蘇阿皮蒂工程交通橋與庫區橋設計及施工對比

陳鉉文，劉加華，劉超群，劉玉琴

(中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

1 工程概況

幾內亞蘇阿皮蒂工程所屬的交通橋(以下簡稱“交通橋”)位于蘇阿皮蒂水利樞紐大壩下游約900 m，全長506 m，共25跨，共5聯，每跨跨徑20 m，橋面寬9 m，中間7 m為行車道，行車道兩側各布置1 m人行道。橋梁上部結構采用預應力空心板梁，梁高0.95 m，為簡支梁，后續通過橋面鋪裝每1聯形成一個整體，屬復合結構；下部結構為雙墩柱擴大基礎。交通橋典型橫剖面見圖1。

蘇阿皮蒂水利樞紐庫區淹沒后建設的橋梁(以下簡稱“庫區橋”)位于蘇阿皮蒂水利樞紐庫區上游，全長140 m，共7跨，共2聯，跨徑20 m，橋面寬9.7 m，中間7 m為行車道，行車道兩側各布置1.35 m人行道。橋梁上部結構為簡支“T”形梁，梁高1.07 m，后續通過橋面板澆筑每1聯形成一個整體，屬復合結構；下部結構為墩柱加樁基。庫區橋典型橫剖面見圖2。

2 設計不同之處

交通橋是預應力簡支箱型梁，橋面縱向每5跨作為1聯形成整體。在相鄰的2榀梁的鉸縫內布置鉸縫鋼筋，再將鉸縫鋼筋和預制梁頂部預留鋼筋綁扎在一起，后續在鉸縫內澆筑混凝土，每跨的7榀梁初步形成一個整體。鉸縫澆筑完后，在空心板梁上部布置橋面現澆層的鋼筋，并與預制梁頂部預留的鋼筋綁扎在一起。鋼筋安裝完成后，在預制梁上部澆筑現澆層混凝土，每1聯的上部結構便形成整體[1-2]。

庫區橋是“T”形簡支梁，橋面縱向每3或4跨作為1聯形成整體。相鄰2榀梁預留橫隔梁鋼筋搭接，鋼筋搭接完成后，澆筑每跨梁兩端的橫隔梁混凝土，每跨相鄰的預制梁通過橫隔梁的連接初步連接成一個整體。橫隔梁形成后，在每跨相鄰2榀梁的頂部鋪蓋預制好的混凝土蓋板，然后在蓋板上綁扎橋面鋼筋，并與預制梁頂部的預留鋼筋綁扎在一起，后續澆筑橋面混凝土，每1聯的所有梁便形成一個整體[1-2]。

3 施工對比

3.1 施工導流

交通橋施工采用圍堰導流，在旱季流量較小時進行右岸圍堰填筑，右岸上下游圍堰填筑完成后進行順水方向圍堰填筑。圍堰合攏后，右岸橋墩施工部位形成基坑，將基坑內水抽排干凈后進行右岸橋墩施工，而左岸剩余河道則繼續過流。在來年旱季，右岸橋墩施工完成后將圍堰挖除，進行左岸圍堰填筑，右岸河道過流。左岸河流相對右岸較深，施工時先在左岸形成筑島，后續將橋墩施工部位的填土挖除形成基坑，在基坑內進行左岸橋墩施工。橋墩施工完成后將圍堰挖除，恢復原河道[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

庫區橋施工首先在左岸進行施工平臺填筑，完成施工平臺后，進行橋梁樁基和橋墩施工，此時右岸剩余河道過流。左岸樁基施工的同時，在右岸開挖導流明渠。導流明渠開挖完成后，左岸圍堰繼續進占，將河流截斷，來水從導流明渠過流，待橋墩及架梁施工完成后再將圍堰挖除，恢復原河道[2]。庫區橋導流明渠示意見圖4。

圖4 庫區橋導流明渠示意

交通橋的導流方法比較常見，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；而庫區橋的導流方法比較適用于河面較窄、流量較小、兩側岸坡較緩的情況，圍堰填筑量較少，但明渠開挖對地勢及地質情況要求較高。

3.2 橋梁基礎

交通橋位于比較堅硬、完整的輝綠巖基礎上，完整的輝綠巖基礎可以為橋墩提供穩定的承載力，故橋梁基礎均為混凝土擴大基礎。交通橋混凝土擴大基礎見圖5。庫區橋位于砂巖基礎上，河底覆蓋層較厚，能夠提供承載力的弱風化砂巖在河面以下位置較深，故橋梁基礎為嵌巖樁。庫區橋樁基基礎見圖6。

圖5 交通橋混凝土擴大基礎(單位：mm)

圖6 庫區橋樁基基礎(單位：mm)

混凝土擴大基礎施工簡單，施工所需時間短，且結構穩定，但對地質條件要求較高，同時對圍堰的防滲要求也較高。樁基礎對地質情況的適應性較強，對施工圍堰的防滲要求也較低，降低了圍堰的施工難度，但施工工藝相對復雜，且施工時間也較長。

圖8 庫區橋橋面結構(單位：mm)

3.3 蓋梁施工

交通橋蓋梁施工時，搭設滿堂腳手架，以腳手架承重，在腳手架頂部形成施工平臺，進行蓋梁施工。庫區橋則采用穿鋼棒法，在墩柱頂部預留孔洞，后期在孔洞內穿入鋼棒，在鋼棒上架設工字鋼，形成工作平臺，進行蓋梁施工。

滿堂腳手架承重是較為常見的施工方法，其結構也較為穩定，工藝簡單，但對地基要求較高，且比較消耗腳手架管等施工材料。而穿鋼棒法則利用已經形成的混凝土墩柱，以墩柱和鋼棒受力，節省了腳手架管等材料，不受地基條件影響，施工快捷，但需單獨布置上下安全通道，以保證施工過程中的上下通行[2]。

3.4 預制梁施工

交通橋采用預應力空心板梁，空心板梁澆筑前在梁內安裝波紋管，后續澆筑空心板梁混凝土。待混凝土強度達到90%后，在波紋管孔道內穿鋼絞線，再通過穿心千斤頂對鋼絞線進行預應力張拉[1]。張拉達到設計值后，通過錨具對鋼絞線進行固定，在鋼絞線張拉完成后48h內完成孔道壓漿。漿液到達設計強度后，將外露的多余鋼絞線剪斷，并在預制梁兩端澆筑封端混凝土，預應力空心板梁便完成。交通橋橋面結構見圖7。

圖7 交通橋橋面結構(單位：mm)

庫區橋采用簡支“T”形梁，在每1跨的兩端各設有1道橫隔梁。預制梁澆筑時，在梁兩端預留橫隔梁鋼筋。預制梁達到設計強度后進行吊裝。庫區橋橋面結構見圖8。

交通橋采用的預應力梁使梁體下部提前受到一定的預壓力，投入使用后可以局部或全部抵消使用過程中因荷載產生的應力，使梁的受力更加合理，并降低后期產生裂縫的風險，提高了混凝土梁的耐久性。預制梁通過鉸縫連接，上部結構整體性也更好，更為牢靠，且箱型梁梁底平整，也提高了橋梁整體的美觀性。

庫區橋采用的“T”形簡支梁施工方便，工藝簡單，對材料沒有特別嚴格的要求，預制梁通過橫隔梁連接，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快速施工。

3.5 預制梁架設

交通橋由于工期安排，需要盡早將圍堰挖除，且梁的架設位置相對圍堰頂部平臺較高，主要采用架橋機架梁。架橋機架梁具有速度快、精度高、操作方便、不受場地限制的特點。

庫區橋橋梁的架設位置相較圍堰頂部平臺較矮，采用汽車吊架梁。預制梁架設時，在圍堰頂布置汽車吊進行架梁。汽車吊架梁施工簡單、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、承載力較好的場地，對汽車吊操作手的操作水平要求也較高，吊裝過程中還需安排專人指揮。

4 結 語

本文對幾內亞蘇阿皮蒂水利樞紐工程所屬的交通橋與庫區淹沒后建設的橋梁從設計理念及施工工藝2個方面進行對比分析，得出以下結論：

(1)交通橋施工工藝技術成熟，受力較好，結構穩定，安裝架設方便，建筑高度小，橋面層施工便利，橋下平整美觀。該施工方法在國內也比較常見，工藝成熟，適應成建制且專業齊全的單位進行建設。

(2)庫區橋施工工藝施工便利，施工周期短，結構簡單穩定，施工及安裝架設容易，比較適合資質要求不是很高的一般單位在海外進行建設。