SPMT在混凝土預制構(gòu)件出運中的應用

陳沖海，劉春洋，段昌勇

SPMT在混凝土預制構(gòu)件出運中的應用

陳沖海，劉春洋，段昌勇

（中交一航局第五工程有限公司，河北秦皇島066002）

欽州港金谷港區(qū)鷹嶺作業(yè)區(qū)2號、3號、4號泊位工程的圓筒、蓋板等大體積預制構(gòu)件的出運采用SPMT搬運工藝。與傳統(tǒng)氣囊出運相比，在節(jié)約施工工期、降低工程成本及施工安全保障方面具有明顯的優(yōu)勢，為工程的順利實施提供了有效保障，可為其他大體積混凝土構(gòu)件的出運提供借鑒。

SPMT；方案選擇；工藝方法；施工要求；應用效果；效益分析

1 工程概況

本工程圓筒、蓋板出運分為陸運與海運兩個階段，陸運將混凝土構(gòu)件由預制場地出運至碼頭前沿，然后采用起重船起吊至甲板駁上；海運由甲板駁拖運至安裝地點，起重船進行起吊安放。

該工程共計預制圓筒36座，蓋板36塊。圓筒外徑分別為15 m和12 m，高16.2 m，壁厚0.32 m，無底板及艙格，單個圓筒重量分別為723 t和628 t。蓋板為空心蓋板，空心部位為六邊形，蓋板厚度為1.0 m，重量分別為540 t和360 t。

2 方案選擇

該工程圓筒、蓋板陸運原方案采用傳統(tǒng)氣囊出運[1-3]，氣囊出運圓筒、蓋板前需對預制場地進行改造，預制場地需預留多個1 m伊2 m伊0.8 m千斤頂存放溝及配套的溝蓋板。預制順序為先預制蓋板，蓋板預制完成后在蓋板上方進行圓筒預制，氣囊出運時，圓筒、蓋板同時運輸。氣囊進行混凝土預制構(gòu)件出運工期較長，預制場地改造工程量較大，且圓筒與蓋板結(jié)合處的蓋板預留鋼筋需要后期打孔植筋，另外蓋板+圓筒=1 260 t，對出運碼頭的穩(wěn)定性要求較高，存在較大安全風險。

綜合以上分析，為保證施工進度，節(jié)約施工成本，采用SPMT（Self-propelled modular transporter自行式模塊運輸車，也稱自行式液壓平板車）進行圓筒、蓋板出運。SPMT對預制場地要求較低，保證平整度及承載力84 kPa即可，無需對現(xiàn)有預制場地進行改造，且圓筒、蓋板可分區(qū)域同時進行預制施工[4-6]。SPMT出運工藝具有裝卸簡便、運輸速度快等優(yōu)點，尤其在節(jié)約施工工期，降低工程成本及施工安全保障方面具有明顯的優(yōu)勢。

根據(jù)以往施工經(jīng)驗，傳統(tǒng)氣囊工藝每1～2 d可完成1個構(gòu)件的出運工作，而SPMT每天可以完成2～3個構(gòu)件的出運工作，提高了施工效率，節(jié)約了起重船及方駁的租期。

3 施工工藝

3.1 SPMT介紹

SPMT主要應用于重、大、高、異型結(jié)構(gòu)物的運輸，其優(yōu)點主要是使用靈活、裝卸方便（圖1）。

圖1 SPMT出運圓筒Fig.1Transportation cylinder of SPMT

SPMT模塊車進場后進行拼裝，SPMT門架吊運設備主要組成為：36軸線SPMT車組、門架、縱橫梁、長度可調(diào)吊具。本工程SPMT模塊車最大吊運重量為1 000 t，主要技術參數(shù)詳見表1。

表1 SPMT主要技術參數(shù)Table 1Major technical parameters of SPMT

3.2 SPMT組裝

1）SPMT組裝設備選取

根據(jù)施工工機具重量尺寸及門架設備組裝需求，本工程SPMT組裝主要采用70 t汽車吊及130 t汽車吊。吊裝門架縱橫梁時高度達到了22.538 m，最重件橫梁重約40 t，130 t汽車吊可用于橫梁卸車、門架縱橫梁吊裝。70 t汽車吊用于其它工機具卸車、設備組裝。

2）SPMT組裝流程

SPMT組裝流程為：門架底座安裝寅門架立柱安裝寅門架縱、橫梁吊裝寅吊具安裝。

3）SPMT組裝方法

先將2臺（1PPU+18伊2）SPMT車組分別卸車至現(xiàn)場組裝區(qū)域，通過連接SPMT的油管、插銷，拼裝完成2臺軸線模塊車。然后進行SPMT門架安裝，在SPMT門架底座位置設置防滑膠皮，并調(diào)整SPMT車板高度及兩列SPMT車組橫向中心間距，使用汽車吊依次進行門架底座、立柱的安裝。安裝過程中，使用扳手將立柱與底座、立柱與立柱的連接螺栓緊固。每個SPMT立柱吊裝時需預緊立柱連接螺栓，布置好纜風繩后方可解除吊鉤。

SPMT微動調(diào)整車組橫向中心間距，并使用130 t汽車吊進行門架縱橫梁的安裝。最后連接液壓油缸油管，對拼裝完成的SPMT進行調(diào)試，確保性能良好投入使用。

3.3 施工場地要求

1）SPMT組裝場地需求：需提供面積為25 m伊31 m的場地進行組裝，要求場地平整即可。

2）運輸通道要求：SPMT縱向行駛路寬不小于25 m，橫向行駛路寬不小于31 m，高空障礙不低于30 m，路面縱橫向坡度小于1%，路面耐壓不小于8.4 t/m2。

3）SPMT車組輪寬為2.5 m，混凝土構(gòu)件預制時需提前預留SPMT行駛通道，每側(cè)通道寬度不得小于3.0 m。

3.4 SPMT運輸作業(yè)

1）施工工藝流程

運輸作業(yè)流程為：預制場場地布置寅施工準備寅圓筒、蓋板裝載寅圓筒、蓋板運輸寅圓筒、蓋板卸車存放。

2）預制場場地布置

為保證SPMT正常施工作業(yè)，圓筒、蓋板預制階段需提前規(guī)劃行車路線，以便提前預留行車通道。該工程SPMT長度為29.4 m，輪間凈距為18 m，每側(cè)輪寬為3 m，SPMT吊裝構(gòu)件時不可偏心吊運。首先進行預制場地SPMT行駛路線規(guī)劃，保證預制的圓筒及蓋板中心線與SPMT中心線重合，并保證SPMT兩側(cè)行駛道路寬度均不小于4 m。在SPMT設備進場前對行駛通道平整度進行檢查，確保滿足SPMT的行駛要求。準15 m直徑圓筒出運時，SPMT先平行碼頭前沿方向行駛，SPMT就位后進行圓筒裝載，裝載完成后垂直碼頭前沿方向行駛至指定區(qū)域。準12 m直徑圓筒出運時，SPMT就位及裝載完成后均平行碼頭前沿方向行駛（圖2）。故準15 m直徑圓筒預制時相鄰兩圓筒外趾間凈距逸5 m，以保證SPMT能從圓筒間駛?cè)?，?2 m直徑圓筒預制時兩圓筒間距只需保證模板安裝及正常施工要求即可，相鄰兩圓筒外趾間凈距逸1.2 m，SPMT無需從圓筒間駛?cè)搿?/p>

圖2 預制圓筒及SPMT出運通道布置圖Fig.2Layout of cylinder precast yard and SPMT access

3）施工準備

SPMT組裝期間再次勘察預制現(xiàn)場存放場地及運輸?shù)缆返?，確保存放場地、運輸?shù)缆窛M足施工需求。將門架吊運系統(tǒng)鋼絲繩采用滑輪組拉緊，高度需高過圓筒頂，以滿足圓筒及蓋板吊運要求。門架吊運系統(tǒng)拼裝完成后進行沿運輸路線空載試驗，確保運輸路線轉(zhuǎn)彎半徑足夠。確保所使用的工器具齊全，并經(jīng)檢驗合格后方可投入使用。

4）圓筒、蓋板裝載

SPMT操作人員控制車板駛?cè)脒\輸?shù)膬蓚?cè)通道，控制SPMT保證門架系統(tǒng)縱橫向中心對準構(gòu)件縱、橫向中心，誤差值約10 mm。然后調(diào)整SPMT車板高度，并確保SPMT貨臺水平。門架系統(tǒng)對位完成后，確保專用吊具中心對準吊點中心，位置偏差約5 mm，調(diào)整鋼索高度使鋼絲繩高度處于吊耳高度，便于插銷。將每個點插銷插入鋼絲繩，對每個銷子進行鎖緊，并通過伸縮液壓油缸將鋼絲繩進行預緊。檢查所有吊點吊具布置完成情況，確認一切無誤后，指揮人員發(fā)出動作指令，提升開始。SPMT采用4點支撐，操作人員通過遙控器控制整體提升。SPMT車板受力按照壓力表上每增加3 MPa為一階段頂升，每一階段提升時必須有專人監(jiān)護并檢查圓筒及蓋板4個吊具、SPMT、縱橫梁及門架系統(tǒng)的受力情況。待圓筒或蓋板頂升離開底部支墊約50 mm，檢查SPMT各個支承壓力表讀數(shù)，各個壓力表之間的壓力差值不得大于8%，單個壓力表最大讀數(shù)不得超出23 MPa，使用遙控器上單點頂升、下降功能微動調(diào)整各個壓力表讀數(shù)，使得所有壓力表讀數(shù)達到要求。提升完畢后，靜止10 min，檢查受力構(gòu)件情況，檢查門架系統(tǒng)及SPMT車板無異常，各項顯示數(shù)據(jù)是否異常。

5）圓筒及蓋板運輸

提升裝車完畢，確認門架系統(tǒng)及圓筒或蓋板一切正常。指揮人員發(fā)出啟運指令，移運開始，運輸過程的速度參照表2進行相關控制。

表2 SPMT移運速度控制表Table 2Speed control list of SPMTm/s

運輸過程中，專人指揮、監(jiān)控，按照移運速度控制表要求進行運輸，嚴禁緊急啟動和緊急剎車。SPMT以不大于0.14 m/s的速度縱向行駛，SPMT監(jiān)控人員需嚴密監(jiān)控車組行駛情況、PPU-390控制面板上SPMT運行數(shù)據(jù)、門架系統(tǒng)的運輸狀況、圓筒或蓋板裝載情況、圓筒或蓋板各吊點的受力情況、路面耐壓情況，并實時反饋給指揮員，專職指揮員根據(jù)實際情況指揮控制人員進行操控調(diào)節(jié)。運輸過程中，尤其要監(jiān)護貨臺的水平度及門架的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜及時調(diào)整。門架運輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)彎運輸時要確保圓筒或蓋板的晃動不能過大，控制好車板速度。

6）圓筒或蓋板卸車存放

SPMT駛?cè)胄盾噲龅?，全車制動，檢查并確認一切無誤后，SPMT操作手通過遙控器控制車板整體下降，操作SPMT進行降板直至地面，按照壓力表上每減少3 MPa為一階段下降，每一階段卸載時必須有專人監(jiān)護并檢查圓筒或蓋板4個吊具、SPMT、地面、縱橫梁及門架系統(tǒng)的受力情況，檢查并確認地面等無異常后，繼續(xù)下降車板至圓筒及蓋板的全部重量由地面承受為止。檢查圓筒或蓋板的地面耐壓情況，無異常后解除圓筒及蓋板吊點上的插銷。頂升SPMT，確保門架立柱保持垂直，將吊具的鋼絲繩利用葫蘆拉起固定，操作SPMT縱向行走駛離圓筒或蓋板，卸車完畢，SPMT駛離卸車場地。

4 效益分析

傳統(tǒng)氣囊出運圓筒、蓋板工藝：本工程共計需要預留1 m伊2 m伊0.8 m的千斤頂存放溝144個。氣囊出運時，圓筒、蓋板同時運輸，考慮每座圓筒及蓋板運輸間距不同，平均施工工效為2 d/（座、塊），完成全部作業(yè)需72個有效工作日。

SPMT出運工藝：圓筒、蓋板出運時施工工效為2件/d，完成全部作業(yè)需36個有效工作日。

采用SPMT完成本工程圓筒、蓋板出運綜合費用（包括SPMT、自航方駁、起重船、起錨艇設備調(diào)遣及租賃費用）較傳統(tǒng)氣囊出運綜合費用（包括預制場改造，千斤頂采購，氣囊出運相關設備、自航方駁、起重船、起錨艇設備調(diào)遣及租賃費用）節(jié)約施工成本約200萬元，節(jié)約工期36 d。

5 結(jié)語

廣西欽州港金谷港區(qū)鷹嶺作業(yè)區(qū)2號、3號、4號泊位工程，于2016年9月15日開始進行首座圓筒的出運工作，于2016年11月1日全部完成36座圓筒及36塊蓋板的出運。歷時48 d，其中有效工作日為36 d。實踐證明采用SPMT進行圓筒、蓋板出運與傳統(tǒng)氣囊出運相比，在節(jié)約施工工期，降低工程成本及施工安全保障方面具有明顯的優(yōu)勢，為本工程的順利實施提供了有效保障，可以為以后其他大體積混凝土構(gòu)件出運工藝的選取提供借鑒。

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Application of SPMT in transportation of precasted concrete members

CHEN Chong-hai,LIU Chun-yang,DUAN Chang-yong
（No.5 Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,Qin huangdao,Hebei 066002,China）

SPMT(Self-Propelled Modular Transporter)was employed to transport bulk precasted members,such as cylinders and cover slabs for marine works during the construction of No.2 berth,No.3 berth,and No.4 berth in Yingling Operation Area of Jingu port area in Qinzhou Port.Compared with the traditional air transportation,this method has advantages in saving the construction period,reducing the project cost,and protecting the construction safety,provides an effective guarantee for the smooth implementation of the project.This paper can provide references for transportation of other mass concrete members.

SPMT;method selection;technology;construction requirements;effects of application;benefit analysis

U655.4

B

2095-7874（2017）09-0081-04

10.7640/zggwjs201709018

2017-07-28

陳沖海（1966—），男，河北秦皇島人，高級工程師，總經(jīng)理，長期從事施工企業(yè)管理工作。E-mail：lc8958@126.com