碗扣式脚手架设计方法.doc

碗扣式脚手架的使用和设计中铁五局集团公司经营开发部 肖炳忠内容提要: 本文介绍碗扣式钢管脚手架的构造和技术要求、技术参数，设计要求和简化设计计算。 碗扣式脚手架具有接头构造合理、力学性能好、工作安全可靠；多种功能；构件轻、装拆方便，作业强度低以及零部件的损耗率低等显著优点，同时能使用现有钢管脚手架进行改制。1、碗扣接头构造及其技术性能碗扣接头是该脚手架系统的核心部件，它由上、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成。上下碗扣和限位销按60cm间距设置在钢管立杆之上，其中下碗扣和限位销则直接焊在立杆上。将上下碗扣的缺口对准限位销后，即可将上碗扣向上抬起（沿力杆向上滑动），把横杆接头插入下碗扣圆槽内，随后将上碗扣沿限位销滑下并顺时针旋转以扣紧横杆接头（可使用锤子敲击几下即可达到扣紧要求）。碗扣式接头的拼接完全避免了螺栓作业。碗扣接头可同时连接4根横杆，可以相互垂直或偏转一定角度。碗扣接头具有很好的力学性能。下碗扣轴向抗剪的极限强度为166.7KN，上碗扣偏心张拉的极限强度为42KN；横杆接头的抗弯能力，在悬臂端集中荷载作用下为2KNm，在跨中集中荷载作用下为69KNm。碗扣接头加工方便；上碗扣精铸，下碗扣冲压，横杆接头模锻或精铸，一般均不必进行二次加工。2、构配件的种类及用途1）主构配件（1）立杆 有两种规格，以便于错开接头位置。（2）顶杆 支撑架的顶部立杆，其上可装设承座或托座，也有两种规格。（3）横杆 架子的水平承力杆，有5种规格。（4）斜杆 用作架子的斜向拉压杆。有4种规格，分别用于1.21.2m，1.21.8m，1.81.8m，1.82.4m网格。（5）支座 用以支垫立杆底座或作为支撑架顶撑的支垫。有垫座和可调座两种形式。2）辅助构配件按其用途可分为5类。第一类辅助构配件用于作业面，有5种：（1）搭边横杆；（2）间横杆；（3）搭边间横杆；（4）挑梁；（5）搭边挑梁；桥梁工程可不用这5种第一类辅助构配件。第二类辅助构配件用于整体连接，有3种：（6）立杆连接销：用于立杆的接长销定，有自定位销定卡口，这是该脚手架系统中唯一的一种单件的连接零件。（7）连墙撑：桥梁工程可不用。（8）直角撑：桥梁工程可不用。第三类辅助构配件脚手板和梯步，有3种：（9）脚手板；（10）斜脚手板；（11）踏步梯和爬梯；桥梁工程可不用这3种第三类辅助构配件。第四类辅助构配件其它脚手架专用件，有3种；（12）爬升挑梁：脚手架底角的悬臂支撑，用来构成挑脚手架，只有0.9m一种架宽规格；（13）安全网支撑架:用以挑挂安全网；（14）提升滑轮：可直接安装在宽挑梁上，用来提升小件物料。第五类辅助构配件用于模板支撑架，有5种；（15）支撑柱垫座；（16）支撑柱可调座；（17）支撑柱转角座；（18）托座：装设于顶杆之上，长度有固定和可调两种；（19）横托座：连接在碗扣接头上，以对支撑架进行横向限位或用其支顶壁侧模板。碗扣式脚手架的主构配件的规格尺寸构件名称品种长度（mm）重量（Kg）立杆LG-300300017.31LG-180180010.67顶杆DG-15015008.7DG-909005.5立杆垫座DZ-11.7立杆可调座TZ-210.1立杆粗细调座TZ-36.1横杆HG-240240019.3HG-180180015.3HG-120120011.3HG-909007.8HG-303005.9斜杆XG-30030008.6XG-25525507.5XG-21621606.6XG-16916905.43、使用注意事项 1）对地基的要求基底必须严格夯实抄平。当基底处于较深的填土层之上或架子较高时，应加做厚度不小于400mm的灰土层或厚度不小于200mm的钢筋混凝土基础梁，其上再加设垫板或垫木。地面不平时，亦可用可调支座调整。当立杆基底间的高差大于60cm时，则可用立杆错节来调整。立杆底座可用大钉把牢在垫木（板）上。2）立杆的接长缝应错开，即第一层立杆应用长1.8m和3.0m的立杆错开布置，往上则均采用3.0m的立杆，至顶层再用两种长度的立杆找平。立杆的垂直度应严格加以控制：30m以下架子按1/200控制；30m以上架子按1/4001/66控制，且全高的垂直偏差应不大于10cm。脚手架拼装到35层高时，应用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。并在无荷载情况下逐个地检查立杆底座有否松动或空浮情况，并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。3）斜撑的网格应与架子的尺寸相适应。斜撑杆为拉压杆，布置方向可任意。一般情况下斜撑应尽量与脚手架的节点相连，但亦可以错节布置。斜撑杆的布置密度，当脚手架高度低于30m时，为整架面积的1/21/4；架高度大于30m时，为整架面积的1/21/4；斜撑杆必须对称布置，且应分布均匀。斜撑杆对于加强脚手架的整体刚度和承载能力的关系很大，应按规定要求设置，不应随意拆除。4）在作业层的外侧和斜道、踏步梯的两侧应设置护栏，以确保安全。碗扣式脚手架的辅助构配件的规格尺寸构件名称品种长度（mm）重量（Kg）搭边横杆BG-240240019.3BG-180180015.3BG-120120011.3BG-909007.8BG-303005.9宽挑梁TL-608.3搭边宽挑梁BTL-609.8立杆连接锁LX-10.18直角撑滑轮HL-11.5间横杆和搭边间横杆JG-120+6018549.7JG-120+3015277.7JG-12012006.4BJG-120+60185413.3BJG-120+30152710.9BJG-12012008.8连墙撑(固定在混凝土墙中)LC-12.4连墙撑(固定在砖缝)LC-14.4斜道板XB-19028.7可调横托撑HC-17.3横托撑HC-2托撑TC-24.1可调托撑TC-18.7爬升挑梁TL-90+6587安全网支架AJ-117梯子TZ-25525.2支撑柱可调座支撑柱转角座JZ-621.5支撑柱垫座DZ-418.34、设计计算1）模板支架上的荷载考虑混凝土、钢筋及模板等恒载及施工荷载，设计荷载按（恒载+活载）。恒载包括脚手架自重。2）单件承载力Q235钢，容许应力法=s/1.41=235/1.41=170MPaK为考虑管子平直度、锈蚀程度等因素的附加系数，K=2计算长度约为0.77h（h为步距），设计计算取l0=1.0h。单件承载力(KN)构配件名称杆件尺寸(m)所受荷载情况设计荷载值立杆横杆步距0.6轴向垂直荷载37.601.229.701.819.502.412.50横杆和搭边横杆横杆长度2.4跨中集中荷载2.541.83.391.25.080.96.772.4全跨均布荷载5.561.87.401.211.110.914.81间横杆和搭边间横杆跨长+悬挑长跨中集中荷载1.20+0.003.561.20+0.303.561.20+0.603.561.20+0.00全跨均布荷载7.11+0.001.20+0.307.11+1.941.20+0.607.11+3.88挑梁和搭边挑梁挑梁宽度0.30均布荷载1.940.60均布荷载3.880.60悬挑端集中荷载1.50爬升挑梁跨长+悬挑长0.9+0.6跨中集中荷载15.00跨间均布荷载3.16跨间均布荷载4.37立杆粗细调座型号TZ-3轴向垂直荷载25.00立杆可调座TZ-250.00支撑柱可调座TZ-5合计200.00连墙杆水平拉、压力3.000.30.3支撑柱高度5.0轴向荷载150.0010.0120.0015.080.005、安全系数计算 碗扣