SPMT工法：实现桥梁快速施工

1、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 、比禾U时 sairens 公司为 代表的

2、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 SPMTsJune2009（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

3、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

4、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 爻范围之内。运输体系整体置换工法的核心设备是“SPMT车做根据桥

5、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

6、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、上海猛狎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

7、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，给由各工况 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，得由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、人员成本支由，减少大众由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