SPMT模块车在城市复杂道路交通环境中快速架设大跨度变截面钢箱梁的应用

雷志辉、邹小卫

（中铁广州工程局集团深圳工程有限公司，广东深圳518000）

0 引言

随着我国城市化进程的不断加快，地面上基础建设难度增加，各种上跨既有线工程严重影响既有道路交通安全。若采用常规的吊装法、顶推法及转体法等施工工艺架设跨交通繁忙的城市道路的钢箱梁，对周边环境和社会影响要求更高，对城市繁忙的道路交通压力影响更大，特别是大跨度变截面的钢箱梁整体快速运输对周边环境和道路交通等要求更高。

SPMT 模块车是一种在液压组合挂车基础上衍生出的高端技术产品。SPMT 模块车架梁施工工艺是首先在拼装场进行钢箱梁拼装，再通过SPMT 模块车顶升梁体，然后沿着预定路线运输至设计桥位施工现场，最后利用SPMT 模块车对钢箱梁进行快速、精确定位。

1 工程概况及环境条件

月亮湾立交位于深圳市前海区与南山区交界处的枢纽型全互通立交，月亮湾立交—桂庙路主线跨线桥是月亮湾立交工程的重要组成部分。其上部结构钢箱梁设置为左右两幅钢箱梁，位于左幅9～13#墩的一联钢箱梁（跨径为45.5m+71m+42.5m+34m）上跨月亮湾大道和右幅9～12#墩的一联钢箱梁（跨径为45.5m+71m+42.5m）上跨月亮湾大道，月亮湾大道是深圳市南山区的主要城市干道之一。此次利用SPMT 模块车架设的是上跨月亮湾大道的一段梁长约43m 的大跨度变截面钢箱梁。左右幅钢箱梁均先吊装10#墩顶的定位节段6，然后用模块车整体架设节段7～节段9 拼装的大节段1、节段10～节段11 拼装的大节段2，最后吊装上跨月亮湾大道其余各个节段，立面图见图1。

图1 立面图

2 施工工艺流程

月亮湾大道主线跨线桥根据设计和现场实际情况及钢箱梁节段长度和重量（最大重量306t），采用2组10 轴线SPMT 模块车组合，运输上跨月亮湾大道钢箱梁。

施工步骤为：场地平整—地基处理—临时支墩安装—SPMT 模块车钢箱梁预拼节段吊装及焊接—钢箱梁焊缝检测—钢箱梁防腐涂装—SPMT 模块车车载支架组装，SPMT 模块车调试、对位—SPMT 模块车顶升钢箱梁并行进至安装现场—SPMT 模块车对位、落梁就位[1]。

3 施工操作要点

3.1 临时支墩安装

钢箱梁结构集中在工厂进行加工预制，经检验合格后运至现场预拼装场进行组拼。在现场预拼装场需按设计桥位墩距和墩高设置临时支墩；组拼前制作临时支墩，且应满足承载力要求、桥梁变形要求和运输净空需求，需确保与设计桥梁净空一致。

3.2 钢箱梁拼装

考虑变截面钢箱梁底板为抛物线形式渐变，其重心受力点不好把控，采用BIM 信息化模拟直接快速、准确找出各个大节段变截面钢箱梁与SPMT 模块车均衡梁的受力点。每大节段均能满足SPMT 模块车承载能力要求，确保运输结构整体稳定、不发生较大变形和倾覆坍塌等事件；并采用220t 吊车将横跨既有道路钢箱梁的所有节段吊至预拼场临时支墩上进行组装[2]。

3.3 运输道路处理

第一，水泥路面满足运输要求，路面的承载能力不小于90kPa。第二，规划SPMT 模块车运梁线路轨迹，制订行驶轨迹图；根据钢箱梁运输的宽度、高度清理运输路线上的障碍物（洗车池、员工通道栏杆、门卫室、行道树等），现场需进行实地测量复核。第三，对运输道路进行处理，坡度不得大于1.5%、横向坡度不大于1.5%，路面必须平整、无起伏；SPMT 模块车运输钢箱梁节段应满足承载力要求，最大单个构件的质量和体积应在SPMT 模块车可以接受的范围内。第四，要充分考虑SPMT 模块车的运输高度以及最大钢箱梁节段宽度，保证运输的SPMT 模块车能够可靠、安全的摆放到设计位置。第五，在SPMT 模块车行车路线上的管沟、电缆地下通道等必须采取加固措施，防止地基下陷给SPMT 模块车运输和地下设施造成损害[3]。

3.4 SPMT 模块车顶升就位

第一，根据原桥位钢箱梁高度在SPMT 模块车上安装车载支架；车载支架由圆管及I32a 工字钢焊接成型的框架结构，支架顶部安装分配梁，分配梁底部焊接钢板，钢板开螺栓孔与支撑架螺栓连接。支撑架与车辆侧面之间通过（M33×80mm-8.8S）螺栓连接。第二，拆除钢箱梁下部对SPMT 模块车就位有影响的临时支架，将SPMT 模块车驶入钢箱梁底部下的装载位置。第三，SPMT 模块车驶入停放并锁紧驻车制动，进行初顶，焊接固定斜向支撑。第四，顶升过程将SPMT 供油回路由行驶模式切换至顶升模式；顶升采取顶升量控制，设定每次顶升量100mm，顶升时严密监视系统压力值等参数，检查各部位工作状况，确认正常后继续顶升，直至达到最终要求顶升高度；为防止油缸泄露或者失稳，均载梁两侧设置斜撑及横向连接。

3.5 SPMT 模块车运输

一是复核SPMT 模块车行驶轨迹线正确无误，安贴反光警示，并牢固有效。二是检查梁体稳定状况和装载位置准确，牢固可靠。三是SPMT 模块车通过连接同步数据线实现SPMT 模块车的同步运行。四是检查人员检查各支点回路压力值，偏差小于10%。五是装载情况和SPMT 模块车工作情况无异常，经确认满足运行条件后开始运输钢箱梁。六是释放SPMT模块车驻车制动设施，沿行驶轨迹行驶至月亮湾大道主路上，行驶过程中根据感光数据自动微调各悬挂的转角，保持轮胎轨迹沿划路线行驶。七是SPMT 模块车行驶到月亮湾大道主路转向停车位置后，操纵转向缸，使悬挂转90o；释放停车制动设施，SPMT 模块车沿运行轨迹行驶至桥梁安装位置。八是钢箱梁行驶到距安装位置1.5m 处，调整钢箱梁，使钢箱梁底部高于设计对位位置最高调节筒高度10cm 以上，再驶入对应安装位置[4]。

3.6 SPMT 模块车快速就位安装

一是锁紧停车制动，拆除均载梁斜撑。二是根据测量数据，采用位移控制，确定平面纠偏调整量，进行纠偏及精确定位。三是复核精定位后钢箱梁位置。四是降低车载液压千斤顶的行程，使其临时支撑受力，完成体系转换。五是撤出SPMT 模块车。

4 质量控制

4.1 主要技术标准和技术规范

《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部2018 第37 号令)；

《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB 50194—2014）；

《建筑施工安全技术统一规范》（GB 50870—2013）；

《建设工程施工现场消防安全技术规范》(GB 50720—2011)；

《重要用途钢丝绳》（GB 8918—2006）；

《钢丝绳通用技术条件》(GB/T 20118—2017)；

《施工现场机械设备检查技术规范》(JGJ 160—2016)；

《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》(JGJ 276—2012)；

《深圳市建设工程安全文明施工标准》(SJG—46—2018)；

《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB 51210—2016)；

《钢结构设计规范》（GB 50017—2017）。

4.2 SPMT 模块车钢箱梁架设质量控制措施

4.2.1 SPMT 模块车调试

（1）同步性原理

TJ-S2.43 动力模块同步控制总原则是驱动力同步，即2 列或多列车组同时工作时，使每列车组发挥相同的驱动力。该控制的核心监控数据为每列车组的驱动压力。当驱动压力差大于50bar 时，程序就判断不同步，同时对泵排量进行调整，以达到驱动力同步。

（2）同步性测试

按照上述同步控制原理，在做同步性测试时车组必须在负载状态下做该测试，因为空车状态下每列车组的驱动压力只有30～40bar，驱动压力波动幅度较小，程序无法及时处理，SPMT 模块车设计方表示不保证空车同步性也是基于以上原因。

所以在做同步性测试时，车组最好是在负载大于24t/轴线的条件下做测试，同时在操作过程中要缓慢加速及缓慢减速，以减少额外的液压冲击，同时避免装载不均衡情况，压力差不要超过20bar。如按上述方式做同步性测试，每列车组的驱动压力差不会超过50bar。

4.2.2 运输道路控制

为了便于SPMT 模块车在钢箱梁拼装场能快速准确的进入钢箱梁底部进行对位、SPMT 模块车将钢箱梁快速准确的运输至安装位置以降低钢箱梁精调定位的难度，应提前将SPMT 模块车车轮行走的轮廓线、SPMT 模块车进入钢箱梁底部进行对位时的停车位置、SPMT 模块车运输钢箱梁至安装位置时的停车位置在地面上标记好。

4.2.3 SPMT 模块车顶升就位控制措施

通过三维建模、力学计算，提前对装运钢箱梁的重心（纵横向）进行标识。

此次运输的钢箱梁为变截面，按照钢箱梁底板纵横坡度提前制作钢楔形垫块。

4.2.4 SPMT 模块车运输

为了保证两组SPMT 模块车运输变截面钢箱梁时的同步性，现场通过连接2 组车辆SPMT 模块车电缆及电源线，对SPMT 模块车进行电气标定，同时在2 组SPMT 模块车动力头间设置1 道横向数据线连接，通过同步数据线的链接实现模块车的同步运行，提高车辆运输同步性。

为确保在大跨度变截面钢箱梁在运输过程中，避免因梁体重心失稳，造成箱梁倾覆，在原有SPMT 模块车支撑系统上增设两组斜向支撑稳定杆，使斜向支撑稳定杆与箱体连接，加固了原有支撑体系，提高车辆运输的稳定性。

运行速度有效控制最高1km / h，弯道＜0.5km/h。

设备装车重心对准运输车的承载中心，纵横向偏差控制在±20mm 以内。

SPMT 模块车采用4 点支承，支承点每个压力表读数必须小于25MPa，各点压力差小于8%。

4.2.5 临时支墩安装

首先，搭设临时支墩前，必须对地基承载力进行检验，应满足验算要求。其次，对支墩的布置形式必须进行强度计算和挠度验算。再次，为了确保施工安全，对临时支墩结构配重试块进行试压，以消除地基非弹性变形和支墩非弹性变形，有利于地基稳定和箱梁线形控制。然后在预压完成后根据预压成果通过可调顶托调整支墩的标高，使梁底标高在设计误差允许范围内。最后，桥梁段安装到位后，在此过程中对支墩的沉降进行监控，防止出现大的竖向位移。

5 结语

SPMT 模块车运输施工案例中，构件以等截面体为主，此次运用SPMT 模块车快速运输、架设大跨度变截面梁体属于首次，并且是深圳市模块车运输架设中吨位最重、体积最大、跨径最大的梁体，且整个横跨月亮湾大道的钢箱梁分4 个节段完成，仅用4 个夜间就全部完成架设（每时间段在凌晨00∶00～06∶00）；显著提高了工作效率，大大减少交通管制和临时绕道路程，将对交通的影响降到了最低，同时也提高施工场地的安全性。SPMT 模块车工法与传统工法相比，具有明显优势，尤其对位于城市复杂道路交通环境中的桥梁工程施工和危旧桥梁快速拆除施工等，SPMT模块车的应用可以大大缩短施工时间，其应用范围会越来越广泛，在我国市政及公路桥梁工程建设、养护行业具有巨大的推广价值。