SPMT模塊車在城市復雜道路交通環境中快速架設大跨度變截面鋼箱梁的應用

雷志輝、鄒小衛

（中鐵廣州工程局集團深圳工程有限公司，廣東深圳518000）

0 引言

隨著我國城市化進程的不斷加快，地面上基礎建設難度增加，各種上跨既有線工程嚴重影響既有道路交通安全。若采用常規的吊裝法、頂推法及轉體法等施工工藝架設跨交通繁忙的城市道路的鋼箱梁，對周邊環境和社會影響要求更高，對城市繁忙的道路交通壓力影響更大，特別是大跨度變截面的鋼箱梁整體快速運輸對周邊環境和道路交通等要求更高。

SPMT 模塊車是一種在液壓組合掛車基礎上衍生出的高端技術產品。SPMT 模塊車架梁施工工藝是首先在拼裝場進行鋼箱梁拼裝，再通過SPMT 模塊車頂升梁體，然后沿著預定路線運輸至設計橋位施工現場，最后利用SPMT 模塊車對鋼箱梁進行快速、精確定位。

1 工程概況及環境條件

月亮灣立交位于深圳市前海區與南山區交界處的樞紐型全互通立交，月亮灣立交—桂廟路主線跨線橋是月亮灣立交工程的重要組成部分。其上部結構鋼箱梁設置為左右兩幅鋼箱梁，位于左幅9～13#墩的一聯鋼箱梁（跨徑為45.5m+71m+42.5m+34m）上跨月亮灣大道和右幅9～12#墩的一聯鋼箱梁（跨徑為45.5m+71m+42.5m）上跨月亮灣大道，月亮灣大道是深圳市南山區的主要城市干道之一。此次利用SPMT 模塊車架設的是上跨月亮灣大道的一段梁長約43m 的大跨度變截面鋼箱梁。左右幅鋼箱梁均先吊裝10#墩頂的定位節段6，然后用模塊車整體架設節段7～節段9 拼裝的大節段1、節段10～節段11 拼裝的大節段2，最后吊裝上跨月亮灣大道其余各個節段，立面圖見圖1。

圖1 立面圖

2 施工工藝流程

月亮灣大道主線跨線橋根據設計和現場實際情況及鋼箱梁節段長度和重量（最大重量306t），采用2組10 軸線SPMT 模塊車組合，運輸上跨月亮灣大道鋼箱梁。

施工步驟為：場地平整—地基處理—臨時支墩安裝—SPMT 模塊車鋼箱梁預拼節段吊裝及焊接—鋼箱梁焊縫檢測—鋼箱梁防腐涂裝—SPMT 模塊車車載支架組裝，SPMT 模塊車調試、對位—SPMT 模塊車頂升鋼箱梁并行進至安裝現場—SPMT 模塊車對位、落梁就位[1]。

3 施工操作要點

3.1 臨時支墩安裝

鋼箱梁結構集中在工廠進行加工預制，經檢驗合格后運至現場預拼裝場進行組拼。在現場預拼裝場需按設計橋位墩距和墩高設置臨時支墩；組拼前制作臨時支墩，且應滿足承載力要求、橋梁變形要求和運輸凈空需求，需確保與設計橋梁凈空一致。

3.2 鋼箱梁拼裝

考慮變截面鋼箱梁底板為拋物線形式漸變，其重心受力點不好把控，采用BIM 信息化模擬直接快速、準確找出各個大節段變截面鋼箱梁與SPMT 模塊車均衡梁的受力點。每大節段均能滿足SPMT 模塊車承載能力要求，確保運輸結構整體穩定、不發生較大變形和傾覆坍塌等事件；并采用220t 吊車將橫跨既有道路鋼箱梁的所有節段吊至預拼場臨時支墩上進行組裝[2]。

3.3 運輸道路處理

第一，水泥路面滿足運輸要求，路面的承載能力不小于90kPa。第二，規劃SPMT 模塊車運梁線路軌跡，制訂行駛軌跡圖；根據鋼箱梁運輸的寬度、高度清理運輸路線上的障礙物（洗車池、員工通道欄桿、門衛室、行道樹等），現場需進行實地測量復核。第三，對運輸道路進行處理，坡度不得大于1.5%、橫向坡度不大于1.5%，路面必須平整、無起伏；SPMT 模塊車運輸鋼箱梁節段應滿足承載力要求，最大單個構件的質量和體積應在SPMT 模塊車可以接受的范圍內。第四，要充分考慮SPMT 模塊車的運輸高度以及最大鋼箱梁節段寬度，保證運輸的SPMT 模塊車能夠可靠、安全的擺放到設計位置。第五，在SPMT 模塊車行車路線上的管溝、電纜地下通道等必須采取加固措施，防止地基下陷給SPMT 模塊車運輸和地下設施造成損害[3]。

3.4 SPMT 模塊車頂升就位

第一，根據原橋位鋼箱梁高度在SPMT 模塊車上安裝車載支架；車載支架由圓管及I32a 工字鋼焊接成型的框架結構，支架頂部安裝分配梁，分配梁底部焊接鋼板，鋼板開螺栓孔與支撐架螺栓連接。支撐架與車輛側面之間通過（M33×80mm-8.8S）螺栓連接。第二，拆除鋼箱梁下部對SPMT 模塊車就位有影響的臨時支架，將SPMT 模塊車駛入鋼箱梁底部下的裝載位置。第三，SPMT 模塊車駛入停放并鎖緊駐車制動，進行初頂，焊接固定斜向支撐。第四，頂升過程將SPMT 供油回路由行駛模式切換至頂升模式；頂升采取頂升量控制，設定每次頂升量100mm，頂升時嚴密監視系統壓力值等參數，檢查各部位工作狀況，確認正常后繼續頂升，直至達到最終要求頂升高度；為防止油缸泄露或者失穩，均載梁兩側設置斜撐及橫向連接。

3.5 SPMT 模塊車運輸

一是復核SPMT 模塊車行駛軌跡線正確無誤，安貼反光警示，并牢固有效。二是檢查梁體穩定狀況和裝載位置準確，牢固可靠。三是SPMT 模塊車通過連接同步數據線實現SPMT 模塊車的同步運行。四是檢查人員檢查各支點回路壓力值，偏差小于10%。五是裝載情況和SPMT 模塊車工作情況無異常，經確認滿足運行條件后開始運輸鋼箱梁。六是釋放SPMT模塊車駐車制動設施，沿行駛軌跡行駛至月亮灣大道主路上，行駛過程中根據感光數據自動微調各懸掛的轉角，保持輪胎軌跡沿劃路線行駛。七是SPMT 模塊車行駛到月亮灣大道主路轉向停車位置后，操縱轉向缸，使懸掛轉90o；釋放停車制動設施，SPMT 模塊車沿運行軌跡行駛至橋梁安裝位置。八是鋼箱梁行駛到距安裝位置1.5m 處，調整鋼箱梁，使鋼箱梁底部高于設計對位位置最高調節筒高度10cm 以上，再駛入對應安裝位置[4]。

3.6 SPMT 模塊車快速就位安裝

一是鎖緊停車制動，拆除均載梁斜撐。二是根據測量數據，采用位移控制，確定平面糾偏調整量，進行糾偏及精確定位。三是復核精定位后鋼箱梁位置。四是降低車載液壓千斤頂的行程，使其臨時支撐受力，完成體系轉換。五是撤出SPMT 模塊車。

4 質量控制

4.1 主要技術標準和技術規范

《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》(住建部2018 第37 號令)；

《建設工程施工現場供用電安全規范》（GB 50194—2014）；

《建筑施工安全技術統一規范》（GB 50870—2013）；

《建設工程施工現場消防安全技術規范》(GB 50720—2011)；

《重要用途鋼絲繩》（GB 8918—2006）；

《鋼絲繩通用技術條件》(GB/T 20118—2017)；

《施工現場機械設備檢查技術規范》(JGJ 160—2016)；

《建筑施工起重吊裝工程安全技術規范》(JGJ 276—2012)；

《深圳市建設工程安全文明施工標準》(SJG—46—2018)；

《建筑施工腳手架安全技術統一標準》(GB 51210—2016)；

《鋼結構設計規范》（GB 50017—2017）。

4.2 SPMT 模塊車鋼箱梁架設質量控制措施

4.2.1 SPMT 模塊車調試

（1）同步性原理

TJ-S2.43 動力模塊同步控制總原則是驅動力同步，即2 列或多列車組同時工作時，使每列車組發揮相同的驅動力。該控制的核心監控數據為每列車組的驅動壓力。當驅動壓力差大于50bar 時，程序就判斷不同步，同時對泵排量進行調整，以達到驅動力同步。

（2）同步性測試

按照上述同步控制原理，在做同步性測試時車組必須在負載狀態下做該測試，因為空車狀態下每列車組的驅動壓力只有30～40bar，驅動壓力波動幅度較小，程序無法及時處理，SPMT 模塊車設計方表示不保證空車同步性也是基于以上原因。

所以在做同步性測試時，車組最好是在負載大于24t/軸線的條件下做測試，同時在操作過程中要緩慢加速及緩慢減速，以減少額外的液壓沖擊，同時避免裝載不均衡情況，壓力差不要超過20bar。如按上述方式做同步性測試，每列車組的驅動壓力差不會超過50bar。

4.2.2 運輸道路控制

為了便于SPMT 模塊車在鋼箱梁拼裝場能快速準確的進入鋼箱梁底部進行對位、SPMT 模塊車將鋼箱梁快速準確的運輸至安裝位置以降低鋼箱梁精調定位的難度，應提前將SPMT 模塊車車輪行走的輪廓線、SPMT 模塊車進入鋼箱梁底部進行對位時的停車位置、SPMT 模塊車運輸鋼箱梁至安裝位置時的停車位置在地面上標記好。

4.2.3 SPMT 模塊車頂升就位控制措施

通過三維建模、力學計算，提前對裝運鋼箱梁的重心（縱橫向）進行標識。

此次運輸的鋼箱梁為變截面，按照鋼箱梁底板縱橫坡度提前制作鋼楔形墊塊。

4.2.4 SPMT 模塊車運輸

為了保證兩組SPMT 模塊車運輸變截面鋼箱梁時的同步性，現場通過連接2 組車輛SPMT 模塊車電纜及電源線，對SPMT 模塊車進行電氣標定，同時在2 組SPMT 模塊車動力頭間設置1 道橫向數據線連接，通過同步數據線的鏈接實現模塊車的同步運行，提高車輛運輸同步性。

為確保在大跨度變截面鋼箱梁在運輸過程中，避免因梁體重心失穩，造成箱梁傾覆，在原有SPMT 模塊車支撐系統上增設兩組斜向支撐穩定桿，使斜向支撐穩定桿與箱體連接，加固了原有支撐體系，提高車輛運輸的穩定性。

運行速度有效控制最高1km / h，彎道＜0.5km/h。

設備裝車重心對準運輸車的承載中心，縱橫向偏差控制在±20mm 以內。

SPMT 模塊車采用4 點支承，支承點每個壓力表讀數必須小于25MPa，各點壓力差小于8%。

4.2.5 臨時支墩安裝

首先，搭設臨時支墩前，必須對地基承載力進行檢驗，應滿足驗算要求。其次，對支墩的布置形式必須進行強度計算和撓度驗算。再次，為了確保施工安全，對臨時支墩結構配重試塊進行試壓，以消除地基非彈性變形和支墩非彈性變形，有利于地基穩定和箱梁線形控制。然后在預壓完成后根據預壓成果通過可調頂托調整支墩的標高，使梁底標高在設計誤差允許范圍內。最后，橋梁段安裝到位后，在此過程中對支墩的沉降進行監控，防止出現大的豎向位移。

5 結語

SPMT 模塊車運輸施工案例中，構件以等截面體為主，此次運用SPMT 模塊車快速運輸、架設大跨度變截面梁體屬于首次，并且是深圳市模塊車運輸架設中噸位最重、體積最大、跨徑最大的梁體，且整個橫跨月亮灣大道的鋼箱梁分4 個節段完成，僅用4 個夜間就全部完成架設（每時間段在凌晨00∶00～06∶00）；顯著提高了工作效率，大大減少交通管制和臨時繞道路程，將對交通的影響降到了最低，同時也提高施工場地的安全性。SPMT 模塊車工法與傳統工法相比，具有明顯優勢，尤其對位于城市復雜道路交通環境中的橋梁工程施工和危舊橋梁快速拆除施工等，SPMT模塊車的應用可以大大縮短施工時間，其應用范圍會越來越廣泛，在我國市政及公路橋梁工程建設、養護行業具有巨大的推廣價值。