摘 要 2002年至2004年肯尼亚埃尔多雷特污水工程项目是中国水电十三局在东非肯尼亚的第一个工程项目，当时为了打开该市场，标
价相当低。而该项目的高架渡槽，在当时、当地的施工条件和环境下，具有极高难度的施工难度与挑战，是整个项目最为关键的控制
点之一。
关键词 高架渡槽；施工工艺；效益分析
中图分类号 TU文献标识码 A文章编号 1673-9671-(2012)012-0154-03
1 高架渡槽简介
该高架渡槽是为了解决该项目污水管线穿越两山之间的峡谷河沟而建，该峡谷两侧地形陡峭、不但无路，也不利于大型吊装设备的就位。其总长为432 m、总计24跨、每跨跨度为18 m。钢筋混凝土基础为条形方基、基础长宽高及配筋是根据墩柱的高度而设计的、每个基础均不相同。墩柱高度从2 m至最高34 m不等，条基宽度从2.4 m -7.6 m不等、长度从1.5 m-3.5 m不等、高度从0.4 m-1.5 m不等、钢筋从T12-T25不等。墩柱设计为：纵向2个0.45*1.5 m的柱子、中间由每隔3.6 m高一个0.6 m高*0.6 m宽*0.45 m长的系梁连接而成。原设计顶部U型梁为预制吊装完成、U型梁的设计为：总宽1.1 m、两肋宽度都为0.25 m、中间槽宽0.6 m、底厚0.2 m。整根梁的重量为28.5 t、合同产值为约27萬美元。
2 当地施工环境
1）当地人力无任何大型混凝土施工经验、更无高架结构物施工经验。
2）当时经过详细咨询：整个肯尼亚的大型吊装设备仅有1台90吨的旧吊车、2台45吨的旧吊车。
3）工程施工路权范围是：结构物两侧各10 m，其他的路权归属私人，可以项目征地，但是征地费用很高。
4）地质情况较好、但地势陡峭不利于施工。
5）当地各种加工技术都很差，工程用的工器具、物资很难在当地买到。
3 工程单价、市场与标书效益情况
整个工程合同单价为约27万美金，如果采用设计预制吊装施工方法：大吨位吊车租赁每天从营地出发开始计时间、回到营地终止时间、每小时租金为1 000美金（必须当天回租赁方、否则租赁费每天按24小时租金算）。 按工地提前准备好吊装场地计，每天最多可以吊装一根U型大梁（10小时计、吊车来回时间加上从预制场先吊装并运输至现场、然后正式安装完毕），前期准备和租赁运输设备不计，仅吊车费用就高达24万美金。按此施工方法、本来单价就很低的项目会承受不起。因此、经过精心技术验算和咨询协商、决定把U型梁变更为现浇施工方法，同时为了解决高空运输问题，把T32的主筋变更为T25的主筋。
4 主要施工工艺和工艺改进
1）主要设备是：2台350滚筒式拌合机、可调2台金猴翻斗车、可调1台ZX30装载机、2架盖房子用的升降机、1台8吨吊车、2台20 kW发电机、1台单排皮卡。
2）在河沟位置用脚手架搭设一条临时供人和小型物资联通两岸的交通便桥。
3）墩柱钢筋下料长度从基础开始，都采用通长12 m长的（顶部搭接的钢筋长度没办法只有根据高度要求而定，当地采用英国规范、不允许任何形式焊接），这样尽量减少搭接损耗。
4）混凝土墩柱采取3.6 m高浇筑一次（3.6设一道施工缝，底部一次是根据系梁实际高度而定，因为高度不一定是3.6 m的整数倍，因此、底部系梁高度是变化的。英国和美国标准每次浇注高度是不允许超过2 m的，后来经过做工作、同意超过2 m）。（见图1）
5）基础采用标准钢模版组合而成，墩柱模板：左右侧向采用30*15标准模板组合，横向安装，每4块用螺栓拼成一组，组间采用标准模板卡扣连接而成；前后侧向采用20*12、25*12模板组合而成，垂向安装，并且中间也是用螺栓组成一个组合模板，和角膜或上层采用标准模板卡扣连接；系梁为了装拆方便采用专门定制的4块特殊模板组成。墩帽（长2.0*宽1.8 m）模板、考虑高空人力运输能力等的要求，采用4块定型模板组合而成、考虑到边角问题、连接部位设置在墩柱中间。（见
图2）
6）U型梁外模采用标准钢模板组合而成、底模采用竹篾板、内膜采用半U型、长2 m的定型钢模板组合而成，根据振捣要求、在U型梁底部每隔1 m设置一个20*40 cm大的振捣窗口。
7）墩柱模板支撑采用先垂向钢管，后横向钢管形式。横向钢管层高0.8 m，0.45*1.5单个柱的四角都用钢管卡扣连接，在1.5 m方向中间设置拉条一道。（见图3）
8）U型梁底模根据实际情况采用如下3种方法解决：对两头高度底部3 m的采用填土、碾压筑平台的方式解决。对于3 m -8 m的采用找平台，搭设满堂红脚手架方法解决。对于高度高于8 m以上的、则采用桁架梁挂在两侧墩柱上，在桁架梁上在布设底模的方式解决。（见图4）
9）采用脚手架作为操作平台、翻斗车或装载机作为水平运输、10 m以下的采用吊车作为垂直运输，10 m以上的采用2个提升架作为垂直运输的施工方法。
5 关键控制方法
以上施工工艺及设备看是简单、但是实际操作有很多关键控制，否则也容易失败 或造成很大的安全事故。其主要控制手段如下。
1）由于插入基础的墩柱立筋T32即重也长（12 m），为了防止在浇筑过程该部分立筋错位，采用三道加固措施。①搭设6 m高的支撑脚手架，在支撑架的底部、中间和顶部都固定墩柱立筋。支撑架和施工脚手架严格分开，支撑架四面设置斜支撑杆。②在浇筑的全过程、随时检测和检查立筋是否错位，如有则立即进行调整。③浇注是采用从四周开始往中间赶的对称浇浇筑法，尽量避免钢筋错位的可能。
2）由于系梁连接2个单个柱子的部位四周有5*5 cm的倒角，且为了确保系梁质量，每次浇筑都是至高出系梁顶部30 cm。（见图1）
3）顶部挂桁架梁的预埋件埋设：预先计算好位置，然后在模板上打孔。为了确保一致性。在底部第一次浇筑完成后，模板全部拆除，根据系梁与预埋件的高度需要，安装第二层墩柱模板。这样由于以上系梁高度均为3.6 m，预埋件距离台帽顶部高度一样。能有效控制预埋件位置的准确性和有效利用穿预埋件的模板孔洞（不需要破坏较多模板）。每单个柱子横向两侧，根据桁架高度上下各布设一个预埋件。即每个墩柱共计布设8个挂桁架梁预埋件。预埋件由2个后带90度弯钩，前是15 cm长丝扣的R25钢棒及1块1 cm厚的钢板组成。（在挂桁架梁前还需在上安装承托钢板）（预埋件简图见图4）
4）墩柱与墩帽模板的安装：由于在采取了第一次模板全部拆除，重新根据高度安装第二层模板的方法，而后都是下层模板预留1.2 m高度不拆以便上层模板与之较好的连接，这样可以保证模板的整体性与混凝土接缝的良好性。同时、也解决了墩帽模板可与帽顶下墩柱模板的良好连接（顶部在墩帽下墩柱模板不需要拆除，直接往上安装墩帽定型模板即可）。（见图1）
5）墩柱模板垂直度的保障措施：采用四角八道缆风、打入钢管地锚、花缆螺丝调节的方法，并用经纬仪监控。需要注意的是：当墩柱高度超过8 m时，地锚容易有较小的变形、缆风钢绳也有一定的变形、模板在较大力的作用下长时间后也有形变。就是说：即使当时用8道缆风把垂直度调节的最好，到浇注混凝土后也无法确保垂直度满足要求。因此、需要根据在调节缆风前的情况作出如下控制措施。①垂直度不需要用缆风调节较多时、需要在第一次调节后之后等待24小时再次进行检查，看变形稳定之后有无偏差。如有偏差、再次调整后即可进行混凝土浇筑。②如果垂直度需要用缆风大力或调节较多时，至少还需要再进行2次检查、调整。每次时间间隔最好不少于24小时。反正控制需要达到的要求是：在前次不需要进行较大的缆风调整之后，在24小时之后再进行一次调整就基本上可以了。（见图5）
6）桁架梁的安装：先在两侧墩柱个安装1个盖房子用的那种提升架，以作人员上墩帽顶的通道。然后在两侧台帽上各安装1个安装挂提升导链用的小桁架，小桁架固定在台帽2 m长、0.3 m宽的0.2 m高的小挡墙上。提升导链下挂相互按顺序连接好的短钢丝绳，其连接好的钢绳总长度可以根据需要控制。短钢丝绳两端带穿插好的挂孔，每段长度为
1 m。就是说、由于导链行程有限、桁架梁（每片重1.2 t，两片分开吊装，在到位后再组装成整体）每提升1 m、就用专门设置的挂装挂钩固定提升中的桁架、然后调节不在工作中的导链至需要位置后，再次把提升钢绳挂在提升导链上再次进行提升作业。需要特别注意有两点：①提升中的桁架梁需要位于墩柱外侧至少5 cm、这是为了防止在提升过程中的晃动（因提升作业或風力）撞击墩柱、造成墩柱损伤。②在相互套接的短钢绳接头部位需要安置一个U型卡环、这是防止在没提升1 m、换挂位时、由于提升钢绳在工作中而被拉紧，无法进行换墩柱上提升小桁架上的挂点作业。（见图6）如此反复、在桁架梁到达预埋件以上5 cm-10 cm时，往内侧移动并放置在预埋件上。由于桁架梁存在一定程度的变形，因此千万需要注意，桁架梁只需要用螺栓固定一侧，另一侧为了一定程度稳固梁、需要套入螺栓，但是不能固定，相反、需要有20 mm的变形移动空间。
7）桁架梁变形处理：在第一次安装好桁架梁之后，不能立即进行施工作业。因为新桁架梁、在18 m的跨度及承载力较大的情况会有较大的变化，如果直接使用，由于较大变形的缘故，会对钢筋混凝土梁造成很大的损害。因此、需要预压，使之变形稳定。具体做法是：①根据现浇U型梁的直接重量及模板等其他的附加重量算出桁架梁的承重。②用超出以上计算承重2吨左右的土袋均放到桁架梁上进行预压，第一次预压时间为7天。③卸掉预压重量，使之复原变形。第一次复原变形等待时间为3天。④进行第二次变形预压、预压重量和计算重量相同，时间为三天。⑤卸压进行第二次复原变形，时间为1天。⑥当时第一次变形预压后，中间最大变形约为65 mm。第一复原变形约为25 mm。第二次预压变形为22 mm，复原变形为15 mm。由于第二次预压后计算第三次变形量不会很大，就没有进行第三次预压了。如果估算三次变形还会很大的话，需要进行第三次预压，并可能如此循环直至达到要求。此步预压是最为关键的控制点，也是成败的关键。
8）底模的安装：根据U型梁的起拱高度计估算桁架梁变形情况，定出整根梁的底模高程。此项目估算的桁架梁变形高度定为10 mm。
9）U型梁的浇筑：根据浇筑安全需要、此项目采取从梁两头均匀往中间的分层浇筑法。
10）运输提升架的安装：底部浇筑四个混凝土墩柱基础，并用20*30的梁连接。四周用缆风拉结。
11）工作脚手架：每侧3个立柱、共计设计8个立柱，层高0.8 m，四周从底至顶布设斜拉杆。由此围成一个5*5 m的工作平台，并且设置靠柱稳固杆，同时兼作工作平台杆。使之在大风的作用下，脚手架也是安全的。（见图7）
6 最后取得的效益
此高架渡槽实际施工作业1年完成，在合同完工日期之前2个月就结束。每个桁架梁成本仅为1.3万美金，成本极为有限（并且后来桁架梁又用在新建的两个小桥上，可以说把桁架梁的成本也收回来了）。整个高架渡槽施工所用机械设备极为简单（对地形比较复杂的地形来说、使用大型设备不但设备费用高，使用前期成本也不低），人员在前7个月仅22个当地雇员、1个中方管理人员。后5个月2个中方管理人员，45个当地雇员，人力成本也不高。并且、由于进行预制吊装到现浇的变更、项目因此进行了重新报价，索赔费用23万。是本来会严重亏损的此单项工程，到最后实际盈利18万美金。
7 结论
此施工工艺及办法由于不需要大型设备、施工工器具也需要不多，且设备费用较低，在交通不便的位置也能轻易进入，且需要使用的操作场地也不大。因此、适合地形复杂的小型工程，对有成本控制需要的工程极有借鉴意义。
参考文献
[1]天津大学主编.土力学与地基基础[M].人民交通出版社,1980.
[2]建筑施工手册(第二版)[M].中国建筑工业出版社,1999.