1、橋梁上部結(jié)構(gòu)整體置換工法 與 自行式模塊化運梁車STMP工法 城市交通擁堵是大城市的通病。治堵成為各大城市管理者最為“頭疼” 的問題。橋梁改造、維修、加固施工或使用功能變化，對現(xiàn)狀本已不堪重負(fù)的城市交通來說更可謂雪上加霜。當(dāng)危橋需要置換主梁時，長時間的中斷交通更使得政府、交通主管部門承受巨大的社會壓力。工程遇到的最大的問題不是橋梁結(jié)構(gòu)本身，而是交通高峰期不能長時間中斷交通。快速施工將成為制約工程設(shè)計、實施最為關(guān)鍵的問題。目標(biāo)：在規(guī)定時間內(nèi)完成既有損傷結(jié)構(gòu)的拆除；置換結(jié)構(gòu)的安裝。關(guān)鍵詞：規(guī)定時間、拆除、安裝規(guī)定時間：在滿足交通需求的前提下，所能利用的施工時間。 拆 除：在拆除橋梁的全過程中，損傷

2、結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能滿足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)。包括：結(jié)構(gòu)體系、邊界條件、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)、變形狀態(tài)；整體或分塊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。安 裝：置換結(jié)構(gòu)在安裝全過程中，結(jié)構(gòu)性能滿足規(guī)范規(guī)定的各項要求。包括：結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)、變形狀態(tài)；結(jié)構(gòu)在架設(shè)過程中和使用全過程的穩(wěn)定性。 損傷結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能決定了施工工法 既有橋梁結(jié)構(gòu)的剩余承載力，能否滿足拆除過程中的體系轉(zhuǎn)換和受力性能要求。其承載力、變形性能指標(biāo)是拆除全過程中的重要控制目標(biāo)。問題：如何在短時間實現(xiàn)橋梁上部結(jié)構(gòu)置換？縱向頂推或整橋橫推懸拼、懸澆整跨吊裝移動模架短線架設(shè)組合結(jié)構(gòu)目標(biāo)：在規(guī)定時間內(nèi)完成既有損傷結(jié)構(gòu)的拆除、置換結(jié)構(gòu)的安裝？采用建橋機(jī)械設(shè)備無

3、法滿足規(guī)定時間要求 既有結(jié)構(gòu)性能、工法、機(jī)具選擇 運梁車加裝分配梁多點制成千斤頂群多點千斤頂數(shù)控同步頂升、稱重、控制系統(tǒng)CAN 總線多車同步控制系統(tǒng)三維微調(diào)設(shè)備輔助梁體精確就位。需求：在滿足既有損傷結(jié)構(gòu)性能的前提下，拆、運、架一體，實現(xiàn)規(guī)定時間內(nèi)的施工工法。利用船舶的整體馱、架、運工法 液壓自行式模塊運輸車特點：一定的承載能力。自帶動力，能夠自行且方便操作。整體同步舉升和下降功能。車面運輸中始終保持為一個平面。多種行走模式：可完成直行、斜行、橫行、中心回轉(zhuǎn)、擺轉(zhuǎn)等。兩臺及以上聯(lián)合同步作業(yè)控制系統(tǒng)。橫向平衡示意縱向平衡示意單車及多車協(xié)同行走模式多車協(xié)同模式直行橫行縱向八字轉(zhuǎn)向半八字轉(zhuǎn)向橫向八字轉(zhuǎn)

4、向斜行原地轉(zhuǎn)向 擺頭和擺尾 運梁車主要參數(shù)：1、具備超大、超重物體的運輸能力。承載能力與置換重量匹配。2、具備自伺服升降功能 200mm，縱向爬坡率達(dá)6%，橫向通過率2%，重載行駛速度km/h。3、能夠根據(jù)運輸物體的外形、重量等靈活組拼模塊，行走適應(yīng)能力強(qiáng)。4、依靠自身的強(qiáng)大的變形協(xié)調(diào)功能，能夠使馱運物體在運輸過程中結(jié)構(gòu)變形量很小，確保應(yīng)力不超限。5、較小的接地比壓1.0Mpa，以減少重物運輸對所通過道路、橋梁的損壞。6、兩車在重載下雙車間無聯(lián)系聯(lián)控行駛100 米前后偏差30mm，角度偏差0.3。7、轉(zhuǎn)向誤差超過3度，警示燈閃爍并發(fā)警告；轉(zhuǎn)向誤差超過5度，驅(qū)動系統(tǒng)自動鎖定。SPMT整體置換工法

5、應(yīng)用條件：1、舊梁在置換過程中發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，需具備必須的承載能力，滿足安全需求，其重量在運梁車的承受范圍之內(nèi)。 2、新梁需要選取合適的結(jié)構(gòu)形式，新梁在置換過程發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，需要具備一定的強(qiáng)度、變形適應(yīng)能力，滿足架設(shè)完成后橋梁的安全性和耐久性，并且重量在運梁車的承受范圍之內(nèi)。3、臨時場地滿足舊梁堆放或拆解；新梁在支架上的整體預(yù)制或拼裝；從臨時場地到橋梁最終位置，應(yīng)滿足SPMT運輸所必須的空間、平整度和承載能力要求。4、滿足工程需求，架運過程梁體始終保持平面。橋梁頂升對多千斤頂同步系統(tǒng)的要求：頂升力控制：橋梁結(jié)構(gòu)形式各異，且質(zhì)量分布不均，分散布置在其下的液壓缸承載力也不盡相同，PLUS+1液壓控制

6、系統(tǒng)可滿足各液壓缸壓力自動調(diào)整，以適應(yīng)上部負(fù)載。位置同步控制：橋梁頂升過程中，為了防止梁體扭曲、應(yīng)力集中和開裂，各頂升點在負(fù)載不均的情況下必須保持位置同步；壓力、位移、應(yīng)力實時監(jiān)控：壓力監(jiān)控有助于頂升力的控制，位移的監(jiān)控能夠保證頂升過程位置同步，應(yīng)力監(jiān)控能夠避免內(nèi)應(yīng)力集中而使梁體結(jié)構(gòu)受損。橋梁頂升過程中，結(jié)構(gòu)內(nèi)力是由各頂升點的壓力和位移共同作用的結(jié)果，因此，可通過對壓力和位移的實時監(jiān)控判斷梁體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力是否超過允許值。橋梁損傷結(jié)構(gòu)承載能力的評定對于需要整體置換的橋梁，首先應(yīng)對既有損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性評價。對其受力性能進(jìn)行全面評估，以保證在解除約束、頂升、運輸?shù)热^程中的安全、穩(wěn)定。針對可能出現(xiàn)的

7、體系轉(zhuǎn)換過程，進(jìn)行全過程控制設(shè)計。以實橋材料的強(qiáng)度指標(biāo)、彈性模量、裂縫寬度、深度、分布等實測資料，評估損傷結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能及承載能力。給出相應(yīng)的危險截面絕對位移、相對位移、應(yīng)變等控制性指標(biāo)。異形板切割后中支點鈍角負(fù)彎矩區(qū)混凝土開裂狀態(tài)原支承位置原支承位置基于靜態(tài)信息評估損傷結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能及承載能力檢測成果竣工資料修正計算模型檢 測施加荷載 強(qiáng)度、裂縫、撓度自振頻率、沖擊系數(shù)等受力狀態(tài)分析與檢測成果對比分析不吻合吻合確定破損結(jié)構(gòu)承載能力 截面、彈性模量 材料強(qiáng)度評定構(gòu)件損傷識別結(jié)構(gòu)損傷模型損傷截面的識別： n 剛度削弱百分比靜態(tài)位移比參數(shù)應(yīng)變參數(shù)及分布以實測應(yīng)變e S 確定沿截面高度h方向的應(yīng)力分

8、布承載能力識別： 換算截面受壓區(qū)高度，得到極限承載力。過程與結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換頂升、運輸過程控制要求支撐線相對舊板位置關(guān)系不得隨意調(diào)整。各支撐線的各支點位置不得隨意調(diào)整。舊板各支點要求同步頂升、同步下降。反力誤差20kN。舊板對應(yīng)每條運梁車的支撐線，按受力要求設(shè)置支承點。實時檢測支承線對應(yīng)上緣裂縫發(fā)展情況，裂縫寬度限值0.5mm。按承載能力要求，異形板最大懸臂端相對位移不超過容許值。舊橋拆除監(jiān)控內(nèi)容及要求根據(jù)橋梁分塊的平面形狀及受力特點理布置測點，監(jiān)測各個工況最不利的參數(shù)，包括撓度、裂縫和應(yīng)變。舊橋切割過程，實時監(jiān)控跨中應(yīng)力、裂縫撓度變化。舊橋頂升、下降、托換過程每級加載監(jiān)控車輛支撐線處負(fù)彎矩導(dǎo)致的

9、應(yīng)力、裂縫、懸臂撓度變化。舊橋同步運輸過程實時監(jiān)控車輛支撐線處負(fù)彎矩導(dǎo)致的應(yīng)力、裂縫、懸臂撓度變化。施工過程撓度、應(yīng)力和裂縫出現(xiàn)異常及時分析原因并采取相應(yīng)應(yīng)急措施。板底裂縫監(jiān)控區(qū)域激光靶標(biāo)全過程位移監(jiān)標(biāo)控北斗、衛(wèi)星定位位移監(jiān)控系統(tǒng)千斤頂軸線北斗、GPS衛(wèi)星或激光靶標(biāo)相對坐標(biāo)控制系統(tǒng)鋼梁架設(shè)監(jiān)控內(nèi)容及要求每條車輛支撐線內(nèi)各支撐點設(shè)置撓度基準(zhǔn)監(jiān)控點，在托換時每級加載時均需測量，運梁過程實時監(jiān)控，同時實時監(jiān)控兩條車輛支撐線的豎向轉(zhuǎn)角。施工過程鋼箱梁實時監(jiān)控?fù)隙缺O(jiān)控，每次體系轉(zhuǎn)換、運梁過程過程中均需測量，實時監(jiān)控，確保在臨時支架與橋臺、橋墩支承處撓度控制點吻合。主梁及橫梁應(yīng)力監(jiān)控，每次體系轉(zhuǎn)換及運輸過

10、程均需實時監(jiān)控。施工過程即時監(jiān)控車輛支撐線，其相對位置關(guān)系不變，兩車豎向高差小于0.1m，豎向相對扭轉(zhuǎn)角0.036rad；同一支承線各支點相對位移差0.5mm、反力變化幅度10kN。中墩支承線處鋼箱應(yīng)力、撓度，發(fā)生突變時及時查找原因。激光發(fā)射器激光靶標(biāo)激光發(fā)射器激光發(fā)射器校核點位移實時監(jiān)控裝置設(shè)置衛(wèi)星定位點北斗、GPS衛(wèi)星或激光靶標(biāo)相對坐標(biāo)控制系統(tǒng)激光靶標(biāo)發(fā)射器激光尋跡器地面標(biāo)線馱梁車行走、定位控制系統(tǒng)激光尋跡點激光靶標(biāo)地面標(biāo)線行走方向停車位置線車輛就位激光尋跡系統(tǒng)地面標(biāo)線系統(tǒng)停車位置線激光靶標(biāo)發(fā)射器激光尋跡器地面標(biāo)線北斗定位系統(tǒng)停車位置線激 光尋跡點激光靶標(biāo)地面標(biāo)線行走方向停 車位置線車輛就

11、位位移實施監(jiān)控激光接收靶標(biāo)位移實施監(jiān)控激光發(fā)射器 新橋馱運至橋位粗定位后，根據(jù)參照點啟動萬向油缸平面平移功能，使主控制點與其相應(yīng)的參照點重合，鎖定主控制點。 啟動萬向油缸轉(zhuǎn)角功能。以主控制點為基點進(jìn)行轉(zhuǎn)動。直至其余控制點基本與參照點吻合，完成精確定位5mm。 新橋馱運到達(dá)安裝位置后，鎖緊停車制動，對新橋目前位置進(jìn)行測量，確定新橋精定位調(diào)整數(shù)據(jù)。啟動均載梁上的微調(diào)整萬向千斤頂，根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行三維調(diào)整。主梁定位備份系統(tǒng)工程實例一政府街西關(guān)路G6八達(dá)嶺高速國道110西關(guān)環(huán)島1號立交2號交立北臨時施工場地跨越G6高速公路西關(guān)環(huán)島立交1號、2號立交橋梁上部結(jié)構(gòu)為兩跨整體式異性連續(xù)板，分塊切割馱運、消解

12、。置換橋梁為一次整體置換正交異性單箱多室異形鋼箱梁橋。新、舊橋馱運實際斷路10次，每次用時7個小時，總用時112小時，比傳統(tǒng)原地拆除、重建技術(shù)減少了約95%的斷路時間，保證了G6高速公路高峰期車輛通行。三元橋（跨京順路）始建于1984年，全橋長54m，三跨布設(shè)，橋面寬度為44.8m，設(shè)計為3上3下車道斷面布置，兩邊是非機(jī)動車道。上部結(jié)構(gòu)為普通鋼筋混凝土形梁；下部結(jié)構(gòu)為條型擴(kuò)大基礎(chǔ)、V型中墩。北三環(huán)路、京順路兩條城市干線在此立體交叉，同時臨近機(jī)場路，該橋地理位置極為重要，發(fā)揮著重要的區(qū)域交通樞紐作用。由于城市交通的迅速增長，交通功能發(fā)生很大變化，壓縮原橋非機(jī)動車寬度，將原設(shè)計3上3下機(jī)動車道斷面布置調(diào)整為5上5下.同時，長期超負(fù)荷運行及外部環(huán)境影響，主梁及橋面板損壞嚴(yán)重，經(jīng)檢測，橋梁承載力明顯下降。為確保橋梁設(shè)施運行安全，經(jīng)多方案比選，最終確定大修方案為：上部結(jié)構(gòu)采用更換鋼箱梁、下部結(jié)構(gòu)采用鋼板加固V型墩，徹底消除橋梁各種病害，全面提升橋梁承載能力，同時解決超負(fù)荷運行狀況，抗震等級也將達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范要求