【摘要】】：改革开放以来，随着我国经济的发展和综合国力的增强，我国的建筑【摘要

设备、建筑技术、建筑材料都有了飞速的发展，我国桥梁事业的发展也迎来了史无前例的高峰期。悬臂施工法发明于50年代末，由于它具有技术含量高、设备投入少、施工方便等诸多优点，而且使得箱梁的应力和弯矩分布也更加合理，故悬臂施工法现已成为了各种大中桥梁建设的主要的施工工艺。本文先简要地介绍了桥梁上部结构的几种施工方法，然后重点阐述了悬臂施工法，最后结合工程实例对悬臂施工法进行了进一步说明。

【关键词】桥梁施工悬臂施工法北汊大桥施工

【正文】

1桥梁施工方法

桥梁施工是一项非常复杂和涉及面很广的工作，它要覆盖到土木、机械、气象、管理、计算机等多种科学领域，同时还与自然环境及人类活动密切相关，因而桥梁施工的方法也种类繁多。另外，由于现代桥梁的类型越来越多、跨径越来越大、构件生产的预制化、结构设计方法的进步和机械设备的发展，也充分促进了桥梁施工方法的进步和发展，形成了多种多样的施工方法。

但总的来说，桥梁的施工方法可以按下列两种方式进行划分：

1.1总体划分

1.1.1就地浇筑法

在桥位处搭设支架，在支架上浇筑桥体混凝土，当混凝土达到一定强度后拆除模板、支架，这种桥梁施工方法称之为就地浇筑法。

就地浇筑法的优点是无需预制场地，而且不需要大型起吊、运输设备，梁体的主筋可不中断，桥梁整体性好。其主要缺点是工期长，施工质量不容易控制；对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大；施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高；搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。

1.1.2预制安装法

预制安装法是在预制工厂或运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作，然后采用一定的架设方法进行安装的一种施工方法。预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装，它分为预制、运输和安装三部分。

预制安装法的主要特点是：1）由于是工厂化生产，构件质量容易控制，有利于确保构件的质量和尺寸精度，并尽可能多的采用机械化施工；2）上下部结构可以平行作业，因而可缩短现场工期；3）能有效地利用劳动力，因而可以降低工程造价；4）由于施工速度快，可适用于紧急施工工程；5）将构件预制后由于要存放一段时间，因此在安装时已有一定龄期，可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。

1.2具体划分

1.2.1固定支架就地浇筑法

固定支架就地浇筑法是在桥位处搭设支架，在支架上浇筑桥体混凝土，达到强度后拆除模板、支架。

1.2.2悬臂施工法

悬臂施工法是从桥墩开始，在两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者称为悬臂浇筑施工法，后者称为悬臂拼装施工法，有时也将两种方法结合使用。

1.2.3转体施工法

转体施工法是将桥梁构件先在桥位处岸边或路边及适当位置进行预制，待混凝土达到设计强度后旋转构件就位的一种施工方法。转体施工其静力组合不变，它的支座位置就是施工时的旋转支承和旋转轴，桥梁完工后，按设计要求改变支撑情况即可。转体施工可分为平转、竖转和平竖结合转体施工。

1.2.4顶推施工法

顶推施工法是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，之后继续在预制场地进行下一节段梁的预制，循环操作直至施工完成。

1.2.5逐孔施工法

逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁的一种施工方法，它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工，直到对岸。逐孔施工法有用临时支承组拼预制节段的逐孔施工法、移动支架逐孔现浇施工法、以及整孔吊装或分段节段施工法等几种。

1.2.6横移施工法横移施工是在拟待安置结构的位置旁预制该结构，并横向移运该结构物，将它安置在规定的位置上。横移施工的主要特点是在整个操作期间与该结构有关的支座位置保持不变，即没有改变梁的结构体系。在横向移动期间，临时支座需要支承该结构的施工重量。

1.2.7提升与浮运施工法

提升施工是在未来安置结构物以下的地面上预制该结构并把它提升就位。浮运施工将桥梁在岸上预制，通过大型浮运至桥位，利用船的上下起落安装就位的施工方法。

2悬臂施工法

悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称地逐节悬臂接长的施工方法。悬臂施工法通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类，分别如图1和图2所示。根据资料统计，国内外1952年以来100m以上大跨径混凝土桥梁中，采用悬臂浇筑施工者占80％左右，采用悬臂拼装施工者占7％左右。

悬浇施工方法特别适合于宽深河流和山谷，施工期水位变化频繁不宜水上作业河流，以及通航频繁且施工时需留有较大净空等河流上桥梁的施工。

图1悬臂拼装法图2悬臂浇筑法

2.1悬臂浇筑法

2.1.1悬臂浇筑法的定义

悬臂浇筑法简称悬浇法，指的是在桥墩两侧设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体，并逐段施加预应力的施工方法。

2.1.2悬臂浇筑法的特点

悬臂浇筑法施工的优点是无须建立落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备是一对能行走的挂篮。挂篮可在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、预施应力都在挂篮上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一对梁段施工，如此循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。

悬臂浇筑法在施工中除了具有以上优点外，也具有不足之处：梁体部分不能与墩柱平行施工，施工周期较长，而且悬臂浇筑的混凝土加载龄期短，混凝土收缩和徐变影响较大。

悬臂浇筑法适用于大跨径的预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、T型刚构桥、连续刚构桥等结构。

2.1.3梁体悬臂浇筑的程序

（1）悬浇梁体分段

悬臂浇筑施工时，梁体一般要分四大部分进行浇筑，如图3所示。A为墩顶梁段，即0号段，B为由O号段两侧对称分段悬臂浇筑部分，C为边孔在支架上浇筑部分；D为主梁在跨中浇筑合拢部分。主梁各部分的长度视主梁形式和跨径、挂篮的形式及施工周期而定。0号段一般为5m～10m，悬浇分段一般为3m～5m。支架现浇段一般为2～3个悬臂浇筑分段长，合拢段一般为2m～3m。

A墩顶梁段；B对称悬浇梁段；C支架现浇梁段；D合拢梁段

图3悬臂浇筑分段示意图

（2）悬浇程序(墩梁铰接)

1）在墩顶托架上浇筑O号段并实施墩梁临时固结系统。

2)在O号段上安装悬臂挂篮，向两侧依次对称地分段浇筑主梁至合拢前段。

3）在临时支架或梁端与边墩间的临时托架上支模浇筑现浇梁段。当现浇段较短时，可利用挂篮浇筑；当与现浇段相接的连接桥是采用顶推法施工时，可将现浇段锚在顶推梁前端施工，并顶推到位。此法无须现浇支撑，省料省工。

4）主梁合拢段可在改装的简支挂篮托架上浇筑。多跨合拢段浇筑的顺序按设计或施工要求进行。

2.1.4梁体悬浇的施工工艺

悬臂浇筑主要有用挂篮悬臂浇筑和桁式吊悬臂浇筑两类方法。下面主要介绍挂篮悬浇施工法。

挂篮是梁体悬臂专用设施，因为挂篮是施工梁段的承重结构，又是施工梁段的作业现场，随着施工技术的不断进步，挂篮已由过去的压重平衡式发展成现在通用的自锚平衡式。挂篮的承重结构可用万能杆件或贝雷钢架拼成，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，还要求自重轻、刚度大、变形小、稳定性好、行走方便等。图4为一种桁架式挂篮的结构简图，图5为一种斜拉式挂篮的结构简图。

图4平行桁架式挂篮图5三角组合式常用挂篮悬臂浇筑一般采用由快凝水泥配制的C40～C60混凝土。在自然条件下，浇筑后30～38小时，混凝土强度就可达到30MPa左右，即接近标准强度的70％，这样可以加快挂篮的移位。目前每段施工周期约为7～10天，视工作量、设备、气温等条件而异。最常采用悬臂浇筑法施工的跨径为50～120m。

2.2悬臂拼装法

2.2.1悬臂拼装法定义

悬臂拼装法指的是在桥墩两侧设置吊架，平衡地逐段向跨中悬臂拼装水泥混凝土梁体预制件，并逐段施加预应力的施工方法。

悬臂拼装法适应于预制场地及运吊条件较好，特别是工程量大和工期较短的梁桥工程。

2.2.2悬臂拼装法的特点（1）梁体的预制可与桥梁下部构造施工同时进行，并行操作缩短了建桥工期。

（2）预制梁段的混凝土龄期比悬浇成梁的长，从而减少悬拼成梁后混凝土的收缩和徐变。

（3）预制场或工厂化的梁段预制生产利于整体施工的质量控制。

悬臂拼装法的不足：需要占地较大的预制场地且接缝的施工比较麻烦。

2.2.3悬臂拼装法的施工工艺

在悬臂拼装施工中核心是梁的吊拼，梁段的预制是悬拼的基础。

（1）梁段预制

梁段预制方法有短线法和长线法两类，如图6和图7所示。预制块件的长度取决于运输、吊装设备的能力，实践中已采用的块件长度为1.4至6.0m，块件重量为14至170t。但从桥跨结构和安装设备统一来考虑，块件的最佳尺寸应使重量在35～60t范围内。

图6短线法台座图7长线法台座（2）梁段的吊拼

悬拼按起重吊装的方式不同分为：浮吊悬拼，牵引滑轮组悬拼、连续千斤顶悬拼、缆索起重机悬拼及移动支架悬拼等。

预制块件的悬臂拼装可根据现场布置和设备条件采用不同的方法来实现。当靠岸边的桥跨不高且可以在陆地或便桥上施工时，可采用自行式吊车、门式吊车来拼装。对于河中桥孔，也可采用水上浮吊进行安装。如果桥墩很高、或水流湍急而不便在陆上、水上施工时，就可利用各种吊机进行高空悬拼施工。

（3）梁段的接缝

悬臂拼装时，预制块件间接缝可采用湿接缝、胶接缝和半干接缝等几种形式。要将伸出钢筋焊接后浇混凝土的称为湿接缝，如图8a）所示。湿接缝宽度约为0.1～0.2m，采用湿接缝可使块件安装的位置易于调整。在悬臂拼装中采用最为广泛的是应用环氧树脂等胶结材料使相邻块件粘结的胶接缝。胶接缝能消除水份

对接头的有害作用，因而能提高结构的耐久性，除此以外，胶接缝能提高结构的抗剪能力、整体刚度和不透水性。胶接缝可以做成多齿型（图8b）、单阶型（图8d）、单齿型(图8e)和平面型（图8f）等形式。图8c）表示半干接缝的构造，已拼块件的顶板和底板作为拼接安装块件的支托，而在腹板端面上有形成骨架的伸出钢筋，待浇筑混凝土后使块件结合成整体，这种接缝可用来在拼装过程中调整悬臂的平面和立面位置。悬臂拼装的经验指出，在每一拼装悬臂内设置一个半干接缝来调整悬臂位置是合理的。

图8梁段的接缝形式

2.2.4临时固结措施

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，就需要采取措施使墩顶的零号块件与桥墩临时固结起来。

图9示出了几种临时固结的作法。图9a)是当桥不高，水又不深而易于搭设临时支架时的支架式固结措施，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。图9b)是利用临时立柱和预应力筋来锚固上下部结构的构造。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，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,如见图9c）所示。

图9临时固结措施2.3两种悬臂施工法的比较

悬臂浇筑法和悬臂拼装法都具有各自的优缺点，我们可以从以下几个方面对这两种施工方法进行比较：

（1）在施工进度方面：采用悬拼方法时粱体地预制和安装可以与桥梁下部结构同时进行，这样就大大的节省了施工工期，施工进度较快。

（2）在结构的整体性方面：采用悬臂浇注法施工时，粱体钢筋采用焊接，并对已建梁体表面混凝土进行了凿毛等类似工作缝的处理，结构整体性较好。采用悬拼时，虽然单个梁体的施工质量得到保证。但是组拼时块件问的接缝、预应力束的穿束连接张拉，使结构整体性相对差一些。

（3）在施工变形控制方面：悬臂浇筑时可采用计算机程序对梁体逐段进行高程的控制和调整。但是悬拼时，因为梁段已经预制好，能调整的余地很小，再加上施工中很多的不可预见因素，造成施工变形控制难度较大。

（4）在施工适应性方面：悬臂浇筑时混凝土的浇筑要考虑到气候、温度等因素，适应性相对悬拼较差。

（5）在起重能力方面：悬臂浇筑的起重能力要求不高，仅起吊钢筋骨架和混凝土，因此相对而言悬拼的起重能力要求较高。

3悬臂法施工工程实例

目前世界上有许多的大中型桥梁都运用了悬臂法进行施工，在我们国内已建成的大跨度预应力混凝土连续体系桥梁中，也大多数都采用这种方法施工，如钱塘江二桥、虎门大桥副航道桥混凝土刚构桥、南京长江第二大桥北汊桥等的施工都使用了悬臂施工方法。下面就南京长江第二大桥北汊桥的施工进行介绍。

图10南京长江第二大桥北汊桥3.1工程概况

南京长江第二大桥是国道干线公路网的重要组成部分，位于南京长江大桥下游11公里处，在八卦洲处跨越长江北汊。南京长江第二大桥是由“二桥三路”组成，即南引线、南汊大桥、八卦洲引线、北汊大桥、北岸引线，其中北汊大桥全长2172m。

南京长江第二大桥桥址区属亚热带湿润季风区，桥位所在八卦洲汊道属长江下游南京河段，河段为微弯分汊型，北汊河道弯曲，该河段位于长江下游感潮区内，非正规半日潮型。北汊桥一般冲刷深度4.36m，北汊大桥主墩最大冲刷深度18.06m，过渡墩最大冲刷深度16.76m。

3.2技术指标

南京长江第二大桥北汊大桥主桥上部结构为90+3×l65+90（m）的五跨预应力混凝土连续箱梁，其主要技术指标如下：

1）道路等级：六车道高速公路特大桥

2）桥梁宽度：0.5m（护栏）+ 3.0m（紧急停车带）+3×3.75m（行车道）+ 0.5m（左侧路缘带）+1.5m（分隔带）+0.5m+3×3.75m+3.0+0.5m＝32.0m

3）设计速度：100km/h

4）设计荷载：汽车-超20级，挂车-120

5）风荷载：20m高百年一遇10min平均最大风速30.4m/s

6）地震荷载：地震基本烈度Ⅶ度

7）通航净空：净宽不小于125m，净高18m

8）设计最高通航水位：8.10m（黄海高程）

9）设计最低通航水位：-0.41m

10）设计洪水频率：1/300

11）船舶撞击力：20000kN（顺水流），10000KN（横水流）

3.3悬臂施工工艺

北汊大桥主桥根据设计要求，施工方法采用了悬臂浇筑施工工艺，然后通过合龙及体系转换成为连续梁。

3.3.1施工概述

为了适应悬臂浇筑法施工，主桥的每个墩设23个悬浇段:5×2.5m＋5×3.0m ＋5×3.5m＋8×4.0m，梁段最长4.0m，最大重量156吨。箱梁横截面：顶板宽15.42m，腹板宽7.5m，梁高由0号块的8.8m按二次抛物线渐变至23号块的3.0m。

预应力设计为三向预应力：纵向采用27束及25束φj15.24钢绞线；横向采用四束φjl5.24钢绞线；竖向采用φ32精轧螺纹钢筋。张拉控制应为0.75Ryb。

3.3.2悬臂浇筑施工工序

1）分片吊装底板及腹板构造钢筋并安放预应力管道。

2）将1号梁段内的内模拖出。

3）根据2号梁段的高度调整下部模板。

4）在顶板和腹板安装下料串筒位置留洞，在腹板的捣固位置，预留位置进行捣固。

5）安装端模板，并与内外模板连结。

6）绑扎顶板钢筋。

7）安放预应力管道、锚板等。

8）对称灌注2号梁段混凝土。

9）混凝土养护。

10）预应力筋张拉。

11）压浆。

12）挂篮行走

13）找平梁顶面并铺设钢、木枕及轨道。

14）放松底摸架前后吊带。

15）底模架后横梁两侧的吊耳与外侧模走行梁之间安装10t倒链，即底模悬挂在走行梁上。

16）拆除后吊带与底模架的连结。

17）解除挂篮后端锚固螺杆。

18）轨道顶面安装两个5t倒链并标计好前支座的位置。倒链牵引前支座使挂篮、底摸架、外侧模一起向前移动。移动时挂篮后部应设10t保险倒链。安装后吊带，将底摸架吊起。

19）在2号梁段上安装外侧模走行梁后吊梁，先解除一个1号段上的后吊架，移至2号段，再解除另一个后吊杆移至2号段。

20）拉出内模，挂篮走行完毕。

3.3.2该工程的施工特点

此工程悬臂施工的特点之一就是应用了菱形挂篮，它具有以下优点：

1）外形美观，结构简单，杆件受力明确，计算简便。

2）作业面开阔，便于构造钢筋分片吊装，混凝土运输车可从0“段直接通过两片析架中间，运至要施工的梁段，能加快梁段施工速度。

3）无平衡重，移动操作方便，就位准确，走行平稳。外模、底模随析架一次移动到位。移动一次只需2~4小时。

4）挂篮自重轻，每套挂篮总重54t。

5）析架纵向安装尺寸小，只要有1m2的起步长度即可安装两套挂篮。

6）挂篮所用材料均为常用材料，加工制造简单，一般桥梁工地均可加工。

7）挂篮刚度大，弹性变形小，在立模时一次调整标高，避免了挂篮施工过程中底模标高的多次调整。

8）外模板成功地运用了钢框胶合板模板，既减轻了挂篮自重，又提高了外观质量。

4结论

悬臂施工法是目前在大跨径桥梁中应用最为广泛的施工工艺，从以后的发展来看，悬臂施工法也将仍然是大中跨径桥梁的主导施工方法，尤其是悬臂拼装法，由于它具有能确保预应力混凝土梁的质量、混凝土的收缩徐变应力小、施工速度快、所需劳力较少、施工机械化程度高等突出优点，更应是我国及世界上大跨径及长大预应力混凝上桥梁上部构造施工方法的发展方向。

参考文献：

[1]邬晓光.桥梁施工及组织管理.北京：人民交通出版社.2008

[2]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).北京：人民交通出版社.2000

[3]饶德宏.预应力混凝土桥梁上部构造的施工方法及其选择.中南公路工程. 1986年04期

[4]陈明宪.南京长江二桥主跨628m钢箱梁斜拉桥的关键施工工艺.中国公路学会.2006年7月

[5]曲美燕.桥梁悬臂施工方法.科技信息建筑与工程.2012年第31期下载本文