SPMT工法成功应用于北京昌平西关环岛桥梁改造工程
桥梁快速施工SPMT工法（简称：“SPMT工法”），是近年来国内外研发应用的一种桥梁快速施工新技术。2011年，北京市政路桥养护集团自主创新研发的“SPMT工法”成功应用于北京昌平西关环岛桥梁改造工程，开创了这一具有国际先进水平的工法在我国自主研发及应用的先河。
西关环岛桥梁改造工程平面示意图
西关环岛工程概况
西关环岛立交桥位于北京市昌平区城区西侧，为国道110线的重要组成部分，其中1、2号立交上跨京藏高速公路，上部结构为2孔C35钢筋混凝土实体板，桥宽17.75m，桥梁面积分别为945m2和1144 m2。下部结构为柱式墩，重力式U型桥台，钻孔灌注桩基础。11号桥上部结构为1跨钢筋混凝土宽腹T梁,下部结构为浆砌块石桥台,桥长11.5m,桥宽13m。
根据专业检测机构近年来对该立交桥1、2、11号桥结构的病害检测结果，确认该桥梁已经存在严重的安全隐患，评定为四类桥（危桥），需进行改造，北京市交通委员会路政局决定对这1、2、11号桥进行改造施工，工程内容包括：整体拆除原桥上部结构并更换为钢箱梁叠合环氧沥青混凝土桥面；更换支座；改造桥台顶部结构及雉墙、搭板；新做伸缩缝。该工程由北京市政路桥养护集团总承包施工。
西关环岛立交桥为京北的重要交通枢纽，北京市领导对西关环岛桥梁改造工程十分关注，要求管理、设计及施工各方开阔思路，力争工程设计施工达到国内领先水平，充分体现北京市桥梁改造技术水平。考虑到传统改造施工将对京藏高速公路的交通产生较大影响，经过缜密的方案论证，北京市交通委员会路政局确定北京市政路桥养护集团将自主研发的具有国际先进水平的“SPMT工法”应用于西关环岛桥梁改造工程，以最大限度地提高工效、缩短工期，减小对京藏高速公路交通的干扰和影响。
“SPMT工法”的技术核心是利用该工法的关键施工设备---千吨级桥梁驮运架一体机（简称：驮桥车）对需改造的桥梁进行快速整体拆建施工。应用“SPMT工法”可实现在最短施工周期内对危旧桥梁进行整拆整建改造施工。“SPMT工法”的主要施工工序为：新桥钢结构预制、旧桥结构拆除、新桥结构安装。
西关环岛2号桥旧桥上部结构整体拆除驮运
新桥钢结构预制 新桥上部采用钢箱梁叠合环氧沥青混凝土桥面结构。钢箱梁结构预制分两阶段施工，第一阶段在钢结构加工厂内进行，分别加工各段钢箱梁，第二阶段在环岛内进行，将分段加工的钢箱梁运至环岛内，在临时桥台上组装、拼接成整体。钢箱梁桥面铺装采用双层环氧沥青混凝土，行车道铺装上下面层均采用30mm厚环氧沥青混凝土，共60mm。
西关环岛1号桥新桥上部钢结构整体驮运
旧桥结构拆除 新梁预制完成后，进行旧桥上部结构拆除。先采用桥梁同步顶升系统顶升起旧桥上部混凝土结构，将旧桥结构用金刚石绳锯分块切割成数块，再使用驮桥车将切割后的旧桥结构驮运至就近的临时场地，用提梁机卸下后作就地破碎、清运处理。
新桥钢结构安装 在旧桥墩台等下部结构改造施工完成后，应用驮桥车进行新桥上部钢结构的运输及安装施工。施工时采用驮桥车双车联运作业的方式，将新桥上部钢结构从预制区临时桥台整体运输到桥梁作业区。驮桥车完全驶入桥区后，先进行新桥钢结构的平面位置调整作业。新桥钢结构平面就位后，通过操作驮桥车上配备的液压升降装置，进行新桥结构的精确就位安装。主梁安装就位后，即可撤出驮桥车，恢复桥下临时限行高速路的正常通行。
SPMT工法关键设备
SPMT（Self-Propelled Modular Transporter），即自行式模块运输车，是一种在液压组合挂车基础上衍生出的高端技术产品。该设备无需牵引车牵引，可实现自行功能，它由带驱动的轴线模块运输车及动力模块单元组成，模块之间既可机械连接，又可自由定位，最大运输货物质量可达上万吨。SPMT是“机-电-液” 一体化机械设备，其车轮采用液压驱动、能进行独立转向和高度调节，转向模式多样，整机运行非常灵活，可以在复杂路况下实现超大重物的平稳运输，SPMT在国内外广泛应用于建筑及石油等工业领域，主要用于运输大型桥梁预制构件、炼油设备、大型发动机等大吨位、大体积物体。
近年来，在欧州、美国及加拿大等国家和地区开始将SPMT技术开发应用于桥梁工程快速施工，形成了“SPMT工法”。该工法目前在美国应用最为广泛。美国自2004年起开展该工法的技术研究，2007年开始工程实际应用，至今已完成近80座危旧桥的改造施工。
西关环岛2号桥新桥上部钢结构整体就位安装
2011年，北京市政路桥养护集团在西关环岛桥梁改造工程中应用了自主研发的“SPMT工法”，这是该工法在国内道路桥梁工程施工中的首次成功应用。该工法较之国外同类技术具有独到的技术创新特色，其核心技术和关键设备是千吨级驮桥车。
“SPMT工法”科研项目立项后，北京市政路桥养护集团组织科技人员到国内高铁工地运梁现场、美国犹他州高速路桥梁改造现场进行实地考察调研，了解国内外工程施工中SPMT技术的相关应用情况。在项目研发过程中，项目课题组消化吸收国内外SPMT技术工程应用方面的先进经验，组织车辆制造、液压，自动控制、桥梁等领域的知名专家进行了反复技术研讨和论证，结合我国桥梁工程施工特点及SPMT设备制造水平，确定了该工法项目整体技术方案，突破了诸多技术难点，成功研发制造出了该工法的关键技术设备---千吨级驮桥车。
千吨级驮桥车集桥梁预制构件整体运输、安装功能于一体，其独特的技术创新亮点是在SPMT技术基础上增加了上部顶升系统，使驮桥车可以对运载的大型桥梁构件实现同步大行程的举升，大大拓展了车辆运输对路况的适应能力及桥梁构件的现场精确安装就位能力。千吨级驮桥车样车研制成功后，项目课题组结合实际工程需求，对样车进行了严格的桥梁预制构件驮运、升降、定位等关键工艺的模拟施工试验和测试，据此对样机整体性能进行了进一步优化和改进，并最终确定和完善了“SPMT工法”的基本内容，其中千吨级驮桥车技术达到了国内首创、国际技术领先水平。
千吨级级驮桥车主要技术性能指标如下：
1）双车整体净承载能力＞2000t（不计车辆自重）。
2）整车提升能力≥1400mm。
3）纵向爬坡能力≥5%，横向爬坡能力2%。
4）具备直行、横行、纵向八字转向、横向八字转向、斜行、摆头摆尾等多种模式的转向功能。
5）具备较精确的安装定位能力，车辆初定位误差≤50mm，配合桥梁三维定位调整系统，系统总安装定位误差≤3mm。
SPMT工法应用前景
“SPMT工法”的成功应用，极大地减少了西关环岛桥梁改造工程施工对相关道路交通的干扰和影响。2011年10月17日至12月5日，在不足2个月的工程施工期间，京藏高速公路主路仅断路10次，累计70h，环岛占路仅20余天，有效缓解了京藏高速公路的交通压力。如采用常规施工方式对桥梁进行整拆整建，总工期约5个月，需长期中断上部环岛交通，并采用压缩行车道的方式组织下部高速路的临时交通导行，这必将会对原本交通流量巨大、经常出现拥堵的京藏高速公路的通行能力造成严重的不利影响。采用 “SPMT工法”，实现了西关环岛桥梁改造工程的快速、高效、安全施工，社会效益及经济效益十分显著。
应用“SPMT”工法施工的西关环岛1号桥新桥
随着我国公路桥梁事业多年来的持续高速发展，公路及桥梁建设的高峰期已过，现有道路系统中有许多桥梁逐渐进入了养护维修阶段。有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期，据此统计，我国现有桥梁总数的40%已属于“老龄”桥梁，随着时间的推移，其数量还会不断增长，危旧桥梁的维修改造问题也将越来越引起业内管养、施工等各相关方面的高度关注。为最大限度地降低众多危旧桥梁的改造施工对道路系统正常交通的不利影响，各种桥梁快速施工技术的应用势在必行。对旧桥改造施工而言，较之现有的各种桥梁快速施工技术手段和方法，“SPMT工法”是目前最为快捷、高效的一种桥梁快速施工方式。
“SPMT工法”作为一种国内外先进的桥梁快速施工新技术，既可用于危旧桥梁改造快速施工，也可用于各类新建桥梁的整体快速架设施工，未来的应用前景极为广阔，在我国市政及公路桥梁建设、养护工程行业具有巨大的推广价值。（通讯员 赵迎 李建军 虞山）
注：本文刊载于《市政技术》2012年第2期，第3页至第5页。