陳鉉文,劉加華,劉超群,劉玉琴
(中國(guó)水利電力對(duì)外有限公司,北京 100120)
幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂工程所屬的交通橋(以下簡(jiǎn)稱“交通橋”)位于蘇阿皮蒂水利樞紐大壩下游約900 m,全長(zhǎng)506 m,共25跨,共5聯(lián),每跨跨徑20 m,橋面寬9 m,中間7 m為行車道,行車道兩側(cè)各布置1 m人行道。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力空心板梁,梁高0.95 m,為簡(jiǎn)支梁,后續(xù)通過(guò)橋面鋪裝每1聯(lián)形成一個(gè)整體,屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu);下部結(jié)構(gòu)為雙墩柱擴(kuò)大基礎(chǔ)。交通橋典型橫剖面見圖1。
蘇阿皮蒂水利樞紐庫(kù)區(qū)淹沒(méi)后建設(shè)的橋梁(以下簡(jiǎn)稱“庫(kù)區(qū)橋”)位于蘇阿皮蒂水利樞紐庫(kù)區(qū)上游,全長(zhǎng)140 m,共7跨,共2聯(lián),跨徑20 m,橋面寬9.7 m,中間7 m為行車道,行車道兩側(cè)各布置1.35 m人行道。橋梁上部結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)支“T”形梁,梁高1.07 m,后續(xù)通過(guò)橋面板澆筑每1聯(lián)形成一個(gè)整體,屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu);下部結(jié)構(gòu)為墩柱加樁基。庫(kù)區(qū)橋典型橫剖面見圖2。
交通橋是預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱型梁,橋面縱向每5跨作為1聯(lián)形成整體。在相鄰的2榀梁的鉸縫內(nèi)布置鉸縫鋼筋,再將鉸縫鋼筋和預(yù)制梁頂部預(yù)留鋼筋綁扎在一起,后續(xù)在鉸縫內(nèi)澆筑混凝土,每跨的7榀梁初步形成一個(gè)整體。鉸縫澆筑完后,在空心板梁上部布置橋面現(xiàn)澆層的鋼筋,并與預(yù)制梁頂部預(yù)留的鋼筋綁扎在一起。鋼筋安裝完成后,在預(yù)制梁上部澆筑現(xiàn)澆層混凝土,每1聯(lián)的上部結(jié)構(gòu)便形成整體[1-2]。
庫(kù)區(qū)橋是“T”形簡(jiǎn)支梁,橋面縱向每3或4跨作為1聯(lián)形成整體。相鄰2榀梁預(yù)留橫隔梁鋼筋搭接,鋼筋搭接完成后,澆筑每跨梁兩端的橫隔梁混凝土,每跨相鄰的預(yù)制梁通過(guò)橫隔梁的連接初步連接成一個(gè)整體。橫隔梁形成后,在每跨相鄰2榀梁的頂部鋪蓋預(yù)制好的混凝土蓋板,然后在蓋板上綁扎橋面鋼筋,并與預(yù)制梁頂部的預(yù)留鋼筋綁扎在一起,后續(xù)澆筑橋面混凝土,每1聯(lián)的所有梁便形成一個(gè)整體[1-2]。
交通橋施工采用圍堰導(dǎo)流,在旱季流量較小時(shí)進(jìn)行右岸圍堰填筑,右岸上下游圍堰填筑完成后進(jìn)行順?biāo)较驀咛钪?。圍堰合攏后,右岸橋墩施工部位形成基坑,將基坑內(nèi)水抽排干凈后進(jìn)行右岸橋墩施工,而左岸剩余河道則繼續(xù)過(guò)流。在來(lái)年旱季,右岸橋墩施工完成后將圍堰挖除,進(jìn)行左岸圍堰填筑,右岸河道過(guò)流。左岸河流相對(duì)右岸較深,施工時(shí)先在左岸形成筑島,后續(xù)將橋墩施工部位的填土挖除形成基坑,在基坑內(nèi)進(jìn)行左岸橋墩施工。橋墩施工完成后將圍堰挖除,恢復(fù)原河道[2]。交通橋左岸圍堰施工示意見圖3。
圖3 交通橋左岸圍堰施工示意
庫(kù)區(qū)橋施工首先在左岸進(jìn)行施工平臺(tái)填筑,完成施工平臺(tái)后,進(jìn)行橋梁樁基和橋墩施工,此時(shí)右岸剩余河道過(guò)流。左岸樁基施工的同時(shí),在右岸開挖導(dǎo)流明渠。導(dǎo)流明渠開挖完成后,左岸圍堰繼續(xù)進(jìn)占,將河流截?cái)?,?lái)水從導(dǎo)流明渠過(guò)流,待橋墩及架梁施工完成后再將圍堰挖除,恢復(fù)原河道[2]。庫(kù)區(qū)橋?qū)Я髅髑疽庖妶D4。
圖4 庫(kù)區(qū)橋?qū)Я髅髑疽?/p>
交通橋的導(dǎo)流方法比較常見,適用于河面較寬、水深較淺的情況,施工較為簡(jiǎn)單,為橋墩施工提供了有利條件,但圍堰填筑量一般較大;而庫(kù)區(qū)橋的導(dǎo)流方法比較適用于河面較窄、流量較小、兩側(cè)岸坡較緩的情況,圍堰填筑量較少,但明渠開挖對(duì)地勢(shì)及地質(zhì)情況要求較高。
交通橋位于比較堅(jiān)硬、完整的輝綠巖基礎(chǔ)上,完整的輝綠巖基礎(chǔ)可以為橋墩提供穩(wěn)定的承載力,故橋梁基礎(chǔ)均為混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)。交通橋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)見圖5。庫(kù)區(qū)橋位于砂巖基礎(chǔ)上,河底覆蓋層較厚,能夠提供承載力的弱風(fēng)化砂巖在河面以下位置較深,故橋梁基礎(chǔ)為嵌巖樁。庫(kù)區(qū)橋樁基基礎(chǔ)見圖6。
圖5 交通橋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)(單位:mm)
圖6 庫(kù)區(qū)橋樁基基礎(chǔ)(單位:mm)
混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)施工簡(jiǎn)單,施工所需時(shí)間短,且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,但對(duì)地質(zhì)條件要求較高,同時(shí)對(duì)圍堰的防滲要求也較高。樁基礎(chǔ)對(duì)地質(zhì)情況的適應(yīng)性較強(qiáng),對(duì)施工圍堰的防滲要求也較低,降低了圍堰的施工難度,但施工工藝相對(duì)復(fù)雜,且施工時(shí)間也較長(zhǎng)。
圖8 庫(kù)區(qū)橋橋面結(jié)構(gòu)(單位:mm)
交通橋蓋梁施工時(shí),搭設(shè)滿堂腳手架,以腳手架承重,在腳手架頂部形成施工平臺(tái),進(jìn)行蓋梁施工。庫(kù)區(qū)橋則采用穿鋼棒法,在墩柱頂部預(yù)留孔洞,后期在孔洞內(nèi)穿入鋼棒,在鋼棒上架設(shè)工字鋼,形成工作平臺(tái),進(jìn)行蓋梁施工。
滿堂腳手架承重是較為常見的施工方法,其結(jié)構(gòu)也較為穩(wěn)定,工藝簡(jiǎn)單,但對(duì)地基要求較高,且比較消耗腳手架管等施工材料。而穿鋼棒法則利用已經(jīng)形成的混凝土墩柱,以墩柱和鋼棒受力,節(jié)省了腳手架管等材料,不受地基條件影響,施工快捷,但需單獨(dú)布置上下安全通道,以保證施工過(guò)程中的上下通行[2]。
交通橋采用預(yù)應(yīng)力空心板梁,空心板梁澆筑前在梁內(nèi)安裝波紋管,后續(xù)澆筑空心板梁混凝土。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后,在波紋管孔道內(nèi)穿鋼絞線,再通過(guò)穿心千斤頂對(duì)鋼絞線進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉[1]。張拉達(dá)到設(shè)計(jì)值后,通過(guò)錨具對(duì)鋼絞線進(jìn)行固定,在鋼絞線張拉完成后48h內(nèi)完成孔道壓漿。漿液到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,將外露的多余鋼絞線剪斷,并在預(yù)制梁兩端澆筑封端混凝土,預(yù)應(yīng)力空心板梁便完成。交通橋橋面結(jié)構(gòu)見圖7。
圖7 交通橋橋面結(jié)構(gòu)(單位:mm)
庫(kù)區(qū)橋采用簡(jiǎn)支“T”形梁,在每1跨的兩端各設(shè)有1道橫隔梁。預(yù)制梁澆筑時(shí),在梁兩端預(yù)留橫隔梁鋼筋。預(yù)制梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行吊裝。庫(kù)區(qū)橋橋面結(jié)構(gòu)見圖8。
交通橋采用的預(yù)應(yīng)力梁使梁體下部提前受到一定的預(yù)壓力,投入使用后可以局部或全部抵消使用過(guò)程中因荷載產(chǎn)生的應(yīng)力,使梁的受力更加合理,并降低后期產(chǎn)生裂縫的風(fēng)險(xiǎn),提高了混凝土梁的耐久性。預(yù)制梁通過(guò)鉸縫連接,上部結(jié)構(gòu)整體性也更好,更為牢靠,且箱型梁梁底平整,也提高了橋梁整體的美觀性。
庫(kù)區(qū)橋采用的“T”形簡(jiǎn)支梁施工方便,工藝簡(jiǎn)單,對(duì)材料沒(méi)有特別嚴(yán)格的要求,預(yù)制梁通過(guò)橫隔梁連接,施工更為快捷,施工周期也較短,非常適合在西非這種條件艱苦的地區(qū)快速施工。
交通橋由于工期安排,需要盡早將圍堰挖除,且梁的架設(shè)位置相對(duì)圍堰頂部平臺(tái)較高,主要采用架橋機(jī)架梁。架橋機(jī)架梁具有速度快、精度高、操作方便、不受場(chǎng)地限制的特點(diǎn)。
庫(kù)區(qū)橋橋梁的架設(shè)位置相較圍堰頂部平臺(tái)較矮,采用汽車吊架梁。預(yù)制梁架設(shè)時(shí),在圍堰頂布置汽車吊進(jìn)行架梁。汽車吊架梁施工簡(jiǎn)單、快捷,適用于架梁高度較小的情況。但汽車吊布置需要充足、平整、承載力較好的場(chǎng)地,對(duì)汽車吊操作手的操作水平要求也較高,吊裝過(guò)程中還需安排專人指揮。
本文對(duì)幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐工程所屬的交通橋與庫(kù)區(qū)淹沒(méi)后建設(shè)的橋梁從設(shè)計(jì)理念及施工工藝2個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析,得出以下結(jié)論:
(1)交通橋施工工藝技術(shù)成熟,受力較好,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,安裝架設(shè)方便,建筑高度小,橋面層施工便利,橋下平整美觀。該施工方法在國(guó)內(nèi)也比較常見,工藝成熟,適應(yīng)成建制且專業(yè)齊全的單位進(jìn)行建設(shè)。
(2)庫(kù)區(qū)橋施工工藝施工便利,施工周期短,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定,施工及安裝架設(shè)容易,比較適合資質(zhì)要求不是很高的一般單位在海外進(jìn)行建設(shè)。