悬臂浇筑法是在以桥墩为中心的顺桥向两侧，采用专用设备对称平衡地逐段向跨中浇筑混凝土梁体，并逐段施加预应力的施工方法。所以，控制平衡是悬臂浇筑法施工成功的关键。但是，由于不平衡总是客观上存在的，JTG/T F50—2011 公路桥涵施工技术规范对于悬臂浇筑施工也有明确要求:“悬臂浇筑施工应对称、平衡地进行，两端悬臂上荷载的实际不平衡偏差不得超过设计规定值;设计未规定时，不宜超过梁段重的1 /4。”为了保证桥梁结构的安全和稳定，经常可以看到一些工程项目在悬臂浇筑施工时，采取临时固结措施和体外立柱支撑措施，用这些平衡控制措施来满足对称平衡施工的要求，事实证明是安全可靠的，但是未必是经济、合理的。为了科学、合理地采取平衡控制措施，以便达到既安全可靠，又经济合理的目的，现以某公路桥梁为例进行分析研究。
    该桥为(40 + 66． 5 + 40)m 预应力混凝土变截面单箱双室连续箱梁结构，桥宽18 m，0 号块件的高度为4 m，跨中合龙段的高度为2． 1 m，临时固结钢筋间距1． 86 m。设计说明中要求:不平衡荷载控制在节段重量的50%之内。计算简图如图1 所示。  
              
    1· 施工过程中悬臂上荷载的不平衡偏差控制
    由于在施工过程中客观上存在不平衡荷载，因此要对悬臂上荷载的不平衡偏差进行控制。
    1． 1 结构能够容许的不平衡荷载
    按照设计的临时固结位置作为结构受力位置考虑，结构受力体系按照悬臂简支梁计算，由于墩身两侧都有临时固结，因此以其中一侧作为支撑中心计算，各个节段的能够容许的最大力矩、能够容许出现的不平衡偏载等可以计算出来，具体数据见表1。
               
    0号块总重量为8 776 kN，其中，对应墩身部分重量为2 306 kN，悬臂部分每侧重量为3 235 kN，按照三个均质体来考虑其对应于一侧临时固结产生的力矩为2 306 × 0． 93 － (5． 25 － 0． 93) /2 ×3 235 + (5． 25 + 0． 93) /2 × 3 235 = 5 153 kN·m，其一端悬臂上可以承受的不平衡荷载为5 153 /2． 16 = 2 386 kN，主动力矩为3 235 ×2． 16 = 6 988 kN·m，抵抗力矩为3 235 × 3． 09 + 0． 93 × 2 306 =12 141 kN·m。
    1 号～ 7 号块的主动力矩、抵抗力矩是指由该节段本身自重力绕一侧临时固结旋转产生的力矩。
    富余力矩为相应位置所有抵抗力矩与主动力矩之差，包含所有已经成型的节段的自重力绕一侧临时固结旋转产生的力矩。最大容许偏载，用该节段之前的富余力矩与该节段的主动力臂之比计算，表示该节段与对称节段在施工过程中理论上所能够容许存在的最大不平衡荷载。
    考虑实际施工过程中存在许多不利因素，为安全起见，将最大容许偏载除以1． 2 后作为最大容许偏载控制值，即表1 中的控制偏载。
    1． 2 规范规定的限值和设计的容许值
    JTG/T F50—2011 公路桥涵施工技术规范对于悬臂浇筑施工明确要求:“悬臂浇筑施工应对称、平衡地进行，两端悬臂上荷载的实际不平衡偏差不得超过设计规定值;设计未规定时，不宜超过梁段重的1 /4。”因此通过计算可以得到规范要求悬臂上荷载的不平衡偏差容许值，具体数据见表2。
               
    通过计算可知控制偏载与规范限值相比较约在1． 5 倍～2． 8 倍之间，因此规范建议的限值是很安全的。
    同时，可以看出设计容许值的部分数据要大于控制偏载，因此如果按照设计容许值作为施工控制值，结构仍然可能会失去平衡，因此需要对结构采取的平衡控制措施进行进一步加强。
    2 ·临时固结措施的验算
    2． 1 临时固结混凝土承载力验算
    一个墩上的0 号块及1 号～ 7 号块总重量为31 362 kN，在不利情况下，这部分荷载全部由墩身顶面的临时固结的混凝土来承受，则按照C30 混凝土轴心抗压强度标准值fck = 20． 1 MPa 计算，混凝土的承压面积为S = 1． 25 × 31 362 /20． 1 = 1． 95 m2，按照0． 2 m宽度布置临时固结混凝土，需要9． 75 m 长。墩身顶面横桥向为12 m，因此临时固结按照设计的12 m 布置，能够满足受力要求。
    2． 2 临时固结钢筋
    考虑到施工过程时间跨度大，影响因素众多，而且按照设计容许值作为施工控制值，结构仍然可能会失去平衡，为了确保施工安全，做到万无一失，在临时固结位置配置部分钢筋，通过钢筋将梁和墩身临时固结为一个整体。这部分钢筋提供的抵抗力矩可以通过计算得到。即W = n × (D/2)2 × 3． 14 × fsd × L0，其中，n为钢筋根数，设计值为32 根;D 为钢筋直径，设计值为32 mm;fsd为钢筋抗拉强度设计值，按照JTG D62—2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范取280 MPa;L0 为临时固结中心距，按图计算为1． 86 m。代入计算后有W = 13 396 kN·m。该力矩为各个节段提供了2 207 kN ～ 628 kN 不等的容许不平衡力，它与结构本身存在的控制偏载共同作用，不仅能够满足规范限值要求，而且能够满足设计容许值的要求，通过与设计容许值计算比较可以发现有较高的安全系数。因此临时固结的配筋满足结构在不平衡荷载作用下施工安全的要求。数据见表3。
              
    3 ·墩身截面安全检查
    为保证悬臂施工正常进行，必须对墩身截面承载力和配筋进行检查。
    3． 1 墩身混凝土承载力验算
    墩身混凝土强度等级采用C30，因此由2． 1 临时固结混凝土承载力验算可知，墩身混凝土承载力能够满足受力要求。
    3． 2 墩身配筋核查
    墩身每侧配置了118 根直径28 mm 的螺纹钢筋，即配筋面积为118 × (28 /2)2 × 3． 14 = 72 621． 90 mm2，临时固结配筋面积32 ×(32 /2)2 × 3． 14 = 25 722． 88 mm2，可见墩身截面配筋面积明显高于临时固结配筋面积，因此墩身截面在不平衡荷载作用下安全是有保证的。
    4· 结语
    以本桥梁为例，可以看出:正常设计的有临时固结的悬臂结构本身的平衡没有问题，能够承受的不平衡荷载要远高于规范限值，但是，不一定能够满足设计容许值要求，需要通过临时固结配筋来解决，对临时固结进行配筋可以加强结构的强度，保证悬臂结构的平衡，提高悬臂结构的稳定性。采取临时固结措施后，按照规范或者设计容许值进行施工，结构体系的平衡处于控制中，结构稳定不存在问题，安全有足够的保障。即使在不平衡荷载作用下，墩身截面安全也是有保证的。因此在悬臂浇筑法施工时，如果采用了带配筋的临时固结措施，再设置体外支撑体系，是不经济、不合理的，而且影响成桥外观质量。但是，由于具体情况不同，针对某个具体桥梁必须本着谨慎的态度，以实际情况和准确数据为依据，进行科学的分析，采取适当的措施，确保结构平衡控制有效，以便达到既安全可靠，又节约资源、经济合理的目的。