Sådan fungerer bygningsimplosioner

Du kan rive en stenmur med en slædehammer, og det er ret let at planere en fem-etagers bygning ved hjælp af gravemaskiner og ødelæggende bolde. Men når du skal nedbringe en massiv struktur, sige en 20-etagers skyskraber, du er nødt til at hive de store kanoner ud. Eksplosiv nedrivning er den foretrukne metode til sikkert og effektivt at rive større strukturer ned. Når en bygning er omgivet af andre bygninger, det kan være nødvendigt at "implodere" bygningen, det er, få det til at falde sammen i sit fodspor .

I denne artikel, vi finder ud af, hvordan nedrivningsbesætninger planlægger og udfører disse spektakulære implosioner. De voldsomme eksplosioner og bølgende støvskyer kan se kaotiske ud, men en bygningsimplosion er faktisk en af ​​de mest præcist planlagte, delikat afbalanceret ingeniørarbejde, du nogensinde vil se.

Jo større de kommer, jo hårdere de falder

Grundtanken om eksplosiv nedrivning er ganske enkel:Hvis du fjerner en bygnings støttestruktur på et bestemt tidspunkt, bygningens sektion over dette punkt vil falde ned på bygningsdelen under dette punkt. Hvis denne øvre sektion er tung nok, det vil kollidere med den nederste del med tilstrækkelig kraft til at forårsage betydelig skade. Sprængstoffet er kun udløseren til nedrivningen. Det er tyngdekraften, der får bygningen ned.

Nedrivningsblæsere belastning sprængstof på flere forskellige niveauer i bygningen, så bygningskonstruktionen falder ned på sig selv på flere punkter. Når alt er planlagt og udført korrekt, den samlede skade på sprængstofferne og det faldende byggemateriale er tilstrækkeligt til helt at bryde strukturen sammen, så oprydningsmandskaberne har kun en bunke murbrokker tilbage.

For at ødelægge en bygning sikkert, blasters skal kortlægge hvert element af implosionen på forhånd. Det første trin er at undersøge arkitektoniske tegninger af bygningen, hvis de kan findes, at bestemme, hvordan bygningen er sat sammen. Næste, blaster -besætningen turnerer i bygningen (flere gange), nedskrive noter om understøtningsstrukturen på hver etage. Når de har samlet alle de rådata, de har brug for, blasterne slår en angrebsplan frem. Henter fra tidligere erfaringer med lignende bygninger, de bestemmer, hvilke sprængstoffer der skal bruges, hvor de skal placeres i bygningen, og hvordan de skal times detonationer . I nogle tilfælde, blaster kan udvikle 3D-computermodeller af strukturen, så de kan teste deres plan på forhånd i en virtuel verden.

Den største udfordring ved at bringe en bygning ned er at kontrollere, hvilken vej den falder. Ideelt set, et sprængningshold vil være i stand til at vælte bygningen over på den ene side, ind på en parkeringsplads eller et andet åbent område. Denne form for eksplosion er den letteste at udføre, og det er generelt den sikreste vej at gå. At vælte en bygning er noget som at fælde et træ. For at vælte bygningen mod nord, blasterne detonerer først sprængstof på bygningens nordside, på samme måde ville du hugge ind i et træ fra nordsiden, hvis du ville have det til at falde i den retning. Blaster kan også fastgøre stålkabler til at understøtte søjler i bygningen, så de trækkes på en bestemt måde, mens de smuldrer.

Sommetider, selvom, en bygning er omgivet af strukturer, der skal bevares. I dette tilfælde, blasterne fortsætter med en sand implosion, nedrivning af bygningen, så den falder lige ned i sin egen fodspor (det samlede areal i bunden af ​​bygningen). Denne bedrift kræver en sådan dygtighed, at kun en håndfuld nedrivningsfirmaer i verden vil prøve det.

Blasters behandler hvert projekt lidt anderledes, men grundtanken er at tænke bygningen som en samling af separate tårne. Blasterne sætter sprængstofferne således, at hvert "tårn" falder mod midten af ​​bygningen, på nogenlunde samme måde, som de ville sætte sprængstofferne til at vælte en enkelt struktur til siden. Når sprængstofferne detonerer i den rigtige rækkefølge, væltende tårne ​​styrter mod hinanden, og alt murbrokker samler sig i midten af ​​bygningen. En anden mulighed er at detonere søjlerne i midten af ​​bygningen før de andre søjler, så bygningens sider falder indad.

Ifølge Brent Blanchard, en implosionsekspert hos nedrivningskonsulentfirmaet Protec Documentation Services, stort set alle bygninger i verden er unikke. Og for en given bygning, der er en række måder, hvorpå et sprængningshold kan bringe det ned. Blanchard noterer sig nedrivningen af ​​Hayes Homes, et 10-bygnings boligprojekt i Newark, New Jersey, som blev revet ned i tre separate faser i løbet af tre år. "Et andet sprængningsfirma udførte hver fase, "Blanchard siger, "og selvom alle bygninger var identiske, hver blaster valgte en lidt anden type eksplosiv og indlæst varierende antal understøttelsessøjler. De bragte endda bygningerne ned i forskellige matematiske sekvenser, med varierende mængder tid indregnet mellem hver bygnings kollaps. "

Generelt sagt, blasters vil først eksplodere de store støttesøjler på de nederste etager og derefter et par øvre historier. I en 20-etagers bygning, for eksempel, blasterne kan blæse søjlerne på første og anden sal, samt 12. og 15. etage. I de fleste tilfælde, at blæse støttekonstruktionerne på de nederste etager er tilstrækkelig til at kollapse bygningen, men læssesøjler på de øverste etager hjælper med at bryde byggematerialet i mindre stykker, når det falder. Dette gør det lettere at rydde op efter eksplosionen.

Når blasterne har fundet ud af, hvordan man opretter en implosion, det er tid til at forberede bygningen. I det næste afsnit, vi finder ud af, hvad der er involveret i præ-detonation prepping og ser, hvordan sprængere rigger sprængstofferne til en præcist tidsnedrivning.

Strengt taget, en implosion er en begivenhed, hvor noget falder indad, fordi det ydre atmosfæriske tryk er større end det indre tryk. For eksempel, hvis du pumpede luften ud af et glasrør, det kan implodere.

En bygningsimplosion er ikke virkelig en implosion - atmosfærisk tryk trækker eller skubber ikke strukturen indad, tyngdekraften får det til at falde sammen. Men udtrykket implosion er almindelig brug for denne form for nedrivning. I denne artikel, vi bruger ordet på denne måde.

Detonatorer og Dynamit

I det sidste afsnit, vi så hvordan blaster planlægger en bygningsimplosion. Når de har en klar idé om, hvordan strukturen skal falde, det er tid til at forberede bygningen. Det første trin i forberedelsen, som ofte begynder, før blaster faktisk har undersøgt stedet, er at rydde snavs ud af bygningen. Næste, bygningshold, eller, mere præcist, de konstruktion besætninger, begynde at tage ikke-bærende vægge ud i bygningen. Dette giver et renere brud på hver etage:Hvis disse vægge blev efterladt intakte, de ville stivne bygningen, hindrer dens kollaps. Destruktionsbesætninger kan også svække støttesøjlerne med slædehamre eller stålskærere, så de lettere giver efter.

Næste, blaster kan starte Indlæser søjlerne med sprængstof. Blaster bruger forskellige sprængstoffer til forskellige materialer, og bestem mængden af ​​sprængstof, der er nødvendig baseret på materialets tykkelse. For betonsøjler, blaster bruger traditionel dynamit eller et lignende eksplosivt materiale. Dynamit er bare absorberende fyld fyldt i et meget brændbart kemikalie eller en blanding af kemikalier. Når kemikaliet antændes, det brænder hurtigt, producerer en stor mængde varm gas på kort tid. Denne gas ekspanderer hurtigt, anvender et enormt udadgående tryk (op til 600 tons pr. kvadratmeter) på det, der er omkring det. Blasters propper dette eksplosive materiale ind i smalle bore huller boret i betonsøjlerne. Når sprængstofferne antændes, det pludselige ydre tryk sender en kraftig chokbølge, der brager gennem søjlen med supersonisk hastighed, smadre betonen i små stykker.

Det er lidt vanskeligere at rive stålsøjler, da det tætte materiale er meget stærkere. For bygninger med stålunderstøtning, blaster bruger typisk det specialiserede eksplosive materiale cyclotrimethylenetrinitramin, hedder RDX for kort. RDX-baserede eksplosive forbindelser ekspanderer med en meget høj hastighed, op til 27, 000 fod i sekundet (8, 230 meter i sekundet). I stedet for at nedbryde hele kolonnen, den koncentrerede, højhastighedstrykskiver lige igennem stålet, dele det i to. Derudover blaster kan antænde dynamit på den ene side af søjlen for at skubbe den over i en bestemt retning.

For at antænde både RDX og dynamit, du skal anvende et alvorligt chok. Ved nedrivning af bygninger, blasters opnår dette med en sprængningshætte , en lille mængde eksplosivt materiale (kaldet primer ladning ) tilsluttet en slags sikring. Det traditionelle sikringsdesign er en lang ledning med eksplosivt materiale indeni. Når du tænder den ene ende af ledningen, det eksplosive materiale inde i det brænder i et stabilt tempo, og flammen bevæger sig ned ad snoren til detonatoren i den anden ende. Når det når dette punkt, det sætter gang i primær afgift .

Disse dage, blasters bruger ofte en elektrisk detonator i stedet for en traditionel sikring. En elektrisk detonator sikring, kaldet a ledningslinje , er bare en lang længde af elektrisk ledning. I enden af ​​detonatoren, tråden er omgivet af et lag eksplosivt materiale. Denne detonator er fastgjort direkte til primeren ladning fastgjort til de vigtigste sprængstoffer. Når du sender strøm gennem ledningen (ved at tilslutte den til et batteri, for eksempel), elektrisk modstand får ledningen til at varme op. Denne varme antænder det brandfarlige stof på detonatorenden, som igen sætter primeren i gang, som udløser de vigtigste sprængstoffer.

For at kontrollere eksplosionssekvensen, blasters konfigurerer blasthætterne med simple forsinke mekanismer, sektioner af langsomt brændende materiale placeret mellem sikringen og primerladningen. Ved at bruge en længere eller kortere længde af forsinkelsesmateriale, blasterne kan justere, hvor lang tid det tager hvert eksplosiv at gå af. Selve sikringen er også en faktor, da det vil tage meget længere tid for opladningen at bevæge sig ned ad en længere sikring end en kortere. Ved hjælp af disse timing -enheder, blasterne dikterer præcist rækkefølgen af ​​eksplosionerne.

Blasters bestemmer, hvor meget eksplosivt materiale der skal bruges, hovedsageligt baseret på deres egen erfaring og de oplysninger, der blev givet af arkitekterne og ingeniørerne, der oprindeligt byggede bygningen. Men for det meste, de vil ikke stole på disse data alene. For at sikre, at de ikke overbelaster eller underbelaster understøttelsesstrukturen, blasterne udfører en testblast på et par af kolonnerne, som de pakker ind i et skjold for sikkerheden. Blasterne prøver forskellige grader af eksplosivt materiale, og baseret på effektiviteten af ​​hver eksplosion, de bestemmer den mindste eksplosive ladning, der er nødvendig for at nedrive søjlerne. Ved kun at bruge den nødvendige mængde eksplosivt materiale, blaster minimerer flyvende affald, reducere sandsynligheden for at beskadige nærliggende strukturer.

For yderligere at reducere flyvende affald, blaster kan vikle kædeleddshegn og geotextilstof rundt om hver søjle. Hegnet forhindrer de store bidder i at flyve ud, og stoffet fanger de fleste af de mindre bits. Blaster kan også vikle stof omkring ydersiden af ​​hver etage, der er rigget med sprængstof. Dette fungerer som et ekstra net til at indeholde enhver eksploderende beton, der river gennem materialet omkring hver enkelt søjle. Strukturer omkring bygningen kan også være dækket for at beskytte dem mod flyvende snavs og trykket ved eksplosionerne.

Når alt er sat op, det er tid til at få showet i gang. I det næste afsnit, vi finder ud af, hvilke sidste skridt blasterne skal tage for at forberede implosionen, og vi ser på selve implosionen. Vi finder også ud af, hvad der kan gå galt i eksplosiv nedrivning og ser, hvordan sprængere evaluerer projektet, når røgen er ryddet.

Brent Blanchard, en implosionsekspert med Protec Documentation Services, siger, at utallige implosionsentusiaster stiller ham det samme spørgsmål:"Hvordan kan jeg blive en blaster eller nedrivningsekspert?" Der er ingen "blaster school" eller organiseret nedrivningsundervisningsprogram i verden, Blanchard siger, så den eneste måde at blive en nedrivningsekspert er at lære på jobbet. Potentielle blasters vil arbejde på et etableret sprængningsfirma, indtil de kender feltet indefra og ud. Derefter, de kan enten blive ved med deres chef eller vove sig ud på egen hånd og konkurrere med blasterne, der trænede dem.

Kunder er forståeligt nok forsigtige med at bygge implosion, og de har en tendens til at ansætte et nedrivningsfirma baseret på de job, det har trukket fra tidligere. Af denne grund, Blanchard siger, det er meget svært for et ungt nedrivningsfirma at lande store implosionsjob. Næsten alle større bygningsimplosioner i verden håndteres af omkring 20 veletablerede virksomheder. I mange af disse virksomheder, sprængning videreføres fra generation til generation. Forældre lærer deres børn færdigheder, og børnene rejser derefter deres egne små blaster.

Det store brag

I de sidste par afsnit, vi kiggede på alt, hvad blaster gør for at forberede en bygning til implosion. Ud over disse foranstaltninger, sprængerne skal forberede befolkningen i området til sprængningen, forsikre de lokale myndigheder og nabofirmaer om, at nedrivningen ikke alvorligt vil skade nærliggende strukturer. Den bedste måde, blastere kan berolige ængstelige myndigheder på, er ved at demonstrere virksomhedens succes med tidligere implosioner.

To tårne ​​i Holly Street Development i London, England, blev revet ned i marts 2001. De var en formidabel udfordring for sprængningsfirmaet, Kontrolleret nedrivningsgruppe, Ltd. . Det ene tårn skulle rigges, så det faldt om på siden, væk fra en gasledning, mens den anden måtte falde perfekt sammen i sit eget fodaftryk, for at undgå at beskadige nabostrukturer. Nedrivningen gik præcis som planlagt, uden nogen som helst skade på gasledninger eller nabobygninger.

For at hjælpe blasterne med at arbejde igennem denne proces, et sprængningsfirma kan indbringe et uafhængigt nedrivningskonsulentfirma, såsom Protec Documentation Services. Protec bruger bærbare markseismografer til at måle jordvibrationer og luftblæsning under en implosion. Brent Blanchard, driftsleder for virksomheden, siger, at de også inspicerer omgivende strukturer før implosionen, så de kan hjælpe med at vurdere eventuelle skadekrav efter eksplosionen. Derudover Protecs medarbejdere optager sprængningen fra flere vinkler, så der er en registrering af, hvad der faktisk skete. Ved hjælp af data indsamlet fra tidligere eksplosioner, virksomhedens ingeniører kan på forhånd forudsige, hvilket vibrationsniveau en bestemt implosion kan forårsage.

Når strukturen er blevet svækket på forhånd, og alle sprængstoffer er ilagt, det er tid til at tage de sidste forberedelser. Blaster udfører en sidste kontrol af sprængstofferne, og sørg for, at bygningen og området omkring den er helt klare. Overraskende, implosionsentusiaster forsøger undertiden at snige sig forbi barrierer for et nærmere overblik over eksplosionen, trods de åbenlyse risici. Med ødelæggelsesniveauet involveret, det er bydende nødvendigt, at alle tilskuere er et godt stykke væk. Blasters beregner denne sikkerhedsgrænse baseret på bygningens størrelse og mængden af ​​anvendt sprængstof.

Lejlighedsvis, sprængere har fejlvurderet rækkevidden af ​​flyvende affald, og tilskuere er kommet alvorligt til skade. Blasters kan også overvurdere mængden af ​​eksplosiv kraft, der er nødvendig for at bryde strukturen, og så producerer en mere kraftfuld blast end nødvendigt. Hvis de undervurderer, hvilken eksplosiv kraft der er brug for, eller nogle af sprængstofferne ikke kan antænde, strukturen må ikke rives helt ned. I dette tilfælde, nedrivningsbesætningen bringer gravemaskiner og vragbolde ind for at afslutte jobbet. Alle disse uheld er ekstremt sjældne i nedrivningsindustrien. Sikkerhed er en blaster 's nummer et bekymring, og, for det meste, de kan udmærket forudsige, hvad der vil ske i en implosion.

Når området er klart, blasterne trækker sig tilbage til detonatorkontrollerne og begynder nedtællingen. Blasterne kan lyde en sirene på 10 minutter, fem minutter og et minuts mærke, at lade alle vide, hvornår bygningen kommer ned. Hvis de bruger en elektrisk detonator, blasterne har en detonator controller med to knapper, en mærket "ladning" og en mærket "brand". Mod slutningen af ​​nedtællingen, en blaster trykker på og holder knappen "opladning" nede, indtil en indikator lyser. Dette opbygger den intense elektriske ladning, der er nødvendig for at aktivere detonatorerne (dette ligner opladning af en kamerablitz til at bygge den nødvendige elektriske energi til at belyse en scene). Efter at detonator-kontrolmaskinen er opladet, og nedtællingen er afsluttet, blasteren trykker på "brand" -knappen (mens du stadig holder opladningsknappen nede), frigive ladningen i ledningerne, så den kan modvirke sprængningshætterne.

Typisk, den faktiske implosion tager kun et par sekunder. For mange tilskuere, ødelæggelsens hastighed er det mest utrolige aspekt af en implosion. Hvordan kan en bygning, der tog måneder og måneder at bygge, og stod op til elementerne i hundrede år eller mere, falde sammen i en bunke murbrokker, som var det et sandslot?

Efter eksplosionen, en støvsky skyder ud omkring vraget, omslutter tilskuere i nærheden. Denne sky kan være til gene for alle, der bor i nærheden af ​​eksplosionsstedet, men blasters påpeger, at det faktisk er mindre påtrængende end støvet sparket op af ikke-eksplosiv nedrivning. Når arbejdere tager bygninger ned med slædehamre og ødelæggende bolde, nedrivningsprocessen kan tage uger eller måneder. I denne tid, en betydelig mængde støv bliver sparket op i luften hver dag. Når bygningen er nivelleret på et øjeblik, på den anden side, alt støv er koncentreret i en sky, som hænger i en relativt kort periode. Beboere i nærheden med allergi kan forlade området den ene dag og undgå støvet helt.

Efter skyen er klaret, blasterne undersøger scenen og gennemgår båndene for at se, om alt gik efter planen. På dette tidspunkt, det er afgørende at bekræfte, at alle sprængstoffer blev detoneret og fjerne eventuelle sprængstoffer, der ikke gik af. Hvis der var et rådgivende besætningsmedlem til rådighed, blasterne gennemgår også deres vibrations- og luftblæsningsdata. Det meste af tiden, erfarne sprængere bringer bygninger ned præcis som planlagt. Skader på nærliggende strukturer, selv dem, der støder op til eksplosionsstedet, er normalt begrænset til et par ødelagte vinduer. Og hvis noget ikke virker helt rigtigt, blasterne logger det i deres mentale katalog og sørger for, at det ikke sker ved det næste job. På denne måde, job for job, videnskaben og implosionskunsten fortsætter med at udvikle sig.

For mere information om bygningsimplosion, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer skyskrabere
• Sådan fungerer smarte strukturer
• Hvor kraft, Strøm, Moment- og energiarbejde
• Sådan fungerer C-4
• Sådan fungerer kondensatorer
• Sådan fungerer jordskælv
• Sådan fungerer landminer
• Sådan fungerer atombomber
• Hvad er dynamit, og hvordan fungerer det?
• Kan mel eksplodere?

Flere store links

• ImplosionWorld
• Kontrolleret nedrivningsgruppe, LTD.
• Dykon Bore- og sprængningsspecialister:Filmklip
• Phillyblast
• Nedrivningsforum