SPMT工法：实现桥梁快速施工培训课件

SPMT工法：实现桥梁快速施工

就目前不堪重负的城市交通情况而言，对城市路网中关键节点的桥梁进行维修、加固、置换、改造可谓雪上加霜。特别是诸多桥梁上部结构置换工程，所遇到的最大问题已不再是桥梁结构本身，而是如何避免在交通高峰期时阻断道路。在此背景下，快速施工工法已成为制约工程设计、实施最为关键的问题。进入21世纪以来，欧美各国相继开展了桥梁快速施工技术的研究和应用，并在大型平板运输车的基础之上研发“SPMT”（Self-propelldmodular transporter）设备。以德国Scheuerle、荷兰mammoet、比利时sairens 公司为代表的世界知名大型机械制造商依托其强大的研发和生产

能力,进行了多座桥梁的改造工程。美国桥梁界采用SPMT工法，2007年初至2011年底已完成100多座桥的施工。美国犹他州已将该工法列为推荐工法,并制定了以SPMT为核心的《快速施工技术规程》和《Accelerated BridgeConstruction Manual for Moving Utah Bridges using SPMTs》

June2009(《UDOT 使用SPMT移动桥梁手册》)，逐渐形成了桥梁快速施工技术的体系，经济和社会效益明显。工程案例如图1所示。国内也已经初步具备了基于“SPMT”设备进行桥梁上部结构整体安装的技术条件。实施条件

整体置换工法在加速更换桥梁进度的过程中具有两方面显

著优势：一方面它可以迅速地移走旧桥的整体结构，而无须在现场进行清除；另一方面它还可以将预制桥梁从临时工作区域运输到桥梁最终位置。这种工法的优点是可以大大减少施工所引致的道路封锁时间。具备下述必要条件时则可以考虑选用此工法：一是现场条件。现场要求桥位附近有足够广阔的临时工作区，满足旧梁堆放或拆解，新梁在支架上整体预制或拼装的所需空间；临时工作区域的地质条件要满足各种承重的需求；不论建造过程还是运输过程，从临时作业区到最终桥位的走行路线上必须满足“SPMT”运输所必需的净宽、净高空间需求、道路平整度、路面及地下构筑物承载能力等方面的要求。二是旧桥主梁损伤结构承载能力。旧梁损伤部位的结构性能决定了是否能够使用整体置换施工技术。首先应对既有损伤结构进行安全性评价，判断在拆除桥梁的全过程中，损伤部位的结构性能是否达到预先设定的目标。其中包括结构体系、边界条件、结构及构件的应力状态、变形状态、剩余承载力及整体或分块结构在解除约束、顶升、运输等全过程中的稳定性评估。三是新梁结构形式。新梁的结构形式除满足永久状态的结构受力要求外，还必须满足梁体运输、架设过程中的结构受力和变形要求及结构在架设过程中和使用全过程中所需的稳定性，且重量要在运梁车可承受范围之内。

运输体系整体置换工法的核心设备是“SPMT”车辆，须根据桥

梁的重量选择“SPMT”的模块数量和组合方式。对于液压自行式模块运输车，应具有一定承载力；自带动力，能够自行且方便操作；具有整体举升和下降功能；能够保持车面为一个平面；具有直行、斜行、横行、中心回转、摆转等多种运行模式（如图2所示）；通过总线控制系统，可以两台车或多台车联合协同作业（如图3所示）。“SPMT”工法的技术关键之一是根据桥梁的构造特点构建运输体系，梁体在运输、拆除、架设过程中的支承体系不变，相对变形不超过容许值。多车联动可采用在运梁车间加装分配梁，实现二者之间力的传递，并通过可调节反力支撑装置，控制主梁各支撑点的相对位移，保证主梁临时支点间相对几何关系在运输过程中不因道路纵横坡度变化而改变。通过运梁车、CAN总线多车同步控制系统、多点千斤顶数控支点同步控制系统、三维微调系统共同组成运输主梁的支撑设备体系。如图4所示。桥梁结构形式各异，质量分布不均，分散布置在其下的液压缸承载力也不尽相同。此时“SPMT”设备将通过适当的液压控制系统自动调整，以适应桥梁上部负载。为实现顶升力与相对位置的同步，须进行压力、位移、应力实时监控，据此判断梁体结构的应力是否超过允许值。我国在大型平板运输车的制造能力上近年来取得了飞速发展，已有郑州新大方、武汉桥机、上海猛犸等多个厂家具备生产和研发能力，并在京石高铁、京沪高铁等铁路工程大量使用了600-900t的大型平板

运输车运输铁路箱梁，东海大桥采用1600t液压平板运输车运输50米预制箱梁。如图5所示。后续工作

旧桥移除及新梁预制、运输、安装就位的全过程，需要根据梁体结构的适应能力、运输工艺特点，制定有针对性的监控测量方案。设计单位应根据损伤结构和新梁结构在实施过程中的受力、变形、应变和全过程所需的稳定性，给出各工况条件下的正常值、预警值和危险值。根据监测方案与运输方案对桥体稳定性和“SPMT”工法的一致性进行评价。连续监测各工序流程，得出各阶段梁体的位移与控制截面应变数据，当超过设计预警值时必须立刻停止操作,并查找原因，必要时须将梁体移回临时场地。桥梁结构整体置换工法要求对车辆性能、液压机械设备精细控制、桥梁受力、变形状况分析、施工管理、监控测量技术等进行多方面多手段的统筹协调、灵活应用，这样才能发挥“SPMT”工法的优势，确保全过程的可靠、安全、精确、快速实施，取得最大的社会经济效益。当桥梁需要维修、加固、改造，尤其城市桥梁需要拆除旧梁、置换新梁时，如何减少施工对公共交通的干扰，减少中断高速公路收费带来的费用赔偿，减少大量车辆绕行带来的能源消耗、人员成本支出，减少大众出行时间消耗的综合社会经济成本，这个课题已经超越桥梁结构本身，成为制约工程设计、实施最为关键的问题。以“SPMT”工法为核心的桥梁快速施工技术，将传统的以月计的交通中断时间缩短至以小时

计，大大降低了对交通环境的影响。如果此工法多次重复循环使用，将极大降低机械设备成本，社会与经济效益越发显著。（作者单位：北京市政工程设计研究总院)（编辑：王晓彤)