平衡悬臂施工法

平衡悬臂施工法

悬臂施工法建造悬臂与连续体系桥梁时，不需要在河中搭设支架，而直接从已建墩台顶部逐段向跨径方向延伸施工，每延伸一段就施加预应力使其与成桥部分联接成整体。

一、悬臂施工关键

采用悬臂施工法时，需要特别注意两个关键问题：

1．在施工过程中必须保证墩与梁固结

用悬臂施工法从桥墩两侧逐段延伸来建造预应力混凝土悬臂梁桥时，为了承受施工过程中可能出现的不平衡力矩，保证施工过程中结构的稳定可靠，就需要采取措施使墩顶的零号块件与桥墩临时固结起来，待需要解除固结时切断。

当桥不高，水又不深而易于搭设临时支架时采取支架式固结措施，在此情况下，拼装中的不平衡力矩完全靠梁段的自重来保持稳定；当利用临时立柱和预应力筋来锚固上下部结构的固结方法时，预应力筋的下端埋固在基础承台内，上端在箱梁底板上张拉并锚固，借以使立柱在施工过程中始终受压，以维持稳定；在桥高水深的情况下，也可以采用围建在墩身上部的三角形撑架来敷设梁段的临时支承，并可使用砂筒作为悬臂拼装完毕后转换体系的卸架设备。临时梁墩固结要考虑两侧对称施工时有一个梁段超前的不平衡力矩，应验算其稳定性，稳定系数不小于1.5。

2．必须充分考虑施工期体系转换问题

结构体系转换是指在施工过程中，当某一施工程序完成后，桥梁结构的受力体系发生了变化，如简支体系变化为悬臂体系或连续体系等等，这种变化过程称为体系转换。下面以三孔连续梁悬臂施工为例来说明其体系转换过程。

在墩梁固结以后从桥墩向两侧用对称平衡的悬臂施工法建造双悬臂梁，此时的结构体系如同T型刚构；在临时支架上浇注（或拼装）不平衡的边孔边段，安装端支座，拆除临时固结措施，使墩上永久支座进入工作，此时结构属单悬臂体系；继续浇注（或拼装）中跨中央段，使体系转换成三跨连续梁，采用这种体系转换方式，只有小部分后加荷载（桥面铺装和人行道）以及活载才具有连续梁的受力效果，因此梁内的预应力筋大部分按悬臂弯矩图布置，体系连续后再在跨中区段张拉承受正弯矩的预应力筋。

悬臂施工法不受桥高、河深等影响，适应性强，目前不仅适用于悬臂与连续梁体系梁桥的施工，而且还广泛应用于混凝土斜拉桥以及钢筋混凝土拱桥等施工中。

二、悬臂施工分类

按照梁体的制作方式，悬臂施工法又可分为悬臂浇注和悬臂拼装两类。下面分别介绍这两种方法。

1．悬臂浇注法

悬臂浇注施工目前主要采用挂篮悬臂浇注施工。挂篮悬臂浇注施工系利用悬吊式的活动脚手架（或称挂篮）在墩柱两侧对称平衡地浇注梁段混凝土（每段长2～5m），每浇注完一对梁段，待达到规定强度后张拉预应力筋并锚固，然后向前移动挂篮，进行下一梁段的施工，直到悬臂端为止。挂篮主要有梁式挂篮、斜拉式挂篮及组合斜拉式挂篮三种。

梁式挂篮结构由底模架、悬吊系统、承重结构、行走系统、平衡重、锚固系统及工作平台等部分组成。挂篮的承重结构可用万能杆件或贝雷架拼成，或采取专门设计的结构，它除了要能承受梁段自重和施工荷载外，还要求具备自重轻、刚度大、变形小、稳定性好、行走方便等特点。

斜拉式挂篮也称轻型挂篮。随着桥梁跨径越来越大，为了减轻挂篮自重，以达到减少施工阶段增加的钢丝束，在梁式挂篮的基础上研制了斜拉式挂篮。斜拉式挂篮承重结构采用纵梁、立柱、前后斜拉杆组成，其杆件少，结构简单，受力明确，承重结构轻巧，其他构造系统与梁式挂篮相似。我国重庆长江大桥施工过程中采用的斜拉式挂篮，其承重结构由箱形截面钢梁和钢带拉杆组成，行走系统用四氟乙烯滑板。这种挂篮结构的用钢量比万能杆件节省了1/3，使用也方便，取得了良好效果。

组合斜拉式挂篮。它是在斜拉式挂篮的基础上加以改进的一种新的结构形式。承重结构包括主梁、主上横梁、前上横梁和后上横梁组成一体，承受和传递斜拉带及内、外滑梁的荷重。悬吊系包括斜拉带、下后锚带、内外滑梁吊带。主梁后部有水平和竖向限位器，其功能除固定挂篮位置外，还起传递施工荷载的作用。挂篮行走时竖向限位器换成压轮，以控制挂篮行走时的稳定性。挂篮自重更轻，其承重比不大于0.4，其最大变形量不大于20mm，行走方便，箱梁施工周期更短。

用挂篮浇注墩侧第一对梁段时，由于墩顶位置受限，往往需要将两侧挂篮的承重结构连在一起，待浇注到一定长度后再将两侧承重结构分开。如果墩顶位置过小，开始用挂篮浇注发生困难时，可以设立局部支架来浇注墩侧的前几对梁段，然后再安装挂篮。

每浇注一个箱形梁段的工艺流程为：移挂篮───装底、侧模───装底、肋板钢筋和预留管道───装内模───装顶板钢筋、预留管道───浇注混凝土───养生───穿顶预应力筋、张拉和锚固───管道压浆。