工拆除方式的劳动强度大、所需费用高且费时，还面临高空作业等危险；爆破方式常面临炸药(雷管等)的运输、存储和使用等方面危险，使用时出现瞎炮等问题常会危及施工人员人身安全；无声爆破方式经常面临爆破效果易受选址、钻孔、放置和密封等因素影响，不恰当的使用无声爆破剂将不能达到预期效果。有鉴于上述各种措施不足，故有必要开发一种效果更佳和安全可靠的爆破方式来满足钢筋混凝土结构拆除的需要。
发明内容
为了解决钢筋混凝土结构现有爆破方式自身的不足所带来的各种危害，本发明提供了一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置。为实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，包括，变频电源、工作芯线和导线，变频电源通过导线连接工作芯线。施工时将所述的工作芯线螺旋状围绕于钢筋混凝土结构上，接通变频电源，通过适当调整电流频率和强弱，即可对钢筋混凝土结构进行爆破。电磁感应加热原理(涡流加热原理)因具有高效和环保等优点而广泛应用于工业冶金领域；本发明工作原理也是基于电磁感应加热原理(涡流加热原理)，当接通变频电源时，工作芯线内的交流电会在其周围产生交变电磁场，诱导钢筋内部出现感应涡流，涡流会导致钢筋内生成大量的热量，钢筋对交变电磁场具有低通高阻的特性，电流的频率和强度越大，钢筋内的涡流加热效应越显著——生成的热量越多，钢筋因瞬间升温而发生软化或熔化，从而丧失承载力；同时，钢筋的高温还会导致混凝土中的水化产物分解，使得混凝土粉化、崩溃而丧失承载力；此外，混凝土中水化产物分解所生成的水汽也因无法及时排出混凝土，在混凝土内孔隙中聚集而形成高压区，当水汽沿着薄弱部位扩散时，高压蒸汽的转移会导致混凝土内局部应力集中，从而加速混凝土结构的崩溃。这种涡流加热效应仅作用于工作芯线所围绕的构件区，通过构件的局部爆破与失稳来实现整个钢筋混凝土结构爆破。适用于爆破钢筋混凝土结构，尤其适合于钢筋混凝土结构中的长细构件，具有高效、环保、安全可靠、性价比低和实时爆破等优点，弥补了传统爆破方式的不足，为钢筋混凝土结构爆破提供了新途径，具有巨大的实用价值和社会效益。、
本发明还在于所述的变频电源为提供不同频率和强度的交流电的配电变压器、中频发电机、可控硅逆变器或大功率电子管振荡器。其作用是根据工程需求提供相应频率和强弱的交流电，它是整个爆破装置的供电系统。本发明还在于所述的导线是带有绝缘胶皮的单束和多束铜、铝类的丝、线和纤维类的良导电材料集束而成，用于连接变频电源和工作芯线，起到连接和远距离输电作用。本发明还在于所述的工作芯线由单束和多束铜、铝类的丝、线和纤维类的良导电材料集束而成，其表面采用耐高温绝缘材料进行绝缘处理，并具有一定柔韧性。实施时，工作芯线可以单层或多层形式间隔螺旋状缠绕于钢筋混凝土构件局部区，若采用多层形式缠绕则工作芯线的缠绕方向应能保证其内电流方向同向——避免工作芯线产生的电磁场相互抵消，达到产生较强的交变电磁场来诱导钢筋产生涡流加热；此外，其表面的绝缘处理应能充分保证实施时不出现漏电和短路等事故，以确保实施可靠运行。本发明还在于所述的工作芯线为单层或多层形式螺旋状紧密缠绕于钢筋混凝土构件局部区。 本发明还在于工作芯线采用多层形式缠绕，多层工作芯线的缠绕方向同向本发明还在于所述的工作芯线采用多层形式缠绕，则工作芯线的缠绕方向同向而不能彼此交叉，以免造成交变电磁场强度相互抵消。本发明还在于导线是纤维类的良导电材料与带有绝缘胶皮的单束或多束铜或铝类的丝或线集束而成，用于连接变频电源和工作芯线本发明的有益效果是I、采用本发明基于电磁感应加热原理，可通过调节交流电的频率和强弱实现钢筋混凝土结构爆破，为爆破钢筋混凝土结构提供了新途径。2、本发明构造简单、易操作，具有热转换效率高、安全可靠、环保、可控性和实时性好等优点，弥补了传统爆破方式的不足。3、本发明还具有良好的普适性和稳定性，受外界环境因素(如降水和风等)影响小。
图I为电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置的结构示意图；图2为电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置应用到钢筋混凝土结构的实施图；其中I为变频电源，2为导线，3为工作芯线，4为钢筋混凝土结构(钢筋混凝土结构包括柱、桩、墩或梁等长细构件)。
具体实施例方式下面实施例是对本发明技术内容的进一步说明，但并非对本发明实质内容的限制。本发明的技术方案是，一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，包括变频电源I、工作芯线3和导线2，变频电源I通过导线2连接工作芯线3。本发明还在于所述的变频电源I为提供不同频率和强度的交流电的配电变压器、中频发电机、可控硅逆变器或大功率电子管振荡器。本发明还在于所述的工作芯线3由单束和多束铜、铝类的丝、线和纤维类的良导电材料集束而成，其表面采用耐高温绝缘材料进行绝缘处理，并具有一定柔韧性。本发明还在于所述的工作芯线3为单层或多层形式螺旋状紧密缠绕于钢筋混凝土构件4局部区。本发明还在于所述的工作芯线3采用多层形式缠绕，多层工作芯线3的缠绕方向同向。本发明还在于所述的工作芯线3多层缠绕彼此不交叉。 本发明还在于所述的导线2是纤维类的良导电材料与带有绝缘胶皮的单束或多束铜或铝类的丝或线集束而成，用于连接变频电源I和工作芯线3。图I为电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置的结构示意图，如图I所示电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置包括变频电源I、导线2和工作芯线3，变频电源I通过导线2连接工作芯线3。所述的变频电源I是整个装置的供电系统，其作用是可根据工程需求提供相应频率和强弱的交流电；所述的导线2是带有绝缘胶皮的单束和多束铜、铝类的丝、线和纤维类的良导电材料集束而成，用于连接变频电源I和工作芯线3，起到连接和远距离输电作用；所述的工作芯线3由单束和多束铜、铝类的良导电材料以线、丝或纤维形式集束而成，且工作芯线3表面经过耐高温绝缘材料进行绝缘处理。本发明工作原理基于电磁感应加热原理(涡流加热原理)，实施时将所述的工作芯线3以一定间隔距离螺旋状围绕于钢筋混凝土结构上，通过导线2与变频电源I相连，接通变频电源I时，工作芯线3内瞬变的交流电会产生交变电磁场，钢筋混凝土结构(柱、桩、墩或梁等长细构件)4内的钢筋因切割交变磁力线而出现涡流加热效应，生成大量的热可使得钢筋因瞬间被软化或熔化而丧失承载力；此外，高温还会导致混凝土因其水化产物分解而粉化、崩溃，从而实现钢筋混凝土结构爆破。图2为电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置应用到钢筋混凝土结构的实施图，如图2所示，工作芯线3螺旋状环绕于钢筋混凝土结构4上，实施时工作芯线3可紧密环绕亦可间隔一定距离螺旋状环绕于钢筋混凝土结构4上，其缠绕部位尤以构件的中部或最不利受力(弯矩)处为宜。本发明可通过交频电源I来控制工作芯线3内的交流电，实现交变电磁场的存在与消逝，达到爆破钢筋混凝土结构4的目的。钢筋混凝土结构4可为柱、桩、墩或梁等长细构件。
权利要求
1.一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，包括变频电源、工作芯线和导线，变频电源通过导线连接工作芯线。
2.根据权利要求I所述的一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，所述的变频电源为提供不同频率和强度的交流电的配电变压器、中频发电机、可控硅逆变器或大功率电子管振荡器。
3.根据权利要求I所述的一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，所述的工作芯线由单束和多束铜或铝类的丝或线和纤维类的良导电材料集束而成，其表面采用耐高温绝缘材料进行绝缘处理，并具有一定柔韧性。
4.根据权利要求I所述的一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，所述的工作芯线为单层或多层形式螺旋状紧密缠绕于钢筋混凝土构件局部区。
5.根据权利要求4所述的一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，所述的工作芯线采用多层形式缠绕，多层工作芯线的缠绕方向同向。
6.根据权利要求5所述的一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，所述的工作芯线多层缠绕彼此不交叉。
7.根据权利要求I所述的一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于，所述的导线是纤维类的良导电材料与带有绝缘胶皮的单束或多束铜或铝类的丝或线集束而成，用于连接变频电源和工作芯线。
全文摘要
一种电磁感应加热爆破钢筋混凝土结构的装置，其特征在于包括变频电源、工作芯线和导线，变频电源通过导线连接工作芯线。本发明基于电磁感应加热原理，通过造成构件局部爆破与失稳来实现整个钢筋混凝土结构爆破，适于爆破既有钢筋混凝土结构，尤其为钢筋混凝土长细构件。本发明具有构造简单、安全可靠、综合费用低、环保、实时控制性好和施工快速等优点，弥补了传统爆破技术的不足，为钢筋混凝土结构爆破技术发展提供了新途径，具有巨大的实用价值和社会效益。
文档编号E04G23/08GK102644385SQ201210100459
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者余志武, 刘鹏, 匡亚川, 宋力, 石卫华, 陈令坤 申请人:中南大学, 高速铁路建造技术国家工程实验室