基于SPMT的高速公路天桥拆建技术分析.pdf

总654期2023年第24期（8月 下）0 引言跨线天桥拆建工程，所遇问题重点在于如何减少施工带来的交通干扰和社会影响。目前跨线天桥拆除施工一般采用破除法、爆破法施工；跨线天桥落梁一般采用吊车法、架桥机法施工。传统跨线天桥拆建施工工艺需多次封闭交通，封闭时间长，安全风险高，社会影响大。SPMT快速拆建跨线天桥施工技术，以其拆建同步，设备模块化、智能化，施工标准化、精确化、快速化及安全、环保等特点，为跨线天桥快速拆建提供了一种新的解决思路和方案，发展前景非常广阔。尤其在大流量、重交通的施工条件下，可代替传统施工工艺，社会经济效益可观。1 工程概况沈海高速公路阳江市局部路段由原来双向四车道改扩建为双向八车道，路基宽度由 28 m 扩建为 42 m，设计时速120 km/h，主要采取沿旧路两侧拼接加宽，保持旧路平纵断面不变的扩建方案。其中，T3标段改扩建工程起点桩号 K3246+599.966（国家高速公路网桩号），连接T2 标终点，终点桩号K3282+338.653，路线全长35.739 km。T3标段高速上有5座跨线分离式立交桥，相关数据如表1所示，因改扩建公路跨度要求需要拆除重建。经施工单位综合分析，拟采取SPMT快速拆建天桥施工技术在极短的施工时间内完成桥梁拆建，避免传统施工技术需要多次封闭交通及长时间设置防护措施的缺点，将施工对交通通行及环境的影响降到最低程度。新建天桥技术参数如表2所示。2 SPMT快速拆建技术分析2.1 SPMT结构参数SPMT能够适用于石油、桥梁、铁路、造船等多工程行业建设阶段大型货物运输，SPMT也能够依据不同工程环境，合理选取不同模块来构成具备针对性功能的运输车。此外，SPMT模块车能够在托架下利用顶升系统实现不同类型货物的负载提升，减少其余起重设备的大规模应用，能够优先改善施工效率。模块车采用一体化控制传动来完成多角度运行，模块车配备无线应急遥控和主要设备，多向行进中具备一致效率，模块车结构构成如图1所示，技术参数如表3所示。此外，多台模块车也能够拼接协同工作，智能化应用优势突出1。2.2 SPMT功能介绍模块车承载能够自由切换成3/4点支撑形式，在升降过程中，能够控制多点位自由支撑或整体水平升降；模块车转向系统则主要采取液压阀油缸控制，转向灵敏度极高，运行较为平稳，微电转向控制则具备防磁、防震及大温差范围内的稳定工作能力。多车辆并车、收稿日期：2023-01-16作者简介：卢玲霞（1992），女，甘肃定西人，工程师，从事公路桥梁施工。基于SPMT的高速公路天桥拆建技术分析卢玲霞（广东冠粤路桥有限公司，广东 广州 511400）摘要：自行式模块运输车（SPMT）快速拆建跨线天桥施工技术与传统跨线天桥拆建技术相比，具有拆建同步，设备模块化、智能化，施工标准化、精确化、快速化及安全、环保等优点。本文依托广东省开阳县改扩建T3标所处高速公路上跨天桥拆建项目，基于“SPMT”驮运设备，通过布设相应的支撑系统，实现跨线天桥的快速拆建，有效解决了大流量、重交通条件下跨线天桥拆建施工难度大的问题，取得了良好的经济和社会效益。关键词：自行式模块运输车；快速拆建；上跨天桥中图分类号：U445文献标识码：B表1 T3标拆除跨线天桥参数序号T3-1#T3-2#T3-3#T3-4#T3-5#国高网桩号K3252+549K3254+987K3255+697K3257+009K3257+819桥跨数量31313孔径组合/m16.4+34.4+16.44313.7+29.1+13.739.621+34+21上构形式钢筋砼连续箱梁中承式悬链线拱桥二铰斜腿刚构桥钢筋混凝土拱桥预应力连续箱梁桥宽/m88888截面形式变截面箱梁等截面箱梁等截面箱梁表2 T3标新建跨线天桥参数序号T3-1#T3-2#T3-3#T3-4#T3-5#国高网桩号K3252+517K3255+029K3255+947K3256+804K3257+780桥跨数44442主跨组合形式/m40+40m钢混组合梁30+30m钢混组合梁30+30m钢混组合梁30+30m钢混组合梁40+40m钢混组合梁桥宽/m2323232312备注双幅双幅双幅双幅单幅170交通世界TRANSPOWORLD单车运行状态下具备同样的转向模式（八字转向、直斜行、中心回转等）。模块车并车使用功能设计则需要预设并车接口，不同单元模块车可以软硬连接，通过连接架硬衔接或电缆线连接实现单车使用效果。发动机具备水温、机油油温、机油压力、高压过滤、空气过滤、出回油等多状态显示，内部设置单元箱保存多类型控制元件，元件标记和图纸保持一致2。2.3 驮运及落梁支架系统设计2.3.1 驮运支架系统驮梁支架采用标准杆件拼装，由标准钢管立柱、标准连系杆、车顶分配梁及顶层分配梁组成。标准钢管立柱为60916 mm的钢管，两端设置2 cm法兰盘，主要型号由0.2、0.3、0.5、1、2、4 m，见图2。根据各标准钢管立柱高度及间距设计10种标准连系杆，连系杆水平杆及斜杆采用I6a槽钢，立柱上设置含有4个螺栓孔的节点板（1.4 cm厚），与槽钢采用螺栓连接。顶层分配梁采用3拼I25a工字钢，长7 m。车顶分配梁采用3拼I36a工字钢，长7.5 m，在钢管支撑处两侧增宽至5拼I36a工字钢。车顶分配梁平面构造见图3。根据各桥梁底净空选用不同尺寸的标准杆件组拼驮梁支架，以T3-1旧桥为例，跨驮梁支架总体布置见图4。驮梁支架顶端与梁体缝隙采用橡胶垫+方木填塞，并在顶层分配梁上焊接限位块，防止楔形方木滑移3。2.3.2 落梁支架系统考虑尽量不改变结构的受力状态，设计落梁支架与驮梁支架共用，即梁体驮运至存梁场地后，将驮梁支架落架于1.5 m高的标准钢筒上，作为落梁支架，落梁支架下方设置条形基础。落梁支撑系统构造见图5。2.4 旧桥快速拆除、新建工艺结合开阳高速上跨天桥拆除工程条件和相应的桥梁拆除原则，根据社会、经济和技术等方面综合比较，采用 SPMT 模块车智能移运拆除技术，快速移除主跨（跨高速公路），非跨路跨采取隔离保护措施后切割吊装或就地破碎凿除，选择桥址外侧空白场地作为存梁破碎及材料堆放场。旧桥快速拆除施工工艺流程如图6（a）所示。施工准备：待拆桥梁结构现状调查；五通一平建设；图1 SPMT结构构成示意图表3 模块车技术参数行驶速度/（km/h）轴线载荷/kg载重平台高度（升降平台置于初始位置）/mm载重平台高度/mm升降/补偿冲程/mm悬挂数量/套悬挂数量（驱动悬挂）/套悬挂数量（制动悬挂）/套400bar时的牵引力/kN制动力/kN许用最大行驶速度/（km/h）轮胎型号转向角度/工作温度/平台许用弯矩/（kN/m）534 5001 5001 500350700812246120/240330/44010-15355/65-15230-3050+7 700-6 260336 500138 5000.540 500单位：cm图2 标准钢管立柱单位：mm图3 车顶分配梁9（a）纵断面（b）横断面单位：cm单位：cm图4 梁体驮梁支架总体布置图171总654期2023年第24期（8月 下）方案设计、咨询与论证；施工方案交底。存梁场地平整硬化，加工驮运支架：为满足模块车行走需要，对存梁场地进行平整压实及硬化处理，拆除移运路径上的中央分隔带；在存梁场地设置扩大基础，扩大基础顶面与场地面平齐；按设计图纸加工驮运支架。搭设边跨、中跨支架：T3-1连续梁桥扩大基础为支撑点搭设边跨钢管支架，钢管通过植螺栓与基础固定，钢管顶塞垫楔形块及钢板。梁体预切：封闭交通前对T3-1连续箱梁桥沿设计切割线对梁体进行切割，切割断面需保障梁体能顺利移出。驮运系统组拼：连接模块车油管，形成4点支撑；模块车组行驶至驮梁支架底部，加载驮梁支架。封闭交通：全封闭各桥跨所在互通区间交通，交通通过325国道导行。驮运系统就位预顶：拆除移运路径上边护栏及中央分隔带，护栏立柱桩头采用2cm钢板铺设过渡，清除路径上的其他障碍；驮运系统沿移运轨迹行驶至旧桥梁底，精确定位；逐步调整模块车高度，使驮运支架贴近梁底，保证支架与梁底全部接触后，按100%梁段自重荷载分级加载预顶。梁体移除：同步顶升梁体20 cm，然后按移运路径行驶至存梁场完成落梁；移运过程进行路径控制、速度控制、油压控制、道路自适应控制、梁体姿态及应力控制、全过程安全控制，加强施工监控。梁体破碎凿除：沿存梁场边缘搭设防护支架，利用挖机就地破碎移运梁体；沿边护栏搭设防护支架，封闭应急车道，就地破碎桥台及非跨路跨梁体4。新桥快速安装阶段，钢混组合梁分节段在工厂内加工制作，各部件验收合格后进行预拼装，拼装合格后运输至桥位附近的拼装场地进行正式组装成型，现浇桥面板，浇筑湿接缝、桥面铺装、防撞护栏，养护后通过 SPMT 模块车配套驮梁支架运输至桥位安装就位，最后进行伸缩缝的安装，在伸缩缝混凝土养护完成后开放天桥交通。新桥快速安装施工工艺流程如图6（b）所示。（a）拆除（b）新建图6 快速拆建施工工艺（a）纵断面（b）横断面单位：cm单位：cm图5 落梁支撑系统构造布置图172交通世界TRANSPOWORLD2.5 施工重难点分析快速拆建过程中，为确保施工安全、结构安全、交通安全、环境安全，施工单位需要系统设计桥梁上构快速安装、移运系统，保证各工况、各工序下桥梁结构、支撑体系、SPMT模块车、地基基础的结构处于安全可控状态；系统调查施工条件，采取措施保证支撑系统的稳定性和安全性；对模块车进行全面检测维修保养、型式试验，确保顶升移动过程安全可靠；建立可视化信息采集及反馈系统，并与智能监控对接，实时监控现场的操作、施工、车流、人员等各种状态，及时预警、纠偏；引进独立的监控单位进行全面全方位实时监控；制定全面的应急预案，对可能出现的设备故障、突发事件第一时间进行有效处置及控制；由业主牵头，设计、施工、监控、监理、咨询共同组成的安全控制领导小组高要求推进桥梁上构架设工作5。3 应用效果评价3.1 施工优势新建天桥的上部结构采用钢混组合梁的结构形式，充分利用工厂建造、现场拼装的结构组成优势，在现场装配整体结构，利用驮运系统（SPMT）及支撑系统快速移梁就位安装。新天桥梁体架设完成后，只需要安装伸缩缝，浇筑混凝土养生龄期结束后即可正常开放交通。针对拟拆除跨线天桥不同的结构体系及结构形式，合理划分移除节段，利用装备化、标准化、SPMT以及支撑系统快速移除跨主线部分天桥上部结构。实现跨线天桥拆建的精确化、快速化、同步化，在拆建过程中进行监控和受力分析，利用北斗导航系统对梁段移运路径进行实时定位导航，SPMT可自动适应平移道路的不平整路况，上下幅度自动可调，保证了梁体移运安全及新梁安装精度6。3.2 社会经济效益经调查和分析，SPMT快速拆建跨线天桥施工技术相较于常规天桥拆建技术，经济效益明显。开阳高速公路是粤西片区交通主干道，日均车流量达到9.22 万车次，采用SPMT快速拆建跨线天桥施工技术施工时间仅需34h（传统工艺约10h以上），降低了中断高速公路收费带来的费用赔偿，减少了大量车辆绕行带来的能源消耗及人员成本支出，具有良好的经济效益。SPMT快速拆建跨线天桥施工技术以其拆建同步，设备模块化、智能化，施工标准化、精确化、快速化及安全、环保等特点，为跨线天桥快速拆建提供了一种新的解决思路和方案，发展前景非常广阔。尤其在大流量、重交通的施工条件下，可代替传统施工工艺，避免了传统桥梁拆除过程中带来的粉尘污染，减少了施工对公共交通的干扰，大幅缩短了施工工期，社会效益可观7。4 结束语SPMT快速拆建跨线天桥施工技术，已在开阳改扩建T3标成功应用。SPMT进行快速拆建跨线天桥施工，无论从施工周期、社会意义、环保意义等方面都有不可比拟的优越性，具有广阔的应用前景。SPMT快速拆建跨线天桥施工技术是一项新技术，以其拆建同步，设备模块化、智能化，施工标准化、精确化、快速化及安全、环保等特点，为跨线天桥快速拆建提供了一种新的解决思路和方案，发展前景非常广阔。参考文献：1 林强.自行式模块运输车驱动和悬挂系统研究与悬挂机构优化研究J.科技资讯，2015，13（31）：96-97.2 王蒙.基于自行式模块运输车的履带起重机运输工艺设计与分析J.起重运输机械，2021（22）：56-61.3 迟文达.SPMT施工技术在桥梁工程中的应用J.工业，2015（6）：221-222.4 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