再议渡桥电厂冷却塔的倒塌原因——倒塌事故中的塔型因素分析

摘要

大型自然通风冷却塔无需额外能源就可以提供大量的循环冷却水,在电力、石油、核能等行业中均有重要应用.其概念早在19世纪中叶就被提出,随后塔型也由方形、圆柱形等发展为双曲线型.1965年英国渡桥电厂冷却塔发生倒塌事故,调查认为,倒塌原因主要归结为没有考虑脉动风作用和群塔干扰效应而带来的设计强度不足,因而导致迎风面子午向钢筋的拉破坏。本文建立与渡桥电厂冷却塔同壁厚、同高度、同筒底直径和相同人字柱的双曲线型冷却塔，分析两者动力特性的差异，比较其单塔和三塔干扰风洞试验风荷载作用下的响应差异。通过分析可知，渡桥冷却塔的自振频率比双曲线型冷却塔低，径向位移和子午向薄膜力均比双曲线型冷却塔大，其子午向薄膜拉力基本上是同等双曲线型冷却塔的1.5倍左右。同时考虑自重作用后，渡桥冷却塔最大值出现在筒体底部，其数值为双曲线型冷却塔的2.09倍。这导致渡桥冷却塔迎风面筒体底部受拉区域混凝土更易开裂，钢筋更易受拉破坏。这与渡桥冷却塔筒体底部迎风面子午向钢筋受拉破坏导致冷却塔的倒塌的事实相吻合。因此可以认为渡桥电厂冷却塔的塔型的合理性不如同等条件的双曲线型冷却塔，塔型不合理是构成冷却塔倒塌的一个因素。