基于SPMT工藝的橋梁快速拆除施工技術應用研究

陳雅雄　王衛(wèi)勝　祝衛(wèi)星

摘要：既有橋梁的拆除是高速公路改擴建工程中的關鍵性項目，采用常規(guī)的拆除方法需要在中斷交通的情況下進行封閉施工，不僅存在高空作業(yè)的風險，對道路交通出行也將產生較大影響。文章結合泉南高速公路桂林至柳州段改擴建工程池頭天橋拆除施工實例，介紹了基于SPMT工藝的橋梁快速拆除施工技術方案，研究了該施工技術關鍵要點，為今后同類型工程項目施工提供參考。

關鍵詞：SPMT;高速公路改擴建;橋梁拆除

中國分類號：U445.6文章標識碼：A341334

0 引言

在高速公路改擴建工程中，不可避免地要對既有橋梁進行拆除。傳統(tǒng)的橋梁拆除方法需要在封閉交通條件下預留較大施工面進行拆除作業(yè)，不僅會影響高速公路的正常營運，對周邊正常出行產生負面影響，而且施工過程中產生的揚塵、噪音及安全隱患會給環(huán)保安全等方面帶來較大風險。近年來，國外逐漸推行基于SPMT工藝的橋梁快速拆除施工技術，該方法能夠很好地規(guī)避傳統(tǒng)施工中帶來的問題，是一種環(huán)保高效的施工方法，目前已在許多危橋改造施工中得到成功應用。而國內對該技術引進較晚，且由于施工應用環(huán)境差異較大，目前尚未形成規(guī)模化應用。

本文依托泉州至南寧高速公路（G72）廣西桂林至柳州段改擴建工程中池頭天橋的拆除工程，詳細介紹了基于SPMT工藝的橋梁快速拆除施工技術如何在不中斷交通情況下進行應用，為該技術在后續(xù)同類型施工的應用提供參考依據。

1 工程概況

泉州至南寧高速公路（G72）廣西桂林至柳州段改擴建工程為舊路擴建工程（四車道擴建為八車道），設計時速為120 km/h，全長53.105 km。該路段是連接廣西南北的交通要道，日均通行量達到4萬輛次，沿線交通壓力巨大。池頭天橋位于K280+100處，采用鋼筋混凝土空心板簡支梁（每跨5片空心板梁，橋梁寬為5.65 m，橋梁跨徑為2×16 m，斜交角為0°），最大縱坡為0.3%，橫坡為2%，中央分隔帶處設置了橋墩。上部結構單跨重170 t，下部結構34 t。經過現場勘察，池頭天橋防拋網上存有大量管線，且多數管線分布雜亂，對橋梁拆除有較大影響。其跨徑布置如下頁圖1所示。

2 施工方案

傳統(tǒng)的橋梁拆除方法主要有機械破碎法、支架分塊切割法、架橋機拆除法等。采用傳統(tǒng)方法需要封閉交通施工，預留較大的施工操作面，而且在施工過程中存在安全風險多、施工揚塵多、施工噪音大等問題。考慮到本項目地處交通要道，封閉施工對交通出行影響較大，為降低施工影響，實現在不中斷交通條件下的橋梁快速拆除，決定采用基于SPMT工藝的橋梁快速拆除施工技術。

該技術的核心是利用SPMT車組（自行式運輸機械，Self-Propelled Module Transporters）與上部馱梁支撐系統(tǒng)組成的橋梁快速馱運支撐系統(tǒng)，SPMT車組具有直行、斜行、橫行、八字轉向、中心回轉等不同轉向模式，可以通過頂升系統(tǒng)頂起預先切割分離的大噸位梁段并將其沿設定路徑快速移運至路外場地，整個轉運過程中不需要吊機或其他起重設備。在做好交通組織規(guī)劃前提下進行施工，能夠實現不中斷交通條件下的橋梁快速拆除，具備綠色、高效、安全的特點。其總體施工流程如圖2所示。

3 施工技術關鍵要點

3.1 施工準備

（1）針對現場管線分布雜亂的情況，需對該部分管線進行改移。

改移前，聯(lián)系管線所屬部門進行溝通協(xié)商，主要采取臨時架空管線的改移措施，避免影響橋跨移運。

（2）在橋址一側設置存梁場地，該場地主要用于馱梁支架的加工安裝、舊橋跨存儲與破碎等，存梁場地需滿足模塊車行駛及梁體落架地基承載力要求。

存梁場地與高速公路邊緣同標高，采用30 cm碎石平整壓實后攤鋪20 cm厚水泥穩(wěn)定碎石（4%水泥含量）。依據落梁地基基礎設計在場地內設置落梁支撐，用于支撐落梁。如圖4所示。

（3）對移運路徑上邊護欄、中央分隔帶、水溝等結構物需進行拆除。針對存梁區(qū)側護欄的拆除，需要封閉應急車道交通后，采用氧割切除立柱，解除護欄螺栓，平行于波形護欄設置水馬，之后恢復應急車道交通。中央分隔帶移除護欄后，在移運路徑上墊20 mm厚鋼板。如圖3所示。

3.2 SPMT車組、馱梁支架及落梁支架設計

依據實際橋梁情況，對16 m跨梁采用雙排車作為移運模塊車組，每排車采用6軸線動力車+1個動力模塊進行拼接組合。車組拼接完成后在拼裝場地進行空載模擬試驗，以驗證其同步性和控制性。馱梁支架采用標準桿件拼裝，由標準鋼管立柱、標準連系桿、車頂分配梁及頂層分配梁組成。考慮盡量不改變結構的受力狀態(tài)，設計將落梁支架與馱梁支架共用，即梁體馱運至存梁場地后，將馱梁支架落架于1.5 m高的標準鋼筒上，作為落梁支架，落梁支架下方設置條形基礎，保證其地基滿足承載力要求。為保證拆除施工過程中的橋梁結構、馱運支撐系統(tǒng)、SPMT馱運動力系統(tǒng)及存梁場地地基基礎安全，須對各部分在移除、安裝全過程中可能出現的工況進行結構計算分析，確認合格后方可進行下一步施工。具體如圖5、圖6所示。

3.3 交通組織規(guī)劃

為確保在不中斷交通條件下進行橋梁的快速拆除，需要制定嚴密的交通組織方案。交通組織方案經過評審后需要向交警、路政、運營公司等單位報備，確認具備上路施工條件。具體分為兩階段施工：

第一階段：封閉左幅車道，中央分隔帶按照選定位置處開設臨時改道口，布置好相關警示標志，將交通導改至右幅車道。模塊車就位并準備好拆除梁板工作，左幅梁板完全落在模塊車上后，人工控制模塊車緩行至平行于西側場地，控制模塊車行駛至西側場地進行梁板卸落、鑿除;快速清理左幅橋下施工場地，做好封閉右幅車道開放左幅車道的交通導改工作。如圖7所示。

第二階段：模塊車從左幅西側場地行駛至右幅封閉區(qū)間，采用同左幅梁板相同的工藝拆除右幅梁板。將切割完的墩柱吊至路側，配合自卸汽車下放至存梁場地，采用炮機集中破碎處理。整個過程施工完成后，快速清理施工場地并開放交通。如圖8所示。

3.4 梁體及墩柱防撞擋塊切割

梁體移運拆除前，需封閉橋面交通，對橋面伸縮縫進行拆除，并切割拆除橋面連續(xù)段，使各橋跨分離，保證各跨間有5～8 cm間隙。交通封閉前，需對墩柱防撞擋塊進行切割，切割線與蓋梁頂面平齊。

3.5 梁段同步頂升

為保證各組之間模塊車的軸壓基本一致，在正式頂升之前，應進行試頂升。依據試頂升確定好相關控制參數后對梁體進行預頂升。為防止梁體下沉被卡，采取分級頂升的方式，梁體頂升軸壓按最大105%載荷進行控制。待梁體切割后進行正式頂升，為保證上部梁體能夠橫向移出，控制梁體整體向上頂升20 cm，控制頂升速度在20～50 mm/min之間。梁體同步頂升過程中，橋梁整體結構體系由簡支梁轉換為帶懸臂端的簡支梁體系，因此需要在整個同步頂升過程中對模塊車、馱梁支架及梁體進行施工監(jiān)控，確保整個頂升過程中結構安全。

3.6 梁段移運

梁段移運是整個施工過程中的重要環(huán)節(jié)。為確保梁段的順利轉運，現場需設置分工明確的工作小組，工作小組應涵蓋機械、結構、電氣等各方面的技術人員，并設一名總指揮全面負責梁段快速移運的相關事務。在移運過程中，要對移運路徑、移運速度、道路自適應狀況、梁體姿態(tài)及應力等方面實施全過程安全控制。

3.7 梁段平穩(wěn)落梁

模塊車將梁段按照預定的移運路徑托運到臨時存梁場地后，需要將其放置在臨時搭設的落架上面，完成體系轉換，隨后模塊車返回進行下一階段工作。

3.8 破碎鑿除

梁體及下構全部穩(wěn)定落架后，即可進行二次分解等工作。梁體采用直接破碎的方式拆除，鑿除前沿臨時場地邊緣搭設防護支架。

3.9 施工監(jiān)控

在橋梁拆除施工過程中需嚴格做好施工監(jiān)控，利用監(jiān)測數據指導下一步施工。主要監(jiān)測包括對各種工況下結構內力、位移的變化及對移運期梁段的影響并進行驗算分析。同時，在拆除馱運施工過程中實時監(jiān)測，反饋梁體姿態(tài)、相對位移及應力等實時變化的數據信息，并與橋梁實際狀況進行驗證分析，確保施工過程中結構受力和變形始終處于安全可控的范圍。主要監(jiān)控內容如表1所示。

4 結語

基于SPMT工藝的橋梁快速拆除施工技術成功應用于池頭天橋的拆除施工中，僅歷時2 h便完成拆除工作，實現了在不中斷交通條件下的橋梁快速拆除。這也是廣西區(qū)內首例跨高速公路大型橋梁一次性整體移動拆除工程，對今后同類型工程項目的實施具有一定的參考價值。從本項目的實施可得知，基于SPMT工藝的橋梁快速拆除施工技術具備施工簡單、環(huán)保高效的技術特點，但是在項目前期必須做好充分的技術論證及施工過程中的各項安全控制以及風險監(jiān)控。在后續(xù)應用過程中，需要不斷累積施工技術的相關標準，以對該技術推廣應用起到良好的促進作用。

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