k桥梁施工满布式钢管支架设计要点(参考资料之二十一).doc

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1、桥梁施工满布式钢管支架设计要点1 前言中小跨径梁板桥、RC拱桥和石拱桥，当采用就地现浇或砌筑的方法施工时，多采用满布式钢管支架。由于支架在设计和架设过程中在某些方面存在违反规范的情况，支架垮塌的事故时有发生，造成人员伤亡和经济损失。根据对国内外100多座桥梁事故的初步统计分析，因支架失稳或破坏所引起的桥梁垮塌事故占了很大的比例。可以认为，在各种桥梁施工方法中，就地搭设支架的方案，发生安全事故的风险最大。所以，对于钢管支架的设计和架设，应该引起桥梁工程界的高度重视。设计单位有时会承担或涉及支架的结构设计、结构计算和相关的咨询工作。实际上，我院近年已完成了这方面几项任务。为了更好的推进支架设计与咨

2、询的工作，进一步提高技术业务水平，以有关的最新规范的依据，参考一些具有较高理论水平和实践经验的专著，编写这份资料，使我们在承担这方面的工作时，能有重点地获得有关规范和专著的指导，并使手边有一份实用的、简明的参考资料。专门针对钢管支架的技术规范，目前仅有1、2、3、5等4种，且均按建筑工程行业特点编制。公路行业的施工规范4，对钢管支架仅列有原则性的较零散的条文，不能完全满足支架设计和施工的需要。另外，规范1在个别重要规定方面存在较严重的缺陷；4本建工行业的脚手架及模板规范也不完全适用于桥梁支架。在编写这份资料时，充分考虑了桥梁支架特点。国内常用的钢管支架有扣件式、碗扣式和门式三种，实际工程中大量

3、使用的是扣件式钢管支架。这份资料主要介绍扣件式钢管支架，同时也纳入碗扣式钢管支架的一些重要内容。规范1、2、5主要是针对建筑施工中的脚手架编制的，仅有少量模板支架的内容。对于桥梁施工，不宜采用脚手架的名称，应改用“模板支架”。规范3专门针对模板支架，但仍以建筑工程为依据。在本资料中一律简称为“支架”，使与脚手架相区别。2 主要术语立杆 支架垂直于水平面的竖向杆件。立杆纵向间距 立杆沿桥梁纵轴线方向的间距，用符号a表。立杆横向间距 立杆沿桥梁横向的间距，用符号b表。纵向水平杆 杆轴方向沿桥梁纵轴线方向并垂直于立杆的水平杆件，简称“大横杆”。横向水平杆 杆轴方向沿桥梁横向并垂直于立杆的水平杆件，简

4、称“小横杆”。纵向扫地杆 靠近地面布置的纵向水平杆。横向扫地杆 靠近地面布置的横向水平杆。纵向剪刀撑 在桥梁纵向竖平面内布置的、水平倾角为4560的斜向杆件。横向剪刀撑 在桥梁横向竖平面内布置的、水平倾角为4560的斜向杆件。立杆步距 沿立杆轴线方向水平杆件的间距，用于符号h表示，简称“步距”。主节点 立杆、纵向水平杆、横向水平杆三杆紧靠的扣件连接或碗扣连接的节点，三向杆件在主节点处可以相互传力。扣件 采用螺栓紧固的扣接连接件。直角扣件 用于垂直交叉杆件间连接的扣件。旋转扣件 用于平行或斜交杆件间连接的扣件。对接扣件 用于杆件对接连接的扣件。对接时相互对接杆件的轴线为同一轴线。防滑扣件 根据抗

5、滑要求增设的非连接用途扣件。连墙杆 水平杆件与桥梁墩台直接连接时，称为连墙杆。底座 设于立杆底部的垫座。固定底座 不能调节支垫高度的底座可调底座 能够调节支垫高度的底座。垫板 设于底座下的支承板。顶托 立杆顶部用以支承水平杆的垫座。可调顶托 可以调整高度的顶托。上碗扣 沿立杆滑动起锁紧作用的碗扣节点零件。下碗口 焊接于立杆上的碗形节点零件。限位销 碗扣式支架中，焊接在立杆上能锁紧上碗扣的用作定位的销子。立杆连接销 碗扣式支架中，立杆竖向接长连接的专用销子。碗扣节点 由上碗扣、下碗扣、限位销和横杆接头等形成的盖固式承插节点。横杆 碗扣式支架中，水平杆件统称横杆。横杆接头 碗扣式支架中，焊接于横杆

6、两端的连接件。专用外斜杆 碗扣式支架中，两端带有旋转式接头的斜向杆件。水平斜杆 碗扣式支架中，钢管两端焊有连接件的水平连接斜杆。间横杆 碗扣式支架中，钢管两端焊有插卡装置的横杆。水平剪刀撑 钢管支架的水平面上在水平杆的平面内布置的剪刀撑。3 钢管及配件3.1 扣件式钢管支架 钢管 规范1规定采用Q235A级钢制作，其质量应符合碳素结构钢（GB/T700）规定。符合直缝电焊钢管（GB/T13793）或低压流体输送用焊接钢管（GB/T3092）的要求。应使用下表所列型号的钢管。表1 钢管截面特性外径（mm）壁厚 t (mm)截面积A（cm2）惯性矩I（cm4）抵抗矩W(cm3)回轴半径i(cm)每

7、米长质量 (kg/m)483.54.8912.195.080.583.84513.04.5213.085.131.703.55Q235A钢的主要力学性能如下：1. 抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205Mpa；抗剪强度设计值fv=120Mpa；弹性模量E=2.06105Mpa；轴向拉、压容许应力 =140 Mpa； 抗弯容许应力 =145 Mpa； 抗剪容许应力 =85 Mpa；剪切模量 =0.79105 Mpa；线胀系数 =1210-6；质量密度 =7850kg/m3；近年国内一些建筑工程，包括某些大型建筑广泛采用低合金钢钢管支架。与上述Q235A钢管相比，具有以下优点：强度高、耐腐蚀、重量轻

8、、搭设方便、总体成本较低。低合金钢钢管采用Q345A级钢，根据规范11，其抗拉、压及抗弯强度设计值为f=295Mpa;抗剪强度设计值fv=170Mpa. 根据规范10，按16Mn钢取值，轴向拉、压容许应力=200Mpa;抗弯容许应力w=210Mpa；抗剪容许应力=120 Mpa。 Q345A钢管的常用规格为482.5mm。截面特性如下表。表2 钢管截面特性外径（mm）壁厚t (mm)截面积A（cm2）惯性矩I（cm4）抵抗矩W(cm3)回轴半径i(cm)每米长质 (kg/m)482.53.5749.2763.8651.6112.805 在相同条件下，482.5Q345钢管与483.5 Q235

9、钢管轴心抗压承载力设计值之比为。质量之比为，故采用Q345482.5钢管与Q235483.5钢管比较，承载力可以提高5.18%，而材料可节省37%。文献8介绍，不少施工现场48钢管壁厚仅有33.2mm。2009年8月31日贵阳市花溪二道上的铁路跨线桥（上跨）在浇筑框架结构顶板砼时发生钢管支架垮塌。在垮塌的钢管中随机抽样10根钢管，其壁厚的平均值为2.68mm，最小值为1.8mm，最大为3.2mm。远小于规范要求的3.5mm。 在钢管支架的设计、计算、咨询工作中要特别注意钢管实有的壁厚。并按第9.4节介绍的公式计算采用的壁厚标准值。扣件 扣件采用可锻铸铁制作，其材质应符合钢管脚手架扣件（GB15

10、831）的规定。扣件有三种：直角扣件、旋转扣件和对接扣件。横杆与立杆连接用直角扣件；斜杆或平行杆连接用旋转扣件；立杆或其他杆件接长用对接扣件。 扣件螺栓拧紧扭力矩应在40Nm65Nm之间。即小于40Nm的扣件应废弃不用，大于65Nm时扣件可能发生破坏。 扣件螺栓用Q235钢制作，并作镀锌处理。a） 直角扣件高度100mm，长度154mm。其抗滑移承载力设计值为8.5kN，抗滑移承载力容许值为6KN（均指新扣件拧紧力矩达到60N m时下同）。一个直角扣件质量为1.35kg。b）旋转扣件高度100mm，长度170mm。其抗滑移承载力设计值为7.0kN，抗滑移承载力容许值为5KN。一个旋转扣件质量为

11、1.45kg，两旋转面间隙应小于1mm。c)对接扣件高度90mm，长度170mm，宽81mm。其抗滑移承载力设计值为3.5kN，抗滑移承载力容许值为2.5KN，一个对接扣件质量为1.85kg。扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm；扣件抗拉极限强度应不小于330Mpa,延伸率应不小于8%；扣件也可用钢板压制，但应符合GB15831的规定。 当扣件螺栓拧紧力矩MF不满足40Nm65Nm时，应作如下处理8：MF30Nm时，应坚决报废，不得使用。对于MF30Nm者，应按下式计算扣件允许采用的抗滑承载力RC：Rc=/1.4（1）式中：n 实测拧紧力矩的扣件个数； 第i个实测扣件的拧紧力矩； n

12、个Rcxi的平均值。由于使用的扣件MF的下限降至30Nm，在立杆稳定验算中，应以f代替f，取 f=（0.60.7）f式中：0.60.7称为调整系数。 f 钢管材料的抗压强度设计值。Q235A钢，f=205Mpa，故 f =（0.60.7）f=（0.60.7）205=123143.5Mpa。立杆底座a)固定式底座：用钢管及钢板制作，如图1所示。钢管外径60mm，壁厚3.5mm，长度150mm，焊接钢垫板上。钢垫板尺寸为150150（68）mm。使用时，将立杆48钢管插入60的套筒钢管内。图1 固定式底座（单位：mm）b）可调式底座：用钢管、螺栓及钢板制作，如图2所示。钢板尺寸为150150（68

13、）mm。使用时用螺栓调整杆调整底座处立杆钢管的高度。参阅2第3.3.8及3.39条（强制性条文）最大可调范围： 300mm（KTZ.50型）、500mm（KTZ.50型）、600mm（KTZ.60型），参阅12，单件质量分别为5.24kg、6.75kg和7.50kg。 图2 可调式底座（单位：mm） 图3 可调式U形顶托c)标准底座：用可锻铸铁制作。其底盘为圆形，直径150mm，四周有地脚螺栓可与地基连接，底盘上为直径52mm的套简。 立杆顶托 可调式U形顶托，如图3所示。最大可调范围：300mm（KTC.30型），500mm(KTC.50型)和600mm(KTC.60型)。质量分别为4.95

14、kg、6.45kg和7.20kg，参阅12，U托的最大旋出长度为150mm。U托的上端为钢板焊接的凹槽，可以安置双钢管或枋木，一般设置横向钢管或横向枋木。可调节螺栓下段插入立杆钢管内。U托与其下方最近一层横杆的竖向距离不应过大，一般应控制在20cm以内，否则应在U托下方再增设一排横杆，以控制U托的变位。 利用U托可调长度进行钢管支架的卸落。 如主杆顶托为固定式，无调整功能，一般在钢管立杆顶端先安装横向木枋（1515cm）,或安装槽钢、工字钢，在其上安放对口楔，对口楔上安装纵向枋木，枋木上为底模板。可参阅13.当荷载较大时，对口楔应改为组合木楔。 连墙杆 连墙杆系建筑工程钢管支架中的术语。对于桥

15、梁工程，连墙杆应为钢管支架与墩台身的连接杆件。建筑施工脚手架的连墙杆是一种很重要的构件，对确保支架的稳定具有重要作用。桥梁支架也应设置连墙杆，尤其是较高的支架。 桥梁墩台身可以预埋483.5mm钢管作为连墙杆，连墙杆与支架的横向水平杆用扣件连接。对于双柱式和三柱式桥墩（圆形或矩形），也可以针对每个墩柱用钢管围成井字架代替连墙杆。3.2 碗口式钢管支架 钢管与扣件式钢管支架所采用的钢管相同，规范2规定用Q235A级钢制作的钢管，规格为483.5mm。也可以采用Q345A级钢制作的钢管，规格为482.5mm。规范2要求，483.5mm钢管壁厚不允许负误差，正误差应为0.25mm，即其壁厚应为3.5

16、0.25mm。 钢管安装前的直线度应小于1.5L/1000，在式中L为钢管长度。 立杆与横杆的钢管 立杆上碗扣节点的间距规定为0.6m的倍数，所以立杆钢管有4种长度，其规格为：LG-120、LG-180、LG-240、LG-300。即长度分别为1.2m、1.8m、2.4m和3.0m。横杆共有6种型号：HG-30、HG-60、HG-90、 HG-120、HG-150、HG-180。上碗扣、可调底座及可调托撑螺母 应采用可锻铸铁或铸钢制造。其材料机械性能应符号可锻铸铁件（GB9440）中KTH330-08及一般工程用铸造碳钢件（GB11352）中ZG270-500的规定。 上碗扣抗拉强度不应小于3

17、0KN；底座抗压强度不应小于100KN。 立杆的上碗扣应能上下串动、转动灵活，不得有卡滞现象。 可调底座底板的钢板厚度不得小于6mm，可调托撑钢板厚度不得小于5mm。可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6扣，插入立杆内的长度不得小于150mm。 下碗扣、横杆接头、斜杆接头 应采用碳素铸钢制造，其材料机械性能应符合GB11352中ZG230-450的规定。下碗扣采用钢板热冲压整体成型。钢板应符合GB/T700中Q235A级钢的要求。下碗扣组焊后抗剪强度不应小于60KN；横杆接头抗剪强度不应小于50KN，横杆接头焊接抗剪强度不小于25KN。4 荷载 常用桥型结构施工中的荷载标准值主要有

18、以下几项。4.1 永久荷载标准值 桥梁施工中作用于支架上的结构重力密度，应接公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）表4.2.1的规范采用。并根据实际可能发生的施工误差，计入适当的增大系数。 钢管支架的自重，按支架设计图计算。 模板自重，按模板设计图计算。4.2 可变荷载标准值 施工人员及设备等荷载标准值 当计算支架立柱及其他支承结构时，均布活荷载标准值可取1KN/m2；当计算模板和直接支承模板的构件时，取2.5 KN/m2,并再用集中荷载2.5 KN验算，比较两者所得弯矩取大值； 当计算直接支承小梁的主梁时，取1.5 KN/m2。对于支架上的大型施工设备，如上料平台、砼输送泵等，应按实

19、际情况确定其荷载大小及作用位置。 振捣与倾倒砼时产生的荷载标准值 规范3规定：振捣砼对水平面模板取2KN/m2,对垂直面横板取4KN/m2，且作用范围在新浇筑砼侧压力的有效压头高度之内。上述荷载已包括倾倒砼时对水平面横板的竖向压力。 规范2规定：浇筑和振捣砼时产生的水平荷载标准值，与倾倒方式有关，在26KN/m2,详见该规范表4.1.2。 风荷载标准值 桥梁支架为承重结构，按规范6，风荷载标准值应为 （2）式中：W。 基本风压（KN/m2），可按重现期为n=50年，在规范6附表D.4中查到。贵州省除威宁、盘县一带W。=0.35 KN/m2。其余地区W。=0.30 KN/m2。规范2指出，考虑到

20、支架为临时结构，使用期较短，上述W。可乘以0.7的折减系数。而规范3则规定，直接采用重现期为n=10年的基本风压，亦可在规范6附表D.4中查到，但不再折减。n=10年时，贵州省除威宁、盘县一带W。=0.25KN/m2外，其余地区W。=0.20KN/m2。上述两规范的W。取值基本接近。 风压高度变化系数，按规范6第7.2条规定取值。 风荷载体形系数。按规范2第4.3.2条规定计算，要点如下：a）钢管支架悬挂有密目式安全立网时 =1.3。 。为密目式安全的挡风系数，可取0.8.b）钢管支架无遮栏网时= = （3）式中： 单排架的体型系数（沿桥梁纵向一个竖直立面内布置的若干根立杆形成单排架）=1.2

21、。 （4）。=A1/A。 （5）A1支架杆件的挡风面积（即支架杆件和节点挡风部位的净投影面积）；A。 迎风面的全面积（即支架的外轮廓面积）；n 支架在横桥向的总排数； 透风系数。按规范6表7.3.1中第32项（桁架）的规定取值。摘要如下： 图4 支架荷载 图中，b为立杆横向间距，h为步距表3 值表 b/h12460.11.001.001.001.000.20.850.900.930.970.30.660.750.800.850.40.500.600.670.730.50.330.450.530.620.60.150.300.400.50注：表中=A1/A 高度Z处的风振系数。规范2、3规定 =

22、1.如需准确计算，见规范6第7.4条规定。5 荷载设计值与荷载组合 计算支架结构、构件、模板的强度（承载力）、稳定性和连接强度时，应采用荷载设计值，即荷载设计值=荷载标准值分项系数。 计算正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。 规范3规定，荷载分项系数规定如下表。表4 荷载分项系数荷 载 类 别分 项 系 数模板支架自重标准值（G1K）永久荷载分项系数：（1）当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制组合时： =1.2；对由永久荷载效应控制组合时： =1.35；（2） 当其效应对结构有利时：一般情况=1 ，对倾覆、滑移验算， =0.9。新浇硂向自重标准值(G2K)钢筋硂自重标准值(G3K

23、)新浇硂对模板侧压力标准值(G4K)施工人员及设备荷载标准值(Q1K)可变荷载分项系数一般情况下=1.4；对标准值4KN/m2的活荷载=1.3振捣硂产生荷载标准值(Q2K)倾倒硂产生荷载标准值(Q3K)风荷载（Wk）1.4荷载组合可根据桥梁支架的特点，参考规范3分别进行承载力验算和挠度验算的荷载组合。可参阅3第4.3条规定。规范2规定，荷载效应组合的规定为:（1）立杆承载力计算 永久荷载+可变荷载（不含风荷载）； 永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）。（2）连墙杆承载力计算风荷载+3KN。 （注：规范1要求取风荷载+5.0KN）（3） 斜杆承载力和连接扣件（抗滑）承载力计算 风荷载6 构造设计

24、要点6.1 扣件式钢管支架 立杆的纵、横向间距 根据桥梁支架施工的经验，立杆的纵向间距（纵向指顺桥向，下同）一般为0.61m；立杆的横向间距（指横桥向，下同）一般为0.50.8m。设计时可以根据立杆承载力计算确定立杆间距。但纵向不宜大于1.2m，横向不宜大于1m。 步距 沿立杆轴线方向水平杆件的间距（即步距），根据立杆所受荷载的大小，一般在1m1.5m之间。桥梁支架，不宜大于1.5m。因为步距直接影响立杆的计算长度。规范3规定，扣件式钢管支架最大步距不得大于1.8m。 纵、横向扫地杆 纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于20cm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地

25、杆下方的立杆上。纵、横向扫地杆距地面的高度应30cm。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的扫地杆向低处延伸至少两跨与立杆固定，高差不应大于1m。靠边坡上方的最外立杆到边坡边缘的距离不应小于50cm。当边坡高差大于1m时，应做成1m的圬工台阶，分段布置立杆及扫地杆。 顶层大、小横杆 除立杆顶托（一般为U托）直接支承的纵（或横）水平杆外，立杆顶面以下第一层纵、横水平杆至立杆顶的竖向距离（包括顶托可调螺杆的伸出长度）不得大于50cm。 连墙杆 在桥梁的钢管支架中，如将大横杆与墩台身连接，连接段的杆件称为连墙杆。连墙杆能提高支架的整体稳定性。尤其是当支架较高或支架剪刀撑和斜撑设置不足或布置不当时，

26、连墙杆对稳定具有重要作用。 连墙杆可用钢管预埋在墩台身内，其伸出段与相邻的横、纵水平杆用扣件连接。 连墙杆与相邻立杆应连接在主节点上。连墙杆应为能承受拉、压荷载的刚性结构。连墙杆的水平间距不应大于4.5m。 当设置的剪刀撑和斜撑能确保支架的每个部位不会产生几何可变时，连墙杆的竖向间距可取2个步距，否则应通过计算确定连墙杆的竖向和水平间距。对于双柱或多柱式（圆形或矩形）桥墩，可围绕柱身用钢管围成的井字架代替连墙杆。 剪刀撑和斜撑 有关规范及专著中，剪刀撑与斜撑没有严格区分，本资料在论述中也是两个术语均使用。a）钢管支架构成的基本概念 根据大量的实测资料和理论研究，满布式钢管支架（包括扣件式和碗扣

27、式）其结构体系应为空间桁架，即支架中的所有主节点均应视为铰接。由这些主节点的铰构成空间钢管支架。这是支架设计计算最重要的基本概念。 由钢管支架组成的空间桁架，要保持其在使用过程中的稳定，首要条件是，这个结构体系的总体和局部必须是几何不变的。换言之，由结构中所有杆件应该构成几何不变体系，才能保证支架的稳定。 仅由立杆和纵、横水平杆组成的空间支架，由于每个步距内的主杆与水平杆均组成矩形，理论上（即不考虑节点的摩阻力时），支架的整体和局部都是几何可变的，因而是不稳定的。 只有设置了一定数量的剪刀撑之后，才能使空间支架成为几何不变体系。所以，剪刀撑的设置，对于支架的安全使用极为重要。 2009.8.3

28、1贵阳市花二道铁路立交桥砼施工中，发生钢管支架垮塌，2人死亡，5人受伤，事故的主要原因就是支架没有设置剪刀撑，导致失稳倒塌。这是一个未设剪刀撑发生重大伤亡的典型案例。b） 剪刀撑设置的基本要求 根据规范2、1及文献7，并结合桥梁支架的特点，基本要求如下： 当立杆间距大于1.5m,或虽小于1.5m，但支架较高、荷载较大，可能发生较大风荷载时，立杆每排（纵向）、每列（横向）都应设置从底至顶连续布置的八字形剪刀撑或斜撑，即纵、横向由立杆构成的每一竖直面内的每个步距都有八字形剪刀撑或斜撑。在同一个竖直面内，剪刀撑或斜撑的间距不大于2跨（指立杆间距），并尽可能形成对称布置。 当立杆间距小于等于1.5m，

29、且支架不高，荷载不大，风荷载较小时，应在支架四周（纵、横向共4个立面）从底至顶连续布置八字形剪刀撑，同时在纵、横向的中间区段，由底至顶连续布置的八字形剪刀撑。但可以在纵、横向间隔23跨（指立杆间距）布置立面上的剪刀撑。在同一个竖直面内，剪刀撑或斜撑的间距不大于2跨（指立杆间距），并尽可能形成对称布置。 当支架规模较大时，剪刀撑的设置除上述要求外，还应结合规范3第6.2.4条的规定进行设计。 另外，靠墩台的一列立杆，如有能承受拉力的刚性水平杆（连墙杆）与墩台身连接，在连墙杆所控制的步距内，连墙杆起剪刀撑的作用，支架设计时可以考虑这一有利因素。c）当支架高度大于4.8m时，顶端和底部必须设置水平剪

30、刀撑。即在由纵、横水平杆形成的平面内设置贯通纵、横方向全宽的水平剪刀撑。中间区段沿竖向水平剪刀撑的间距不大于2个步距。当纵、横向立柱行、列较多时，水平剪刀撑的水平间距不应大于4排立柱。d）竖直面上设置的剪刀撑或斜撑与水平面的夹角应在4560之间。e) 剪刀撑应每步均与立杆扣接，扣接点应为主节点，扣点距节点中心不大于15cm。f) 剪刀撑接长宜采用搭接，搭接长度应不小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件边缘至钢管端的距离不应小于10cm。g）当支架较高时，应对下半部（约为支架总高度的一半）的连墙杆设置水平斜撑，水平斜撑应设置在纵向横杆之下。h) 剪刀撑最下面一个与立杆的连接点距地面不宜

31、大于50cm，剪刀撑下端应顶紧地面。i) 每道剪刀撑跨越立杆的根数应符合下表要求 表5 剪刀撑跨越立杆的最多根数剪刀撑水平倾角455060剪刀撑跨越立杆的最多根数765在每一个竖直面内，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m（指立杆间距）。在支架的个别位置，为了满足每一步距内均有斜杆的要求，可以在12个步距内布置斜杆，不受上述限制，但斜杆在每一步距的两端均须与立杆扣接，并符合上述第e)条的要求。 所有立杆的接长必须采用对接扣件进行连接。规范3规定：立杆接长严禁搭接，由底模板传递给立杆的荷载，应通过顶托（含U托）直接作用于立杆顶部，并避免对立杆形成偏心，底模板不应通过扣件（直角扣件或旋转扣件

32、）将荷载间接传给立杆（立杆对接承载力比搭接承载力大2.14倍3）。如出现这种情况，应按扣件抗滑计算支架的立杆承载力。相邻立杆对接接头不得设在同步内，错开距离不小于50cm，立杆接头与主节点中心相距不大于h/3（h为步距）。 纵向水平杆（大横杆）构造要求a) 大横杆接长长度不宜小于3跨（立杆间距），且不小于6m。与立杆交汇处必须用直角扣件扣紧；b) 大横杆接长宜用对接扣件连接，也可以采用搭接。搭接要求见-f）。c)大横杆对接扣件应交错布置：两根相邻大横杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头，在水平方向错开的距离不应小于50cm，接头中心至最近主节点的距离不宜大于一跨（纵向）的

33、1/3，避免在跨中出现接头。 横向水平杆（小横杆）的构造要求，对于桥梁支架，与大横杆基本相同。小横杆应搭于大横杆之上，用直角扣件与大横杆和立杆扣紧。 钢管立柱底部应设垫木和底座，顶部应设可调支托（如U形托），顶托与其支承的钢管或楞梁必须连接牢固，无间隙。顶托螺杆伸出钢管顶部不得大于20cm，螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm。 可调支托底部的立柱顶端应沿纵、横向各设置一道水平拉杆。 支架高度820m时，在最顶步距两水平拉杆中间应加设一道水平拉杆；支架高度大于20m时，在最顶两步距水平拉杆中间应分别增加一道水平拉杆。 所有纵向水平拉杆的端部均应与墩台顶紧，或用连墙杆连接。横向水平拉杆端部

34、无墩台可顶紧时，应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。 扫地杆，水平拉杆的接长应采用对接，剪刀撑应采用搭接。 大横杆与立杆连接的直角扣件要开口朝上，以防止在扣件螺纹滑丝时脱落；对接扣件的开口应朝下或朝内，以防雨水进入；各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于10cm。 严禁将上段钢管立杆与下段钢管立杆错开固定在水平拉杆上。 钢管立柱支承在底座上。根据地基的容许承载力确定底座之下的垫板或垫木的尺寸，也可用枕木或型钢代替垫板或垫木。基础四周要设置排水沟。 当支架基础位于边坡上时，应采取措施，确保边坡的稳定，并注意设计支架的基础。 当支架较高或规模较大时，为了提高其抗风稳定，应在支架的两侧对称

35、设置缆风索或架体外的刚性斜撑。尤其是没有设置连墙杆或连墙杆较弱时，应重视缆风索的设置。6.2碗扣式钢管支架 碗扣式脚手架是铁道部专业设计院之专利制品。主要杆件仍然是48钢管，但钢管的连接点采用“碗扣”。碗扣由上下碗扣构成，下碗扣焊接在立管上，上碗扣套在立管上，水平杆两端焊有“插头”，该“插头”插入下碗扣，然后上碗扣利用立杆上焊的“锁销”，旋紧而扣住横杆插头。其优点是杆件为中线连接，提高了承载力，承受横杆垂直力的下碗扣与立杆采用焊接，改善了传力性能，提高了安全度。缺点是成本较高，并因横杆与立杆的间距均为定值，使用不灵活。 碗扣式支架为定型结构，其柱距，步距和排距都是固定的，不能任意改变。 立杆、

36、横杆、专用外斜杆、专用斜杆、底座和顶托等构件均为定型产品，其规格详见规范2。 立杆碗扣节点间距应按0.6m模数设置，即横杆的步距为0.6m的倍数。 横杆的长度（即立杆的纵、横向中距）有0.3m、0.6m、0.9m、1.2m、1.5m和1.8m等六种，常用的有0.9m、1.2m、和1.5m三种。 立杆的长度有1.2m、1.8m、2.4m、3.0m四种。可调底座底板的钢板厚度不得小于6mm，可调托撑钢板厚度不得小于5mm。 可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6齿，插入立杆内的长度不得小于15cm。 主要构配件的性能指标要求如下表表6 主要构配件性能指标名称指标(KN)上碗扣抗拉强度不

37、应小于30下碗扣组焊后抗剪强度不应小于60横杆接头剪切强度不应小于50横杆接头焊接剪切强度不应小于25底座抗压强度不应小于100 支架的高度与宽度（横桥向）之比2时，应采取措施提高支架的抗风稳定。例如设置缆风或扩大支架下部的横向尺寸。 碗扣式支架的构造要求详见规范2，并可参阅扣件式支架的有关资料内容。7 钢管支架检查验收 扣件式钢管支架和碗扣式钢管支架的检查验收，分别按规范1及规范 2执行。现将主要几项简述如下：（1）检查钢管的壁厚与直径，按抽检并经过统计分析所得的数值进行支架受力验算。（2）对于旧钢管应根据检查结果，对其强度设计值进行折减。（3）旧扣件使用前应进行检查，并抽样进行受力试验。对

38、不符合要求者，废弃不用。（4）钢管支架搭设完成后应进荷载预压试验。预压荷载应按设计要求确定，预压过程应对支架的变形进行观测。（5）钢管支架的卸架设备和卸架程序是否可靠安全。可参阅规范3第7章的有关内容。（6）特别注意检查保证架体几何不变的斜杆、连墙杆的情况、立杆的基础情况、立杆接长的方式和高支架的横向稳定措施。（7）钢管的初始弯曲率不得大于L/1000(L为钢管长度)。(8) 支架高度H30m时，垂直度偏差应H/600；H30m时，垂直度偏差应H/1200。（9）主节点处各扣件中心点相互的距离150mm。（10）立杆上的对接扣件至主节点的距离h/3（h为步距）。（11）纵向水平杆上的对接扣件至

39、主节点的距离/3（ 为立杆纵向间距）。（12）钢管端部出现微小弯曲段的长度1.5m，且端点偏心距5mm。（13）立杆单杆的垂直度，当立杆的总高度在20m80m时，其上端的偏心距+100mm。8 钢管支架结构计算要点8.1常用数据 扣件式钢管支架的扣件、底座承载力设计值表7 扣件、底座承载力设计值（摘自规范1）项 目承载力设计值(KN)对接扣件（抗滑）3.20直角扣件、旋转扣件（抗滑）8.00底 座（抗压）40.00注：扣件螺栓拧紧力矩应在40Nm65Nm之间。 钢管构件受弯时的允许挠度。表8 受弯钢管的允许挠度（摘自规范1、2）构 件 类 别允 许 挠 度（mm）纵向、横向水平杆/150，10

40、mm悬挑受弯构件/400注受弯构件跨度；对悬挑件为其悬伸长度的2倍。 支架的压缩变形或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000.（规范3）。 钢管支架受压构件长细比：支架立杆及桁架，不应大于150；拉杆、斜撑等连接构件，不应大于200； 钢管或钢支架受拉构件长细比：不应大于350.（规范3）。 直角扣件和旋转扣件安全承载力（文献7）。表9 直角扣件、旋转扣件抗滑强度种类试验要求（KN）扣件安全承载力(KN)直角扣件连接12.726.25旋转扣件连接12.726.25注：扣件螺栓拧紧力矩在4065Nm之间。483.5mmQ235A钢管中心受压时极限荷载 表10 483.5mmQ235钢管中心

41、受压极限荷载理论值计算长度。（m）长细比入。/i折减系数极限荷载N=.A.f (KN)1.275.90.74474.582（N=49.1）1.8113.90.48949.020（N=32.3）2.4151.90.30130.174（N=19.9）3.0189.90.19919.949（N=13.1）3.6227.80.14014.034（N=9.2）注：Q235A抗压强度设计值f=205Mpa, 483.5mm钢管A=489mm2，回转半径i=15.8mm，计算荷载应取设计值。Q235钢筋的容许应力为f=135 Mpa，则中心受压容许荷载为N=,表中括号内为N，未考虑钢管的初弯曲、钢材缺陷、旧

42、钢材折减等因素，即使壁厚能确保3.5mm，采用N时，也应根据实际情况折减。 单根钢管轴向受压容许荷载近似值表11 单根钢管轴向受压容许值步距（m）483.0mm钢管483.5mm钢管对接立杆（KN）搭接立杆（KN）对接立杆（KN）搭接立杆（KN）1.0031.712.235.713.91.2529.211.633.113.01.5026.811.030.312.41.8024.010.227.211.6注：本表摘自文献20，作为粗略估计，单管承载力可取20KN（立杆为对接时）。 几种钢管的截面特性表12 钢管截面特性及自重种类外径(mm)壁厚(mm)截面积(mm2)惯性矩（mm4）抵抗矩(mm

43、3)回转半径(mm)延米质量（kg/m）普通钢管483.5489.312190507815.783.84普通钢管513.0452.413080512917.003.55普通钢管483.0424.110780449215.943.33加厚钢管484.25584.114110587915.544.59 Q235钢的基本容许应力表13 Q235钢的基本容许应力（Mpa）钢管、钢模板、钢配件粗制螺栓轴向拉压弯 曲剪 切受 拉剪 切承 压1401458511080170注：表内为新钢材容许应力，未考虑折旧，也未计入临时结构提高系数。 土质地基承载力经验值表14 土质地基承载力容许值（Kpa）坚硬的老土普通老土（含三年以上填土）压实填土98117789849788.2 钢管支架的机动分析 钢管支架节点的约束状态从80年代后期至今，对于扣件式钢管支架节点的约束状态，在工程界有三种主张，即刚性节点、半刚性节和铰接节点。1987年建筑技术第8期（杜荣军论文）“扣件式钢管脚手架的设计与计算“主张按无侧移刚架计算。实践说明：钢管支架曾发生多起因几何可变