Konventionelle Abbruchplanung von Kühltürmen unter Verwendung eines progressiven Schadensmodells

Der circa 160 m hohe Kühlturm des Kernkraftwerks Mülheim-Kärlich wurde konventionell ohne Sprengung in einem mehrstufigen Prozess abgebrochen. Der Prozess unterteilt sich in die Phasen: vertikaler Zugang, maschineller und automatisierter Abbruch der oberen Kühlturmhälfte, kontrollierter Kollaps der unteren Kühlturmhälfte, Restabbruch. Es wird eine neue Methodik für den Abbruch präsentiert, bei dem die Struktur erst durch Schnitte in der Kühlturmschale und dann durch das sukzessive Entfernen von Stützen geschwächt wurde. Ein definierter Impuls, das Entfernen eines kritischen Stützelements, führt zu einem dem Abbruch mit Sprengstoff ähnlichen Versagen. Der Abbruchprozess wurde mithilfe der Finite-Elemente-Analyse modelliert. Ein progressives Versagensmodell, das anhand von Materialversuchen kalibriert und validiert wurde, konnte das Versagen der Schale präzise vorhersagen. Solche Analysetechniken können effektiv eingesetzt werden, um die Sicherheit des Abbruchs mittels kontrollierten Einsturzes hinsichtlich Einsturzverhalten, Fallrichtung und Erschütterungsprognose zu verbessern.

Conventional Demolition of Cooling Towers using a Progressive Damage Model
The approximately 160 m high cooling tower of the Mülheim-Kärlich nuclear power plant was conventionally demolished in a multi-stage process. This process is comprised of the following stages: vertical access, demolition of the upper third of the cooling tower using a remote-controlled excavator, controlled collapse of the lower part of the cooling tower, residual demolition. Here we present a novel approach to demolition, where the structure is first weakened by cuts and removal of base columns, and then a defined impulse, e.g. removal of a critical support element leads to failure akin to the demolition with explosives. We modeled the collapse using finite element analysis. A progressive failure model, validated from coupon tests, could accurately predict the failure of the concrete in compression. We showed that such analytical techniques can be effectively utilized to plan the demolition of cooling towers where non-traditional demolition techniques are required.