華南快速赤沙跨線橋拆除SPMT模塊車技術(shù)應(yīng)用分析

曾曉明

（廣州市廣州工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東 廣州 510075）

0 引言

華南快速赤沙跨線橋?yàn)槠胀ㄤ摻罨炷连F(xiàn)澆箱梁，箱梁梁高1.4m，頂板寬9m，底板寬3.5m，為單箱單室結(jié)構(gòu)。本次拆除的為橫跨華南快速的4 跨，為解決占道施工期間華南快速路的交通壓力，采用SPMT 模塊車快速移除方案。

1 馱運(yùn)系統(tǒng)的構(gòu)成

馱運(yùn)系統(tǒng)由SPMT 模塊車組、馱運(yùn)支架組成。

1.1 SPMT 模塊車

3m 自行式模塊運(yùn)輸車是一種專利高端重型工程運(yùn)輸裝備，主要由動(dòng)力模塊、二軸線、三軸線、四軸線、六軸線模塊組成，擁有柴油和電動(dòng)兩大動(dòng)力平臺(tái)以及軸線總質(zhì)量40t 和48t 兩大類產(chǎn)品，可將每個(gè)單體進(jìn)行多種方式的橫向與縱向組合拼接，并可以通過(guò)遙控操作達(dá)到液壓同步行駛和升降，能夠進(jìn)行負(fù)載長(zhǎng)距離行駛。本次采用SPMT 模塊車由4 軸線/6 軸線車板、PPU（動(dòng)力控制模塊）及無(wú)線控制器三部分組成[1]。動(dòng)力模塊單元（PPU）技術(shù)參數(shù)如表1 所示，4 軸線模塊車技術(shù)參數(shù)如表2、表3 所示。

表1 動(dòng)力模塊單元（PPU）技術(shù)參數(shù)

表2 4 軸線模塊車技術(shù)參數(shù)（一）

表3 4 軸線模塊車技術(shù)參數(shù)（二）

經(jīng)計(jì)算，最大梁段重約300t，采用16 軸線模塊車進(jìn)行馱運(yùn)，共4 個(gè)4 軸線模塊車、2 個(gè)PPU，分成4 組，模塊車組平面布置如圖1 所示。

1.2 模塊車行駛安全評(píng)價(jià)

1.2.1 運(yùn)輸穩(wěn)定性校核

以梁體頂面中心位置（假想重心）驗(yàn)算穩(wěn)定角，梁頂至地面高度7.7m。根據(jù)模塊車的配置，得到重心位置與四點(diǎn)穩(wěn)定區(qū)域的關(guān)系如圖2 所示。

分3 種情況進(jìn)行計(jì)算。

（1）最初始狀態(tài)。

穩(wěn)定角：α1=arctan（1.4/7.7）=10.3°＞7°。

（2）模塊車抬升至最高狀態(tài)。模塊車調(diào)整至1.5m的高度進(jìn)入箱梁底部，最高可抬升1.7m。此時(shí)穩(wěn)定角：α2=arctan（1.4/7.9）=10.0°＞7°。

（3）馱運(yùn)狀態(tài)模塊車存在30cm 的高差。模塊車馱運(yùn)狀態(tài)的高度為1.5m，當(dāng)AB 兩端抬升20cm 時(shí)對(duì)穩(wěn)定角影響最大。

則對(duì)應(yīng)的L 值：1.4×cos（arcsin（0.3/7.7））=1.3。

穩(wěn)定角最小值：arctan（1.3/7.7）=9.6°＞7°。

綜上所述，梁體移運(yùn)過(guò)程是穩(wěn)定的。

1.2.2 牽引力校核

移運(yùn)梁體A 節(jié)段最重，約305t，支架重約56t，車重為4.5×16+8=80。4 臺(tái)4 軸線模塊車共4 個(gè)牽引軸。

車梁總重：305+56+80=441t。

摩擦阻力：441×5%=22t。

SPMT 最大牽引力：12t× 4=48t。

牽引力安全倍數(shù)=48/22=2.2 倍。

考慮4%的坡度時(shí)計(jì)算結(jié)果如下。

總的阻力：22+441×sin（arctan0.04）=39.6t。

牽引力安全倍數(shù)：48/39.6=1.2 倍，滿足要求。

1.2.3 地基承載力校核

車梁總重441t，模塊車平面尺寸為11.13m×5.6m，考慮超重系數(shù)1.05 及沖擊系數(shù)1.05，基底面的承載力如下。

P=4410×1.05×1.05/11.13/5.6=78kPa。

地基基礎(chǔ)壓實(shí)至90kPa，滿足模塊車行走要求。

16 軸模塊車系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)滿足要求。

1.3 馱梁支架

馱運(yùn)支架由321 型貝雷片及型鋼組成，馱運(yùn)支架頂部設(shè)梁體限位裝置及梁體塞墊找平鋼板。根據(jù)梁底凈空不同，分I 型馱梁支架和II 型馱梁支架2 種。馱運(yùn)系統(tǒng)在存梁場(chǎng)地內(nèi)分層組拼[2]。

下文以I 型馱梁支架為例說(shuō)明，馱梁支架下層為4組單層雙排貝雷梁，長(zhǎng)15m，與模塊車垂直，沿縱橋向布置，每組貝雷梁間距1.4m。中層為4 組單層雙排貝雷梁，長(zhǎng)6m，與模塊車平行，沿橫橋向布置，貝雷梁間距4m、3m、4m。上層為4 組單層雙排貝雷梁，長(zhǎng)15m，與模塊車垂直，沿縱橋向布置，每組貝雷梁間距1.4m。三層貝雷梁之間用U 型箍固定連接。上層貝雷梁上設(shè)置頂層分配梁，采用I25a 型鋼，沿梁體分塊切割線兩側(cè)，各布置一條，長(zhǎng)5m。頂層分配梁上設(shè)置楔形方木、塞墊鋼板及限位塊。楔形方木按梁底坡度設(shè)置，平面尺寸為0.3m×0.3m，模塊車頂緊梁體后，利用3mm、5mm、1cm的鋼板條抄實(shí)。在梁體腹板外側(cè)設(shè)置梁體限位塊，防止梁體滑移，限位塊由I20a 焊接成L 型，下端通過(guò)螺栓與頂層分配梁連接，側(cè)面通過(guò)鋼板塞實(shí)貼緊[3]。I 型馱運(yùn)系統(tǒng)布置如圖3 所示。

1.4 馱運(yùn)支架安全評(píng)價(jià)

1.4.1 材料特性

321 型貝雷片，材質(zhì)16Mn 鋼，彈性模量為2.06×106MPa，貝雷梁幾何特性如表4 所示。

表4 貝雷梁幾何特性

分配梁采用Q235a 鋼材，彈性模量為2.06×106MPa，容許應(yīng)力215MPa。

1.4.2 荷載條件

本設(shè)計(jì)所考慮的荷載條件如下。

（1）恒載。

貝雷梁吊架自身恒載：?jiǎn)纹惱琢杭舆B接系按300kg/片計(jì)。

（2）梁重。

A、B、C、D 四個(gè)節(jié)段中，A 節(jié)段梁最長(zhǎng)最重，本次馱梁支架計(jì)算以A 節(jié)段運(yùn)輸控制，混凝土塊重度按2.6t/m3考慮?？紤]超方系數(shù)1.1，不均勻荷載系數(shù)1.1。

1.4.3 內(nèi)力變形控制

貝雷梁的容許內(nèi)力如表5 所示。

表5 貝雷梁容許內(nèi)力

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.5.1 節(jié)，主梁或桁架的撓度容許值為L(zhǎng)/400，L 為受彎構(gòu)件的跨度，對(duì)懸臂梁而言為懸伸長(zhǎng)度的2 倍。

1.4.4 I 型貝雷片驗(yàn)算結(jié)果。

根據(jù)貝雷片性能參數(shù)，利用I 字型等效截面建立計(jì)算模型，得貝雷片彎矩、剪力、變形計(jì)算結(jié)果如表6所示。

表6 I 型貝雷片結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

貝雷片滿足內(nèi)力、變形要求。

1.4.5 Ⅱ型貝雷片驗(yàn)算結(jié)果。

根據(jù)貝雷片性能參數(shù)，利用Ⅰ字型等效截面建立計(jì)算模型，得貝雷片彎矩、剪力、變形計(jì)算結(jié)果如表7所示。

表7 Ⅱ型貝雷片結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

貝雷片滿足內(nèi)力、變形要求。

最終結(jié)論：馱運(yùn)支架系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)滿足要求。

2 梁體切割

馱運(yùn)系統(tǒng)在梁底按梁段自重荷載對(duì)梁段進(jìn)行預(yù)頂，采用鏈?zhǔn)角懈顧C(jī)對(duì)沿設(shè)計(jì)切割線梁段快速切割。每節(jié)段梁體保證2h 內(nèi)切割完成。

3 梁體移運(yùn)

梁體切割完成后采用SPMT 模塊車進(jìn)行移運(yùn)，施工流程為模塊車就位預(yù)頂→正式頂升→梁體馱運(yùn)。

（1）模塊車就位預(yù)頂，為保證各組之間模塊車的軸壓基本一致，在正式頂升之前，應(yīng)進(jìn)行試頂升。具體操作步驟如下：①模塊車單車運(yùn)行，在橋下精確定位；②調(diào)節(jié)模塊車高度，使馱運(yùn)系統(tǒng)接近頂緊；③觀察馱梁系統(tǒng)與梁底的接觸情況，對(duì)個(gè)別空隙較大的支撐點(diǎn)上楔鋼板進(jìn)行調(diào)節(jié)，使間隙控制在2mm 以內(nèi)；④連接油壓管線使模塊車懸掛分組形成4 點(diǎn)支撐，按80%的載荷控制油壓進(jìn)行試頂升，觀察各分組油壓差，超過(guò)3MPa 則卸載并在油壓較低的分組支撐上墊薄木板，再次頂升，反復(fù)幾次后調(diào)節(jié)各組油壓差在3MPa 以內(nèi)；⑤按100%載荷控制油壓進(jìn)行預(yù)頂[4]。

（2）正式頂升，將梁體切割完成后，利用模塊車同步頂升梁體20cm，使其與橋墩脫離。采取分級(jí)頂升的方式，分別為1cm、5cm、10cm、15cm、20cm，將頂升速度控制在20～50mm/min 之間。

正式頂升時(shí)，須按下列程序進(jìn)行：①操作。按預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行加載和頂升。②觀察。各個(gè)觀察點(diǎn)應(yīng)及時(shí)反映測(cè)量情況。③測(cè)量。各個(gè)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)認(rèn)真做好測(cè)量工作，及時(shí)反映測(cè)量數(shù)據(jù)。④校核。數(shù)據(jù)報(bào)送至現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)組，比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異。⑤分析。若有數(shù)據(jù)偏差，有關(guān)各方應(yīng)認(rèn)真分析并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。⑥決策。認(rèn)可當(dāng)前工作狀態(tài)，并決策下一步操作[5]。

（3）梁體馱運(yùn)，提前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件設(shè)計(jì)模塊車移運(yùn)路徑，然后按移運(yùn)路徑行駛至存梁場(chǎng)地。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）采用SPMT 模塊車拆除方案，整跨箱梁可整體一次性拆除。無(wú)須分批拆除，減少了占道施工的時(shí)間，解決交通疏解的難題，降低對(duì)交通影響。

（2）由于SPMT 模塊車是整體馱運(yùn)切割運(yùn)輸，更安全平穩(wěn)和快速。

（3）節(jié)約了占道交通疏解的費(fèi)用支出，同時(shí)減少對(duì)華南快速運(yùn)行的影響，取得較好的社會(huì)效益。