橋梁施工滿(mǎn)布式鋼管支架設(shè)計(jì)要點(diǎn)(參考資料之二十一)

1、橋梁施工滿(mǎn)布式鋼管支架設(shè)計(jì)要點(diǎn)1 前言中小跨徑梁板橋、RC拱橋和石拱橋，當(dāng)采用就地現(xiàn)澆或砌筑的方法施工時(shí)，多采用滿(mǎn)布式鋼管支架。由于支架在設(shè)計(jì)和架設(shè)過(guò)程中在某些方面存在違反規(guī)范的情況，支架垮塌的事故時(shí)有發(fā)生，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外100多座橋梁事故的初步統(tǒng)計(jì)分析，因支架失穩(wěn)或破壞所引起的橋梁垮塌事故占了很大的比例?？梢哉J(rèn)為，在各種橋梁施工方法中，就地搭設(shè)支架的方案，發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)最大。所以，對(duì)于鋼管支架的設(shè)計(jì)和架設(shè)，應(yīng)該引起橋梁工程界的高度重視。設(shè)計(jì)單位有時(shí)會(huì)承擔(dān)或涉及支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算和相關(guān)的咨詢(xún)工作。實(shí)際上，我院近年已完成了這方面幾項(xiàng)任務(wù)。為了更好的推進(jìn)支架設(shè)計(jì)與咨

2、詢(xún)的工作，進(jìn)一步提高技術(shù)業(yè)務(wù)水平，以有關(guān)的最新規(guī)范的依據(jù)，參考一些具有較高理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)著，編寫(xiě)這份資料，使我們?cè)诔袚?dān)這方面的工作時(shí)，能有重點(diǎn)地獲得有關(guān)規(guī)范和專(zhuān)著的指導(dǎo)，并使手邊有一份實(shí)用的、簡(jiǎn)明的參考資料。專(zhuān)門(mén)針對(duì)鋼管支架的技術(shù)規(guī)范，目前僅有1、2、3、5等4種，且均按建筑工程行業(yè)特點(diǎn)編制。公路行業(yè)的施工規(guī)范4，對(duì)鋼管支架僅列有原則性的較零散的條文，不能完全滿(mǎn)足支架設(shè)計(jì)和施工的需要。另外，規(guī)范1在個(gè)別重要規(guī)定方面存在較嚴(yán)重的缺陷；4本建工行業(yè)的腳手架及模板規(guī)范也不完全適用于橋梁支架。在編寫(xiě)這份資料時(shí)，充分考慮了橋梁支架特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)常用的鋼管支架有扣件式、碗扣式和門(mén)式三種，實(shí)際工程中大量

3、使用的是扣件式鋼管支架。這份資料主要介紹扣件式鋼管支架，同時(shí)也納入碗扣式鋼管支架的一些重要內(nèi)容。規(guī)范1、2、5主要是針對(duì)建筑施工中的腳手架編制的，僅有少量模板支架的內(nèi)容。對(duì)于橋梁施工，不宜采用腳手架的名稱(chēng)，應(yīng)改用“模板支架”。規(guī)范3專(zhuān)門(mén)針對(duì)模板支架，但仍以建筑工程為依據(jù)。在本資料中一律簡(jiǎn)稱(chēng)為“支架”，使與腳手架相區(qū)別。2 主要術(shù)語(yǔ)立桿 支架垂直于水平面的豎向桿件。立桿縱向間距 立桿沿橋梁縱軸線方向的間距，用符號(hào)a表。立桿橫向間距 立桿沿橋梁橫向的間距，用符號(hào)b表?？v向水平桿 桿軸方向沿橋梁縱軸線方向并垂直于立桿的水平桿件，簡(jiǎn)稱(chēng)“大橫桿”。橫向水平桿 桿軸方向沿橋梁橫向并垂直于立桿的水平桿件，簡(jiǎn)

4、稱(chēng)“小橫桿”?？v向掃地桿 靠近地面布置的縱向水平桿。橫向掃地桿 靠近地面布置的橫向水平桿?？v向剪刀撐 在橋梁縱向豎平面內(nèi)布置的、水平傾角為4560的斜向桿件。橫向剪刀撐 在橋梁橫向豎平面內(nèi)布置的、水平傾角為4560的斜向桿件。立桿步距 沿立桿軸線方向水平桿件的間距，用于符號(hào)h表示，簡(jiǎn)稱(chēng)“步距”。主節(jié)點(diǎn) 立桿、縱向水平桿、橫向水平桿三桿緊靠的扣件連接或碗扣連接的節(jié)點(diǎn)，三向桿件在主節(jié)點(diǎn)處可以相互傳力?？奂?采用螺栓緊固的扣接連接件。直角扣件 用于垂直交叉桿件間連接的扣件。旋轉(zhuǎn)扣件 用于平行或斜交桿件間連接的扣件。對(duì)接扣件 用于桿件對(duì)接連接的扣件。對(duì)接時(shí)相互對(duì)接桿件的軸線為同一軸線。防滑扣件 根據(jù)抗

5、滑要求增設(shè)的非連接用途扣件。連墻桿 水平桿件與橋梁墩臺(tái)直接連接時(shí)，稱(chēng)為連墻桿。底座 設(shè)于立桿底部的墊座。固定底座 不能調(diào)節(jié)支墊高度的底座可調(diào)底座 能夠調(diào)節(jié)支墊高度的底座。墊板 設(shè)于底座下的支承板。頂托 立桿頂部用以支承水平桿的墊座?？烧{(diào)頂托 可以調(diào)整高度的頂托。上碗扣 沿立桿滑動(dòng)起鎖緊作用的碗扣節(jié)點(diǎn)零件。下碗口 焊接于立桿上的碗形節(jié)點(diǎn)零件。限位銷(xiāo) 碗扣式支架中，焊接在立桿上能鎖緊上碗扣的用作定位的銷(xiāo)子。立桿連接銷(xiāo) 碗扣式支架中，立桿豎向接長(zhǎng)連接的專(zhuān)用銷(xiāo)子。碗扣節(jié)點(diǎn) 由上碗扣、下碗扣、限位銷(xiāo)和橫桿接頭等形成的蓋固式承插節(jié)點(diǎn)。橫桿 碗扣式支架中，水平桿件統(tǒng)稱(chēng)橫桿。橫桿接頭 碗扣式支架中，焊接于橫桿

6、兩端的連接件。專(zhuān)用外斜桿 碗扣式支架中，兩端帶有旋轉(zhuǎn)式接頭的斜向桿件。水平斜桿 碗扣式支架中，鋼管兩端焊有連接件的水平連接斜桿。間橫桿 碗扣式支架中，鋼管兩端焊有插卡裝置的橫桿。水平剪刀撐 鋼管支架的水平面上在水平桿的平面內(nèi)布置的剪刀撐。3 鋼管及配件3.1 扣件式鋼管支架 鋼管 規(guī)范1規(guī)定采用Q235A級(jí)鋼制作，其質(zhì)量應(yīng)符合碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700）規(guī)定。符合直縫電焊鋼管（GB/T13793）或低壓流體輸送用焊接鋼管（GB/T3092）的要求。應(yīng)使用下表所列型號(hào)的鋼管。表1 鋼管截面特性外徑（mm）壁厚 t (mm)截面積A（cm2）慣性矩I（cm4）抵抗矩W(cm3)回軸半徑i(cm)每

7、米長(zhǎng)質(zhì)量 (kg/m)483.54.8912.195.080.583.84513.04.5213.085.131.703.55Q235A鋼的主要力學(xué)性能如下：抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205Mpa；抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=120Mpa；彈性模量E=2.06105Mpa；軸向拉、壓容許應(yīng)力 =140 Mpa； 抗彎容許應(yīng)力 =145 Mpa； 抗剪容許應(yīng)力 =85 Mpa；剪切模量 =0.79105 Mpa；線脹系數(shù) =1210-6；質(zhì)量密度 =7850kg/m3；近年國(guó)內(nèi)一些建筑工程，包括某些大型建筑廣泛采用低合金鋼鋼管支架。與上述Q235A鋼管相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐腐蝕、重量輕、搭設(shè)

8、方便、總體成本較低。低合金鋼鋼管采用Q345A級(jí)鋼，根據(jù)規(guī)范11，其抗拉、壓及抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為f=295Mpa;抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=170Mpa. 根據(jù)規(guī)范10，按16Mn鋼取值，軸向拉、壓容許應(yīng)力=200Mpa;抗彎容許應(yīng)力w=210Mpa；抗剪容許應(yīng)力=120 Mpa。 Q345A鋼管的常用規(guī)格為482.5mm。截面特性如下表。表2 鋼管截面特性外徑（mm）壁厚t (mm)截面積A（cm2）慣性矩I（cm4）抵抗矩W(cm3)回軸半徑i(cm)每米長(zhǎng)質(zhì) (kg/m)482.53.5749.2763.8651.6112.805 在相同條件下，482.5Q345鋼管與483.5 Q235鋼管軸

9、心抗壓承載力設(shè)計(jì)值之比為。質(zhì)量之比為，故采用Q345482.5鋼管與Q235483.5鋼管比較，承載力可以提高5.18%，而材料可節(jié)省37%。文獻(xiàn)8介紹，不少施工現(xiàn)場(chǎng)48鋼管壁厚僅有33.2mm。2009年8月31日貴陽(yáng)市花溪二道上的鐵路跨線橋（上跨）在澆筑框架結(jié)構(gòu)頂板砼時(shí)發(fā)生鋼管支架垮塌。在垮塌的鋼管中隨機(jī)抽樣10根鋼管，其壁厚的平均值為2.68mm，最小值為1.8mm，最大為3.2mm。遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的3.5mm。 在鋼管支架的設(shè)計(jì)、計(jì)算、咨詢(xún)工作中要特別注意鋼管實(shí)有的壁厚。并按第9.4節(jié)介紹的公式計(jì)算采用的壁厚標(biāo)準(zhǔn)值?？奂?扣件采用可鍛鑄鐵制作，其材質(zhì)應(yīng)符合鋼管腳手架扣件（GB15831

10、）的規(guī)定?？奂腥N：直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件和對(duì)接扣件。橫桿與立桿連接用直角扣件；斜桿或平行桿連接用旋轉(zhuǎn)扣件；立桿或其他桿件接長(zhǎng)用對(duì)接扣件。 扣件螺栓擰緊扭力矩應(yīng)在40Nm65Nm之間。即小于40Nm的扣件應(yīng)廢棄不用，大于65Nm時(shí)扣件可能發(fā)生破壞。 扣件螺栓用Q235鋼制作，并作鍍鋅處理。a） 直角扣件高度100mm，長(zhǎng)度154mm。其抗滑移承載力設(shè)計(jì)值為8.5kN，抗滑移承載力容許值為6KN（均指新扣件擰緊力矩達(dá)到60N m時(shí)下同）。一個(gè)直角扣件質(zhì)量為1.35kg。b）旋轉(zhuǎn)扣件高度100mm，長(zhǎng)度170mm。其抗滑移承載力設(shè)計(jì)值為7.0kN，抗滑移承載力容許值為5KN。一個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件質(zhì)量為1.4

11、5kg，兩旋轉(zhuǎn)面間隙應(yīng)小于1mm。c)對(duì)接扣件高度90mm，長(zhǎng)度170mm，寬81mm。其抗滑移承載力設(shè)計(jì)值為3.5kN，抗滑移承載力容許值為2.5KN，一個(gè)對(duì)接扣件質(zhì)量為1.85kg?？奂A緊鋼管時(shí)，開(kāi)口處的最小距離應(yīng)不小于5mm；扣件抗拉極限強(qiáng)度應(yīng)不小于330Mpa,延伸率應(yīng)不小于8%；扣件也可用鋼板壓制，但應(yīng)符合GB15831的規(guī)定。 當(dāng)扣件螺栓擰緊力矩MF不滿(mǎn)足40Nm65Nm時(shí)，應(yīng)作如下處理8：MF30Nm時(shí)，應(yīng)堅(jiān)決報(bào)廢，不得使用。對(duì)于MF30Nm者，應(yīng)按下式計(jì)算扣件允許采用的抗滑承載力RC：Rc=/1.4（1）式中：n 實(shí)測(cè)擰緊力矩的扣件個(gè)數(shù)； 第i個(gè)實(shí)測(cè)扣件的擰緊力矩； n個(gè)Rc

12、xi的平均值。由于使用的扣件MF的下限降至30Nm，在立桿穩(wěn)定驗(yàn)算中，應(yīng)以f代替f，取 f=（0.60.7）f式中：0.60.7稱(chēng)為調(diào)整系數(shù)。 f 鋼管材料的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Q235A鋼，f=205Mpa，故 f =（0.60.7）f=（0.60.7）205=123143.5Mpa。立桿底座a)固定式底座：用鋼管及鋼板制作，如圖1所示。鋼管外徑60mm，壁厚3.5mm，長(zhǎng)度150mm，焊接鋼墊板上。鋼墊板尺寸為150150（68）mm。使用時(shí)，將立桿48鋼管插入60的套筒鋼管內(nèi)。圖1 固定式底座（單位：mm）b）可調(diào)式底座：用鋼管、螺栓及鋼板制作，如圖2所示。鋼板尺寸為150150（68）mm

13、。使用時(shí)用螺栓調(diào)整桿調(diào)整底座處立桿鋼管的高度。參閱2第及3.39條（強(qiáng)制性條文）最大可調(diào)范圍： 300mm（KTZ.50型）、500mm（KTZ.50型）、600mm（KTZ.60型），參閱12，單件質(zhì)量分別為5.24kg、6.75kg和7.50kg。 圖2 可調(diào)式底座（單位：mm） 圖3 可調(diào)式U形頂托c)標(biāo)準(zhǔn)底座：用可鍛鑄鐵制作。其底盤(pán)為圓形，直徑150mm，四周有地腳螺栓可與地基連接，底盤(pán)上為直徑52mm的套簡(jiǎn)。 立桿頂托 可調(diào)式U形頂托，如圖3所示。最大可調(diào)范圍：300mm（KTC.30型），500mm(KTC.50型)和600mm(KTC.60型)。質(zhì)量分別為4.95kg、6.45k

14、g和7.20kg，參閱12，U托的最大旋出長(zhǎng)度為150mm。U托的上端為鋼板焊接的凹槽，可以安置雙鋼管或枋木，一般設(shè)置橫向鋼管或橫向枋木。可調(diào)節(jié)螺栓下段插入立桿鋼管內(nèi)。U托與其下方最近一層橫桿的豎向距離不應(yīng)過(guò)大，一般應(yīng)控制在20cm以?xún)?nèi)，否則應(yīng)在U托下方再增設(shè)一排橫桿，以控制U托的變位。 利用U托可調(diào)長(zhǎng)度進(jìn)行鋼管支架的卸落。 如主桿頂托為固定式，無(wú)調(diào)整功能，一般在鋼管立桿頂端先安裝橫向木枋（1515cm）,或安裝槽鋼、工字鋼，在其上安放對(duì)口楔，對(duì)口楔上安裝縱向枋木，枋木上為底模板。可參閱13.當(dāng)荷載較大時(shí)，對(duì)口楔應(yīng)改為組合木楔。 連墻桿 連墻桿系建筑工程鋼管支架中的術(shù)語(yǔ)。對(duì)于橋梁工程，連墻桿應(yīng)

15、為鋼管支架與墩臺(tái)身的連接桿件。建筑施工腳手架的連墻桿是一種很重要的構(gòu)件，對(duì)確保支架的穩(wěn)定具有重要作用。橋梁支架也應(yīng)設(shè)置連墻桿，尤其是較高的支架。 橋梁墩臺(tái)身可以預(yù)埋483.5mm鋼管作為連墻桿，連墻桿與支架的橫向水平桿用扣件連接。對(duì)于雙柱式和三柱式橋墩（圓形或矩形），也可以針對(duì)每個(gè)墩柱用鋼管?chē)删旨艽孢B墻桿。3.2 碗口式鋼管支架 鋼管與扣件式鋼管支架所采用的鋼管相同，規(guī)范2規(guī)定用Q235A級(jí)鋼制作的鋼管，規(guī)格為483.5mm。也可以采用Q345A級(jí)鋼制作的鋼管，規(guī)格為482.5mm。規(guī)范2要求，483.5mm鋼管壁厚不允許負(fù)誤差，正誤差應(yīng)為0.25mm，即其壁厚應(yīng)為3.50.25mm。

16、鋼管安裝前的直線度應(yīng)小于1.5L/1000，在式中L為鋼管長(zhǎng)度。 立桿與橫桿的鋼管 立桿上碗扣節(jié)點(diǎn)的間距規(guī)定為0.6m的倍數(shù)，所以立桿鋼管有4種長(zhǎng)度，其規(guī)格為：LG-120、LG-180、LG-240、LG-300。即長(zhǎng)度分別為1.2m、1.8m、2.4m和3.0m。橫桿共有6種型號(hào)：HG-30、HG-60、HG-90、 HG-120、HG-150、HG-180。上碗扣、可調(diào)底座及可調(diào)托撐螺母 應(yīng)采用可鍛鑄鐵或鑄鋼制造。其材料機(jī)械性能應(yīng)符號(hào)可鍛鑄鐵件（GB9440）中KTH330-08及一般工程用鑄造碳鋼件（GB11352）中ZG270-500的規(guī)定。 上碗扣抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于30KN；底座抗壓

17、強(qiáng)度不應(yīng)小于100KN。 立桿的上碗扣應(yīng)能上下串動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不得有卡滯現(xiàn)象。 可調(diào)底座底板的鋼板厚度不得小于6mm，可調(diào)托撐鋼板厚度不得小于5mm?？烧{(diào)底座及可調(diào)托撐絲桿與調(diào)節(jié)螺母嚙合長(zhǎng)度不得少于6扣，插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不得小于150mm。 下碗扣、橫桿接頭、斜桿接頭 應(yīng)采用碳素鑄鋼制造，其材料機(jī)械性能應(yīng)符合GB11352中ZG230-450的規(guī)定。下碗扣采用鋼板熱沖壓整體成型。鋼板應(yīng)符合GB/T700中Q235A級(jí)鋼的要求。下碗扣組焊后抗剪強(qiáng)度不應(yīng)小于60KN；橫桿接頭抗剪強(qiáng)度不應(yīng)小于50KN，橫桿接頭焊接抗剪強(qiáng)度不小于25KN。4 荷載 常用橋型結(jié)構(gòu)施工中的荷載標(biāo)準(zhǔn)值主要有以下幾項(xiàng)。4.1

18、 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 橋梁施工中作用于支架上的結(jié)構(gòu)重力密度，應(yīng)接公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）表的規(guī)范采用。并根據(jù)實(shí)際可能發(fā)生的施工誤差，計(jì)入適當(dāng)?shù)脑龃笙禂?shù)。 鋼管支架的自重，按支架設(shè)計(jì)圖計(jì)算。 模板自重，按模板設(shè)計(jì)圖計(jì)算。4.2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 施工人員及設(shè)備等荷載標(biāo)準(zhǔn)值 當(dāng)計(jì)算支架立柱及其他支承結(jié)構(gòu)時(shí)，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取1KN/m2；當(dāng)計(jì)算模板和直接支承模板的構(gòu)件時(shí)，取2.5 KN/m2,并再用集中荷載2.5 KN驗(yàn)算，比較兩者所得彎矩取大值； 當(dāng)計(jì)算直接支承小梁的主梁時(shí)，取1.5 KN/m2。對(duì)于支架上的大型施工設(shè)備，如上料平臺(tái)、砼輸送泵等，應(yīng)按實(shí)際情況確定其荷載大小及作用

19、位置。 振搗與傾倒砼時(shí)產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 規(guī)范3規(guī)定：振搗砼對(duì)水平面模板取2KN/m2,對(duì)垂直面橫板取4KN/m2，且作用范圍在新澆筑砼側(cè)壓力的有效壓頭高度之內(nèi)。上述荷載已包括傾倒砼時(shí)對(duì)水平面橫板的豎向壓力。 規(guī)范2規(guī)定：澆筑和振搗砼時(shí)產(chǎn)生的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值，與傾倒方式有關(guān)，在26KN/m2,詳見(jiàn)該規(guī)范表。 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 橋梁支架為承重結(jié)構(gòu)，按規(guī)范6，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為 （2）式中：W。 基本風(fēng)壓（KN/m2），可按重現(xiàn)期為n=50年，在規(guī)范6附表D.4中查到。貴州省除威寧、盤(pán)縣一帶W。=0.35 KN/m2。其余地區(qū)W。=0.30 KN/m2。規(guī)范2指出，考慮到支架為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，使用期較短，上述W。

20、可乘以0.7的折減系數(shù)。而規(guī)范3則規(guī)定，直接采用重現(xiàn)期為n=10年的基本風(fēng)壓，亦可在規(guī)范6附表D.4中查到，但不再折減。n=10年時(shí)，貴州省除威寧、盤(pán)縣一帶W。=0.25KN/m2外，其余地區(qū)W。=0.20KN/m2。上述兩規(guī)范的W。取值基本接近。 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按規(guī)范6第7.2條規(guī)定取值。 風(fēng)荷載體形系數(shù)。按規(guī)范2第條規(guī)定計(jì)算，要點(diǎn)如下：a）鋼管支架懸掛有密目式安全立網(wǎng)時(shí) =1.3。 。為密目式安全的擋風(fēng)系數(shù)，可取0.8.b）鋼管支架無(wú)遮欄網(wǎng)時(shí)= = （3）式中： 單排架的體型系數(shù)（沿橋梁縱向一個(gè)豎直立面內(nèi)布置的若干根立桿形成單排架）=1.2。 （4）。=A1/A。 （5）A1支架桿件的

21、擋風(fēng)面積（即支架桿件和節(jié)點(diǎn)擋風(fēng)部位的凈投影面積）；A。 迎風(fēng)面的全面積（即支架的外輪廓面積）；n 支架在橫橋向的總排數(shù)； 透風(fēng)系數(shù)。按規(guī)范6表中第32項(xiàng)（桁架）的規(guī)定取值。摘要如下： 圖4 支架荷載 圖中，b為立桿橫向間距，h為步距表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處的風(fēng)振系數(shù)。規(guī)范2、3規(guī)定 =1.如需準(zhǔn)確計(jì)算，見(jiàn)規(guī)范6第7.4條規(guī)定。5 荷載設(shè)計(jì)值

22、與荷載組合 計(jì)算支架結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、模板的強(qiáng)度（承載力）、穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值，即荷載設(shè)計(jì)值=荷載標(biāo)準(zhǔn)值分項(xiàng)系數(shù)。 計(jì)算正常使用極限狀態(tài)的變形時(shí)，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 規(guī)范3規(guī)定，荷載分項(xiàng)系數(shù)規(guī)定如下表。表4 荷載分項(xiàng)系數(shù)荷 載 類(lèi) 別分 項(xiàng) 系 數(shù)模板支架自重標(biāo)準(zhǔn)值（G1K）永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：（1）當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)：對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制組合時(shí)： =1.2；對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制組合時(shí)： =1.35；（2） 當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)：一般情況=1 ，對(duì)傾覆、滑移驗(yàn)算， =0.9。新澆硂向自重標(biāo)準(zhǔn)值(G2K)鋼筋硂自重標(biāo)準(zhǔn)值(G3K)新澆硂對(duì)模板側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值(G4K)施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)

23、準(zhǔn)值(Q1K)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)一般情況下=1.4；對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值4KN/m2的活荷載=1.3振搗硂產(chǎn)生荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Q2K)傾倒硂產(chǎn)生荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Q3K)風(fēng)荷載（Wk）1.4荷載組合可根據(jù)橋梁支架的特點(diǎn)，參考規(guī)范3分別進(jìn)行承載力驗(yàn)算和撓度驗(yàn)算的荷載組合。可參閱3第4.3條規(guī)定。規(guī)范2規(guī)定，荷載效應(yīng)組合的規(guī)定為:（1）立桿承載力計(jì)算 永久荷載+可變荷載（不含風(fēng)荷載）； 永久荷載+0.9（可變荷載+風(fēng)荷載）。（2）連墻桿承載力計(jì)算風(fēng)荷載+3KN。 （注：規(guī)范1要求取風(fēng)荷載+5.0KN）（3） 斜桿承載力和連接扣件（抗滑）承載力計(jì)算 風(fēng)荷載6 構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)6.1 扣件式鋼管支架 立桿的縱、橫向間距 根據(jù)橋梁

24、支架施工的經(jīng)驗(yàn)，立桿的縱向間距（縱向指順橋向，下同）一般為0.61m；立桿的橫向間距（指橫橋向，下同）一般為0.50.8m。設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)立桿承載力計(jì)算確定立桿間距。但縱向不宜大于1.2m，橫向不宜大于1m。 步距 沿立桿軸線方向水平桿件的間距（即步距），根據(jù)立桿所受荷載的大小，一般在1m1.5m之間。橋梁支架，不宜大于1.5m。因?yàn)椴骄嘀苯佑绊懥U的計(jì)算長(zhǎng)度。規(guī)范3規(guī)定，扣件式鋼管支架最大步距不得大于1.8m。 縱、橫向掃地桿 縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于20cm處的立桿上。橫向掃地桿亦應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上?？v、橫向掃地桿距地面的高度應(yīng)30cm。當(dāng)

25、立桿基礎(chǔ)不在同一高度上時(shí)，必須將高處的掃地桿向低處延伸至少兩跨與立桿固定，高差不應(yīng)大于1m。靠邊坡上方的最外立桿到邊坡邊緣的距離不應(yīng)小于50cm。當(dāng)邊坡高差大于1m時(shí)，應(yīng)做成1m的圬工臺(tái)階，分段布置立桿及掃地桿。 頂層大、小橫桿 除立桿頂托（一般為U托）直接支承的縱（或橫）水平桿外，立桿頂面以下第一層縱、橫水平桿至立桿頂?shù)呢Q向距離（包括頂托可調(diào)螺桿的伸出長(zhǎng)度）不得大于50cm。 連墻桿 在橋梁的鋼管支架中，如將大橫桿與墩臺(tái)身連接，連接段的桿件稱(chēng)為連墻桿。連墻桿能提高支架的整體穩(wěn)定性。尤其是當(dāng)支架較高或支架剪刀撐和斜撐設(shè)置不足或布置不當(dāng)時(shí)，連墻桿對(duì)穩(wěn)定具有重要作用。 連墻桿可用鋼管預(yù)埋在墩臺(tái)身內(nèi)

26、，其伸出段與相鄰的橫、縱水平桿用扣件連接。 連墻桿與相鄰立桿應(yīng)連接在主節(jié)點(diǎn)上。連墻桿應(yīng)為能承受拉、壓荷載的剛性結(jié)構(gòu)。連墻桿的水平間距不應(yīng)大于4.5m。 當(dāng)設(shè)置的剪刀撐和斜撐能確保支架的每個(gè)部位不會(huì)產(chǎn)生幾何可變時(shí)，連墻桿的豎向間距可取2個(gè)步距，否則應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定連墻桿的豎向和水平間距。對(duì)于雙柱或多柱式（圓形或矩形）橋墩，可圍繞柱身用鋼管?chē)傻木旨艽孢B墻桿。 剪刀撐和斜撐 有關(guān)規(guī)范及專(zhuān)著中，剪刀撐與斜撐沒(méi)有嚴(yán)格區(qū)分，本資料在論述中也是兩個(gè)術(shù)語(yǔ)均使用。a）鋼管支架構(gòu)成的基本概念 根據(jù)大量的實(shí)測(cè)資料和理論研究，滿(mǎn)布式鋼管支架（包括扣件式和碗扣式）其結(jié)構(gòu)體系應(yīng)為空間桁架，即支架中的所有主節(jié)點(diǎn)均應(yīng)視為

27、鉸接。由這些主節(jié)點(diǎn)的鉸構(gòu)成空間鋼管支架。這是支架設(shè)計(jì)計(jì)算最重要的基本概念。 由鋼管支架組成的空間桁架，要保持其在使用過(guò)程中的穩(wěn)定，首要條件是，這個(gè)結(jié)構(gòu)體系的總體和局部必須是幾何不變的。換言之，由結(jié)構(gòu)中所有桿件應(yīng)該構(gòu)成幾何不變體系，才能保證支架的穩(wěn)定。 僅由立桿和縱、橫水平桿組成的空間支架，由于每個(gè)步距內(nèi)的主桿與水平桿均組成矩形，理論上（即不考慮節(jié)點(diǎn)的摩阻力時(shí)），支架的整體和局部都是幾何可變的，因而是不穩(wěn)定的。 只有設(shè)置了一定數(shù)量的剪刀撐之后，才能使空間支架成為幾何不變體系。所以，剪刀撐的設(shè)置，對(duì)于支架的安全使用極為重要。 2009.8.31貴陽(yáng)市花二道鐵路立交橋砼施工中，發(fā)生鋼管支架垮塌，2人

28、死亡，5人受傷，事故的主要原因就是支架沒(méi)有設(shè)置剪刀撐，導(dǎo)致失穩(wěn)倒塌。這是一個(gè)未設(shè)剪刀撐發(fā)生重大傷亡的典型案例。b） 剪刀撐設(shè)置的基本要求 根據(jù)規(guī)范2、1及文獻(xiàn)7，并結(jié)合橋梁支架的特點(diǎn)，基本要求如下： eq oac(,a) 當(dāng)立桿間距大于1.5m,或雖小于1.5m，但支架較高、荷載較大，可能發(fā)生較大風(fēng)荷載時(shí)，立桿每排（縱向）、每列（橫向）都應(yīng)設(shè)置從底至頂連續(xù)布置的八字形剪刀撐或斜撐，即縱、橫向由立桿構(gòu)成的每一豎直面內(nèi)的每個(gè)步距都有八字形剪刀撐或斜撐。在同一個(gè)豎直面內(nèi)，剪刀撐或斜撐的間距不大于2跨（指立桿間距），并盡可能形成對(duì)稱(chēng)布置。 eq oac(,b) 當(dāng)立桿間距小于等于1.5m，且支架不高，

29、荷載不大，風(fēng)荷載較小時(shí)，應(yīng)在支架四周（縱、橫向共4個(gè)立面）從底至頂連續(xù)布置八字形剪刀撐，同時(shí)在縱、橫向的中間區(qū)段，由底至頂連續(xù)布置的八字形剪刀撐。但可以在縱、橫向間隔23跨（指立桿間距）布置立面上的剪刀撐。在同一個(gè)豎直面內(nèi)，剪刀撐或斜撐的間距不大于2跨（指立桿間距），并盡可能形成對(duì)稱(chēng)布置。 當(dāng)支架規(guī)模較大時(shí)，剪刀撐的設(shè)置除上述要求外，還應(yīng)結(jié)合規(guī)范3第條的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 另外，靠墩臺(tái)的一列立桿，如有能承受拉力的剛性水平桿（連墻桿）與墩臺(tái)身連接，在連墻桿所控制的步距內(nèi)，連墻桿起剪刀撐的作用，支架設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮這一有利因素。c）當(dāng)支架高度大于4.8m時(shí)，頂端和底部必須設(shè)置水平剪刀撐。即在由縱、橫水平

30、桿形成的平面內(nèi)設(shè)置貫通縱、橫方向全寬的水平剪刀撐。中間區(qū)段沿豎向水平剪刀撐的間距不大于2個(gè)步距。當(dāng)縱、橫向立柱行、列較多時(shí)，水平剪刀撐的水平間距不應(yīng)大于4排立柱。d）豎直面上設(shè)置的剪刀撐或斜撐與水平面的夾角應(yīng)在4560之間。e) 剪刀撐應(yīng)每步均與立桿扣接，扣接點(diǎn)應(yīng)為主節(jié)點(diǎn)，扣點(diǎn)距節(jié)點(diǎn)中心不大于15cm。f) 剪刀撐接長(zhǎng)宜采用搭接，搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于1m，應(yīng)等間距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件邊緣至鋼管端的距離不應(yīng)小于10cm。g）當(dāng)支架較高時(shí)，應(yīng)對(duì)下半部（約為支架總高度的一半）的連墻桿設(shè)置水平斜撐，水平斜撐應(yīng)設(shè)置在縱向橫桿之下。h) 剪刀撐最下面一個(gè)與立桿的連接點(diǎn)距地面不宜大于50cm，剪刀撐下

31、端應(yīng)頂緊地面。i) 每道剪刀撐跨越立桿的根數(shù)應(yīng)符合下表要求 表5 剪刀撐跨越立桿的最多根數(shù)剪刀撐水平傾角455060剪刀撐跨越立桿的最多根數(shù)765在每一個(gè)豎直面內(nèi)，每道剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6m（指立桿間距）。在支架的個(gè)別位置，為了滿(mǎn)足每一步距內(nèi)均有斜桿的要求，可以在12個(gè)步距內(nèi)布置斜桿，不受上述限制，但斜桿在每一步距的兩端均須與立桿扣接，并符合上述第e)條的要求。 所有立桿的接長(zhǎng)必須采用對(duì)接扣件進(jìn)行連接。規(guī)范3規(guī)定：立桿接長(zhǎng)嚴(yán)禁搭接，由底模板傳遞給立桿的荷載，應(yīng)通過(guò)頂托（含U托）直接作用于立桿頂部，并避免對(duì)立桿形成偏心，底模板不應(yīng)通過(guò)扣件（直角扣件或旋轉(zhuǎn)扣件）將荷載間接傳給立桿（

32、立桿對(duì)接承載力比搭接承載力大2.14倍3）。如出現(xiàn)這種情況，應(yīng)按扣件抗滑計(jì)算支架的立桿承載力。相鄰立桿對(duì)接接頭不得設(shè)在同步內(nèi)，錯(cuò)開(kāi)距離不小于50cm，立桿接頭與主節(jié)點(diǎn)中心相距不大于h/3（h為步距）。 縱向水平桿（大橫桿）構(gòu)造要求a) 大橫桿接長(zhǎng)長(zhǎng)度不宜小于3跨（立桿間距），且不小于6m。與立桿交匯處必須用直角扣件扣緊；b) 大橫桿接長(zhǎng)宜用對(duì)接扣件連接，也可以采用搭接。搭接要求見(jiàn)-f）。c)大橫桿對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置：兩根相鄰大橫桿的接頭不宜設(shè)置在同步或同跨內(nèi)；不同步或不同跨兩個(gè)相鄰接頭，在水平方向錯(cuò)開(kāi)的距離不應(yīng)小于50cm，接頭中心至最近主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于一跨（縱向）的1/3，避免在跨中出現(xiàn)

33、接頭。 橫向水平桿（小橫桿）的構(gòu)造要求，對(duì)于橋梁支架，與大橫桿基本相同。小橫桿應(yīng)搭于大橫桿之上，用直角扣件與大橫桿和立桿扣緊。 鋼管立柱底部應(yīng)設(shè)墊木和底座，頂部應(yīng)設(shè)可調(diào)支托（如U形托），頂托與其支承的鋼管或楞梁必須連接牢固，無(wú)間隙。頂托螺桿伸出鋼管頂部不得大于20cm，螺桿外徑與立柱鋼管內(nèi)徑的間隙不得大于3mm。 eq oac(,11) 可調(diào)支托底部的立柱頂端應(yīng)沿縱、橫向各設(shè)置一道水平拉桿。 eq oac(,12) 支架高度820m時(shí)，在最頂步距兩水平拉桿中間應(yīng)加設(shè)一道水平拉桿；支架高度大于20m時(shí)，在最頂兩步距水平拉桿中間應(yīng)分別增加一道水平拉桿。 所有縱向水平拉桿的端部均應(yīng)與墩臺(tái)頂緊，或用連

34、墻桿連接。橫向水平拉桿端部無(wú)墩臺(tái)可頂緊時(shí)，應(yīng)在水平拉桿端部和中部沿豎向設(shè)置連續(xù)式剪刀撐。 eq oac(,13) 掃地桿，水平拉桿的接長(zhǎng)應(yīng)采用對(duì)接，剪刀撐應(yīng)采用搭接。 eq oac(,14) 大橫桿與立桿連接的直角扣件要開(kāi)口朝上，以防止在扣件螺紋滑絲時(shí)脫落；對(duì)接扣件的開(kāi)口應(yīng)朝下或朝內(nèi)，以防雨水進(jìn)入；各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣的長(zhǎng)度不小于10cm。 eq oac(,15) 嚴(yán)禁將上段鋼管立桿與下段鋼管立桿錯(cuò)開(kāi)固定在水平拉桿上。 eq oac(,16) 鋼管立柱支承在底座上。根據(jù)地基的容許承載力確定底座之下的墊板或墊木的尺寸，也可用枕木或型鋼代替墊板或墊木?；A(chǔ)四周要設(shè)置排水溝。 當(dāng)支架基礎(chǔ)位于邊

35、坡上時(shí)，應(yīng)采取措施，確保邊坡的穩(wěn)定，并注意設(shè)計(jì)支架的基礎(chǔ)。 eq oac(,17) 當(dāng)支架較高或規(guī)模較大時(shí)，為了提高其抗風(fēng)穩(wěn)定，應(yīng)在支架的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置纜風(fēng)索或架體外的剛性斜撐。尤其是沒(méi)有設(shè)置連墻桿或連墻桿較弱時(shí)，應(yīng)重視纜風(fēng)索的設(shè)置。6.2碗扣式鋼管支架 碗扣式腳手架是鐵道部專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院之專(zhuān)利制品。主要桿件仍然是48鋼管，但鋼管的連接點(diǎn)采用“碗扣”。碗扣由上下碗扣構(gòu)成，下碗扣焊接在立管上，上碗扣套在立管上，水平桿兩端焊有“插頭”，該“插頭”插入下碗扣，然后上碗扣利用立桿上焊的“鎖銷(xiāo)”，旋緊而扣住橫桿插頭。其優(yōu)點(diǎn)是桿件為中線連接，提高了承載力，承受橫桿垂直力的下碗扣與立桿采用焊接，改善了傳力性能，提

36、高了安全度。缺點(diǎn)是成本較高，并因橫桿與立桿的間距均為定值，使用不靈活。 碗扣式支架為定型結(jié)構(gòu)，其柱距，步距和排距都是固定的，不能任意改變。 立桿、橫桿、專(zhuān)用外斜桿、專(zhuān)用斜桿、底座和頂托等構(gòu)件均為定型產(chǎn)品，其規(guī)格詳見(jiàn)規(guī)范2。 立桿碗扣節(jié)點(diǎn)間距應(yīng)按0.6m模數(shù)設(shè)置，即橫桿的步距為0.6m的倍數(shù)。 橫桿的長(zhǎng)度（即立桿的縱、橫向中距）有0.3m、0.6m、0.9m、1.2m、1.5m和1.8m等六種，常用的有0.9m、1.2m、和1.5m三種。 立桿的長(zhǎng)度有1.2m、1.8m、2.4m、3.0m四種?？烧{(diào)底座底板的鋼板厚度不得小于6mm，可調(diào)托撐鋼板厚度不得小于5mm。 可調(diào)底座及可調(diào)托撐絲桿與調(diào)節(jié)螺

37、母嚙合長(zhǎng)度不得少于6齒，插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不得小于15cm。 主要構(gòu)配件的性能指標(biāo)要求如下表表6 主要構(gòu)配件性能指標(biāo)名稱(chēng)指標(biāo)(KN)上碗扣抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于30下碗扣組焊后抗剪強(qiáng)度不應(yīng)小于60橫桿接頭剪切強(qiáng)度不應(yīng)小于50橫桿接頭焊接剪切強(qiáng)度不應(yīng)小于25底座抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于100 支架的高度與寬度（橫橋向）之比2時(shí)，應(yīng)采取措施提高支架的抗風(fēng)穩(wěn)定。例如設(shè)置纜風(fēng)或擴(kuò)大支架下部的橫向尺寸。 碗扣式支架的構(gòu)造要求詳見(jiàn)規(guī)范2，并可參閱扣件式支架的有關(guān)資料內(nèi)容。7 鋼管支架檢查驗(yàn)收 扣件式鋼管支架和碗扣式鋼管支架的檢查驗(yàn)收，分別按規(guī)范1及規(guī)范 2執(zhí)行?，F(xiàn)將主要幾項(xiàng)簡(jiǎn)述如下：（1）檢查鋼管的壁厚與直徑，按抽檢并經(jīng)

38、過(guò)統(tǒng)計(jì)分析所得的數(shù)值進(jìn)行支架受力驗(yàn)算。（2）對(duì)于舊鋼管應(yīng)根據(jù)檢查結(jié)果，對(duì)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行折減。（3）舊扣件使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，并抽樣進(jìn)行受力試驗(yàn)。對(duì)不符合要求者，廢棄不用。（4）鋼管支架搭設(shè)完成后應(yīng)進(jìn)荷載預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓荷載應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定，預(yù)壓過(guò)程應(yīng)對(duì)支架的變形進(jìn)行觀測(cè)。（5）鋼管支架的卸架設(shè)備和卸架程序是否可靠安全?？蓞㈤喴?guī)范3第7章的有關(guān)內(nèi)容。（6）特別注意檢查保證架體幾何不變的斜桿、連墻桿的情況、立桿的基礎(chǔ)情況、立桿接長(zhǎng)的方式和高支架的橫向穩(wěn)定措施。（7）鋼管的初始彎曲率不得大于L/1000(L為鋼管長(zhǎng)度)。(8) 支架高度H30m時(shí)，垂直度偏差應(yīng)H/600；H30m時(shí)，垂直度偏差應(yīng)H/1

39、200。（9）主節(jié)點(diǎn)處各扣件中心點(diǎn)相互的距離150mm。（10）立桿上的對(duì)接扣件至主節(jié)點(diǎn)的距離h/3（h為步距）。（11）縱向水平桿上的對(duì)接扣件至主節(jié)點(diǎn)的距離/3（ 為立桿縱向間距）。（12）鋼管端部出現(xiàn)微小彎曲段的長(zhǎng)度1.5m，且端點(diǎn)偏心距5mm。（13）立桿單桿的垂直度，當(dāng)立桿的總高度在20m80m時(shí)，其上端的偏心距+100mm。8 鋼管支架結(jié)構(gòu)計(jì)算要點(diǎn)8.1常用數(shù)據(jù) 扣件式鋼管支架的扣件、底座承載力設(shè)計(jì)值表7 扣件、底座承載力設(shè)計(jì)值（摘自規(guī)范1）項(xiàng) 目承載力設(shè)計(jì)值(KN)對(duì)接扣件（抗滑）3.20直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件（抗滑）8.00底 座（抗壓）40.00注：扣件螺栓擰緊力矩應(yīng)在40Nm65

40、Nm之間。 鋼管構(gòu)件受彎時(shí)的允許撓度。表8 受彎鋼管的允許撓度（摘自規(guī)范1、2）構(gòu) 件 類(lèi) 別允 許 撓 度（mm）縱向、橫向水平桿/150，10mm懸挑受彎構(gòu)件/400注受彎構(gòu)件跨度；對(duì)懸挑件為其懸伸長(zhǎng)度的2倍。 支架的壓縮變形或彈性撓度，為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度的1/1000.（規(guī)范3）。 鋼管支架受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比：支架立桿及桁架，不應(yīng)大于150；拉桿、斜撐等連接構(gòu)件，不應(yīng)大于200； 鋼管或鋼支架受拉構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比：不應(yīng)大于350.（規(guī)范3）。 直角扣件和旋轉(zhuǎn)扣件安全承載力（文獻(xiàn)7）。表9 直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件抗滑強(qiáng)度種類(lèi)試驗(yàn)要求（KN）扣件安全承載力(KN)直角扣件連接12.726.25旋轉(zhuǎn)扣件連

41、接12.726.25注：扣件螺栓擰緊力矩在4065Nm之間。483.5mmQ235A鋼管中心受壓時(shí)極限荷載 表10 483.5mmQ235鋼管中心受壓極限荷載理論值計(jì)算長(zhǎng)度。（m）長(zhǎng)細(xì)比入。/i折減系數(shù)極限荷載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抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205Mpa, 483.5mm鋼管A=489mm2，回轉(zhuǎn)半徑i=15.

42、8mm，計(jì)算荷載應(yīng)取設(shè)計(jì)值。Q235鋼筋的容許應(yīng)力為f=135 Mpa，則中心受壓容許荷載為N=,表中括號(hào)內(nèi)為N，未考慮鋼管的初彎曲、鋼材缺陷、舊鋼材折減等因素，即使壁厚能確保3.5mm，采用N時(shí)，也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況折減。 單根鋼管軸向受壓容許荷載近似值表11 單根鋼管軸向受壓容許值步距（m）483.0mm鋼管483.5mm鋼管對(duì)接立桿（KN）搭接立桿（KN）對(duì)接立桿（KN）搭接立桿（KN）1.0031.712.235.713.91.2529.211.633.113.01.5026.811.030.312.41.8024.010.227.211.6注：本表摘自文獻(xiàn)20，作為粗略估計(jì)，單管承載力可

43、取20KN（立桿為對(duì)接時(shí)）。 幾種鋼管的截面特性表12 鋼管截面特性及自重種類(lèi)外徑(mm)壁厚(mm)截面積(mm2)慣性矩（mm4）抵抗矩(mm3)回轉(zhuǎn)半徑(mm)延米質(zhì)量（kg/m）普通鋼管483.5489.312190507815.783.84普通鋼管513.0452.413080512917.003.55普通鋼管483.0424.110780449215.943.33加厚鋼管484.25584.114110587915.544.59 Q235鋼的基本容許應(yīng)力表13 Q235鋼的基本容許應(yīng)力（Mpa）鋼管、鋼模板、鋼配件粗制螺栓軸向拉壓彎 曲剪 切受 拉剪 切承 /p>

44、80170注：表內(nèi)為新鋼材容許應(yīng)力，未考慮折舊，也未計(jì)入臨時(shí)結(jié)構(gòu)提高系數(shù)。 土質(zhì)地基承載力經(jīng)驗(yàn)值表14 土質(zhì)地基承載力容許值（Kpa）堅(jiān)硬的老土普通老土（含三年以上填土）壓實(shí)填土98117789849788.2 鋼管支架的機(jī)動(dòng)分析 鋼管支架節(jié)點(diǎn)的約束狀態(tài)從80年代后期至今，對(duì)于扣件式鋼管支架節(jié)點(diǎn)的約束狀態(tài)，在工程界有三種主張，即剛性節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)和鉸接節(jié)點(diǎn)。1987年建筑技術(shù)第8期（杜榮軍論文）“扣件式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)與計(jì)算“主張按無(wú)側(cè)移剛架計(jì)算。實(shí)踐說(shuō)明：鋼管支架曾發(fā)生多起因幾何可變出現(xiàn)的垮塌，支架的節(jié)點(diǎn)并非剛接，這一理論至今已被廢棄。1991年9月哈建工徐崇寶等論文“雙排扣件式鋼管腳手架整

45、體穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)與理論分桿”提出，鋼管支架節(jié)點(diǎn)應(yīng)為半剛性。建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）以該論文為依據(jù)，在第條立桿計(jì)算長(zhǎng)度的公式。=k.中引入計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)k.，系利用半剛性節(jié)點(diǎn)的概念修正立桿的計(jì)算長(zhǎng)度。給立桿的計(jì)算帶進(jìn)了不可靠、不安全的因素，是造成一些支架倒塌的“重大內(nèi)因”。2007年7月建工出版社出版的腳手架結(jié)構(gòu)計(jì)算及安全技術(shù)（余宗明編著），在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，并從理論上進(jìn)行分析，認(rèn)為鋼管支架（包括扣件式和碗扣式）的節(jié)點(diǎn)應(yīng)為鉸接，即鋼管支架應(yīng)是一個(gè)空間桁架結(jié)構(gòu)。規(guī)范2及規(guī)范3均按鋼管支架為鉸接節(jié)點(diǎn)提出相關(guān)的規(guī)定。我院在鋼管支架的設(shè)計(jì)或咨詢(xún)工作中，應(yīng)采用鉸接。 鋼

46、管支架幾何不變的基本條件設(shè)鋼管支架的立桿按行列布置，在平面上為#字布局，如圖5a所示為支架的平面 a) b) c)圖5 鋼管支架平面、立面、剖面圖5-b為支架的縱向（順橋向）立面；圖5-c)為支架的橫向剖面。鋼管支架結(jié)構(gòu)幾何不變的基本條件（即必要條件）為 eq oac(,a) 在縱向豎直立面上，在每一步距h的上下層都有縱向連桿與墩臺(tái)身連接，此連桿能承受拉力和壓力。即每層大橫桿都與墩臺(tái)身連接。 eq oac(,b) 在縱向豎直立面上，如果沒(méi)有上述的連桿與墩臺(tái)身連接，則每一步距h高度內(nèi)，至少有一根斜桿與立桿和大橫桿形成結(jié)構(gòu)三角形，如圖5-b）中的a1-b1-c1斜桿。 eq oac(,c) 在橫向

47、豎直立面上，由于沒(méi)有與墩臺(tái)身連接的水平連桿，則要求每一步h高度內(nèi)，至少有一根斜桿與立桿和小橫桿形成結(jié)構(gòu)三角形，如圖5-c）中的a-b-c斜桿。 eq oac(,d) 所有斜桿都必須與支架的主節(jié)點(diǎn)連接，并滿(mǎn)足上述第6章中規(guī)范的構(gòu)造要求。 eq oac(,e) 每根立桿必須與地基連接。 鋼管支架整體結(jié)構(gòu)幾何不變的基本要求 上述所提出的幾何不變條件，僅針對(duì)支架作為平面桁架（即豎直面單片桁架）的必要條件。鋼管支架整體結(jié)構(gòu)幾何不變的基本要求應(yīng)滿(mǎn)足：支架每行列豎直平面上的斜桿布置符合上述第項(xiàng)要求，或符合規(guī)范2第6.2條和規(guī)范3第的規(guī)定。8.3 支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度 根據(jù)規(guī)范2第條的規(guī)定，支架立桿計(jì)算長(zhǎng)度按下

48、述要求確定： 在每行每列均有斜桿的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，計(jì)算長(zhǎng)度。取步h，即。=h。 當(dāng)外側(cè)四周及中間設(shè)置了縱、橫向剪刀撐并滿(mǎn)足下述構(gòu)造要求時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度。=h+2a，式中a為立桿伸出頂層水平桿以上的長(zhǎng)度。 構(gòu)造要求：當(dāng)立桿間距1.5m時(shí)，支架四周從底到頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐；中間縱、橫向由底至頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐，其間距應(yīng)4.5m。 橋梁承重支架，步距不得大于1.5m。8.4 立桿承載力計(jì)算 單肢立桿承載力單肢立桿軸向受壓承載力應(yīng)滿(mǎn)足： NAf (6)式中： 軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)。根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比入，在規(guī)范2附錄E查得。=。/r 。為計(jì)算長(zhǎng)度，r為截面回轉(zhuǎn)半徑。A 立桿截面積；f 立桿鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Q2

49、35A鋼管，f=205Mpa。N 立桿軸向壓力設(shè)計(jì)值，當(dāng)不考慮風(fēng)荷載時(shí)； N=1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)LnLy (7)Q1 模板及支架自重標(biāo)準(zhǔn)值，分?jǐn)傆蓞g肢立桿承受的部分（KN）；Q2 澆筑砼及鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值，分?jǐn)傆蓞g肢立桿承受的部分（KN）；Q3 施工人員及施工機(jī)具荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）；Q4 澆筑和振搗砼時(shí)產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值KN/m2）；Ln.Ly 単肢立桿縱、橫向間距。當(dāng)考慮風(fēng)荷載時(shí)：N=1.2（Q1+Q2）+0.91.4(Q3+Q4) LnLy+Q5 (8)Q5 風(fēng)荷載產(chǎn)生的軸向力（KN）,計(jì)算方法見(jiàn)，式（9）計(jì)算的Wv即Q5。 風(fēng)荷載作用時(shí)，支架桿件內(nèi)力計(jì)算 按式（

50、2）可算出基本風(fēng)壓Wk(KN/m2).根據(jù)Wk可以算出每一節(jié)點(diǎn)的集中荷載W，如圖6所示。W在立桿及斜桿中產(chǎn)生的內(nèi)力為：立桿內(nèi)力 （9）斜桿內(nèi)力 (10) 圖6 風(fēng)荷載W（橫橋向）注意到頂端風(fēng)荷載W1，計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入側(cè)模板等實(shí)際已有的擋風(fēng)面積。 規(guī)范3規(guī)定的“扣件式鋼管立桿“的計(jì)算公式應(yīng)滿(mǎn)足 f (11)式中A、f 意義同前。W 鋼管截面抵抗矩。Nw = 0.9（1.2+0.91.4） （12）Mw = =0.1134Wk。h2 (13) 各恒載標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力之和； 各恒活荷載標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力之和，另加的值。Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算方法見(jiàn)式（2）。h 步距； 立桿迎風(fēng)面上的間距

51、與迎風(fēng)面垂直方向的立柱間距。8.5 斜桿扣件抗滑驗(yàn)算斜桿采用扣件與主節(jié)點(diǎn)連接時(shí)，扣件抗滑承載力應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：= （14）式中： 自上而下疊加在斜桿最下端處最大內(nèi)力（KN）,Ws按式（10）計(jì)算Ws1 頂端風(fēng)荷載W1產(chǎn)生的斜桿內(nèi)力（KN），W1應(yīng)計(jì)入側(cè)模板等迎風(fēng)面積影響。n 從上至下，支架總步數(shù)；Qc 扣件抗滑承載力，正常情況下，Qc=8KN.8.6 支架傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算 在風(fēng)荷載作用下，應(yīng)驗(yàn)算支架傾覆穩(wěn)定性。當(dāng)立桿出現(xiàn)拉力時(shí)，支架可能發(fā)生傾覆。為保證立桿不出現(xiàn)拉力，應(yīng)滿(mǎn)足P （15）式中;P立桿頂端軸向荷載（KN），應(yīng)取發(fā)生計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)的最小P值； 按式（9）計(jì)算，并從上至下累加。規(guī)范2規(guī)定：當(dāng)

52、不滿(mǎn)足P時(shí)，應(yīng)采取以下措施保證支架的穩(wěn)定； 當(dāng)支架高度7m時(shí)，應(yīng)加設(shè)斜撐 (指對(duì)于每排立桿設(shè)置橫橋向剛性斜撐)； 當(dāng)支架高度7m時(shí)，應(yīng)設(shè)置帶有地錨和花籃螺栓的纜風(fēng)繩。支架抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算較詳細(xì)的介紹，可參閱文獻(xiàn)8P116。8.7 支架頂層水平桿計(jì)算支架頂層水平桿（縱向或橫向），直接承受模板荷載，一般按三跨連續(xù)梁算計(jì)算，其荷載可以簡(jiǎn)化均布荷載q和作用于每跨中點(diǎn)的集中荷載P。計(jì)算圖如7圖7 水平桿計(jì)算圖式頂層水平桿（大橫桿或小橫桿）的抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算： = （16）式中：W 鋼管截面抵抗矩 f 鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Q235A鋼，f=205Mpa. M 彎矩設(shè)計(jì)值 M=1.2MGK+1.4MQK

53、(17)MGK 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，見(jiàn)第4.1節(jié)MQK 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，見(jiàn)第4.2節(jié)MGK 、MQK可按圖7的圖式進(jìn)行計(jì)算。中間支承處的最大負(fù)彎矩為： （18）邊跨中部最大正彎矩為： 頂層水平桿的跨徑。邊跨中部最大撓度為 (20)EI 鋼管抗彎剛度。應(yīng)滿(mǎn)足 V, V見(jiàn)表8 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算： 僅有滿(mǎn)布均布荷載作用時(shí)（圖7中僅q作用）：QA=QD=0.40qQB左=QC右=0.60q （21）QB右=QC左=0.50q僅有每跨跨中集中荷載作用時(shí)（圖7中僅P作用）QA=QD=0.35PQB左=QC右=0.65P （22）QB右=QC左=0.50P8.8 立桿地基承載力驗(yàn)算 立桿地基承載力應(yīng)滿(mǎn)足下式要求

54、：P=fao (23)式中：P 立桿下端支承墊塊底面的平均壓應(yīng)力； N 立桿下端的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值； A 支承墊塊的底面積；fa 地基土承載力基本容許值。按規(guī)范21采用。8.9 扣件抗滑承載力驗(yàn)算應(yīng)滿(mǎn)足 RRc （24）式中：R 由大、小橫桿傳給扣件的最大豎向力設(shè)計(jì)值；Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值，按表7采用。對(duì)于對(duì)接扣件，應(yīng)按可能滑移方向計(jì)算R。8.10 纜風(fēng)繩計(jì)算 當(dāng)支架的傾覆力矩M0W(由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生)抗傾覆力矩M0N（由支架自重標(biāo)準(zhǔn)值及模板自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生），應(yīng)布置纜風(fēng)索。此處M0W取設(shè)計(jì)值，MON取標(biāo)準(zhǔn)值，居于安全考慮。 設(shè)于支架一側(cè)的纜風(fēng)索共計(jì)n根，則每根索的計(jì)算拉力為 F= (25)

55、式中： 纜風(fēng)索與水平面的夾角； 纜風(fēng)索下端與支架最外側(cè)立桿中線的水平距離；H 支架的高度。M。=M0WM0N按FF選用鋼絲繩。F= ，式中Fg為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，按文獻(xiàn)8表3.2-2選用；為換算系數(shù)，見(jiàn)文獻(xiàn)8表3.2-2。K為安全系數(shù)，取K=6。 纜風(fēng)索上端應(yīng)連接在與橫向剪刀撐相連的立桿最上端主節(jié)點(diǎn)上；下端應(yīng)連接在地錨上，一般采用帶螺栓的鋼絲繩。其上端宜設(shè)置在橋跨的3/8和1/4處，左右兩側(cè)交叉對(duì)稱(chēng)布置，收緊力相等。 地錨壓重G應(yīng)滿(mǎn)足G2（G1+G2） （26）式中：G1 抵抗鋼絲繩垂直分力所需的最小壓重，G1=FG2 抵抗鋼絲繩水平分力所需的最小壓重，G2=。fm為地錨之上壓板與土之

56、間的摩擦系數(shù)。9 其他方面9.1 鋼管支架的拆除 應(yīng)有卸架設(shè)施及相應(yīng)的卸除程序，并納入施工組織設(shè)計(jì)。 卸架的基本原則：“先支的后拆，后支的先拆，先拆非承重模板，后拆承重模板，拆除應(yīng)從上至下逐層進(jìn)行。 應(yīng)先從跨中開(kāi)始，對(duì)稱(chēng)地同步向兩端拆除?？v、橫向基本對(duì)稱(chēng)。 模板支架拆除的詳細(xì)要求可參閱規(guī)范3第7章。9.2 平面桿系結(jié)構(gòu)的自由度一般平面桿系結(jié)構(gòu)的自由度為F=3B-2J-R （27）式中：B 組成平面結(jié)構(gòu)的桿件數(shù)（不含支承桿件）； J 平面結(jié)構(gòu)中的單鉸數(shù)。由多根桿件組成的復(fù)鉸應(yīng)折算成單鉸數(shù)，即一個(gè)復(fù)鉸=（n-1）個(gè)單鉸，式中n為交于復(fù)鉸的桿件數(shù)。R 支承連桿數(shù)。 如果不考慮支承連桿的作用，只檢查結(jié)

57、構(gòu)內(nèi)部的幾何不變性，則結(jié)構(gòu)內(nèi)部自由度數(shù)為F。=3B-2J，幾何不變性判定準(zhǔn)則：FO （或F。3）時(shí)，平面桿系結(jié)構(gòu)為幾何可變；F=0 （或F。=3）時(shí)，滿(mǎn)足幾何不變的必要條件（起碼條件）；F0（或F。3）時(shí)，幾何不變，且有多余約束。一根支承連桿可以使平面桿系結(jié)構(gòu)減少一個(gè)自由度，一個(gè)單鉸可以使結(jié)構(gòu)減少2個(gè)自由度。由若干“構(gòu)件”組成的結(jié)構(gòu)，如果是幾何不變的，可視為一根桿件參與更多構(gòu)件的組合。即“構(gòu)件”可以是一根桿，也可以是由幾根桿件組成的本身幾何不變的體系。特殊情況，對(duì)于平面桁架（各節(jié)點(diǎn)均為鉸接），其自由度為 （28）式中：j 平面桁架的結(jié)點(diǎn)數(shù)（不含與地基連接處的節(jié)點(diǎn)），即鉸接點(diǎn)總數(shù)； b 平面桁架

58、的桿件數(shù)（不含支承連桿），桿件兩端均為鉸接；r 平面桁架的支承連桿數(shù)。m0為幾何可變，m=0滿(mǎn)足幾何不變的必要條件；m0幾何不變，且有多余約束9.3 立桿頂節(jié)段的計(jì)算長(zhǎng)度 立桿頂端超過(guò)頂層橫桿的豎向高度，設(shè)為hc，則其計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取2hc。所以在滿(mǎn)足構(gòu)造要求的情況下，hc應(yīng)盡量減小，一般應(yīng)取hch（h為步距）。9.4 鋼管壁厚標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算 文獻(xiàn)8指出：目前，不少施工現(xiàn)場(chǎng)48鋼管的壁厚僅有33.2mm,貴陽(yáng)市花溪二道鐵路跨線施工中采用的鋼管，經(jīng)抽查，壁厚平均值僅2.68mm。 鋼管支架結(jié)構(gòu)計(jì)算采用壁厚應(yīng)采用實(shí)際進(jìn)場(chǎng)鋼管經(jīng)抽樣檢測(cè)，并經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析后所求得的標(biāo)準(zhǔn)值。在進(jìn)場(chǎng)鋼管中隨機(jī)抽取n根（n應(yīng)視支架

59、規(guī)模大小，取n=1050），用可讀至0.01mm的卡尺，測(cè)量出各根鋼管的壁厚(i=1n） 按下式計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)值: = （29）式中：的平均值，即= （30） 統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)，即=1-Cv （31）Cv 變異系數(shù)，即Cv=（32）算例，花溪二道跨線橋現(xiàn)澆砼框架梁，采用滿(mǎn)布式鋼管支架?，F(xiàn)場(chǎng)抽檢10根鋼管，其壁厚為（單位:mm）：2.50、2.76、2.56、2.66、3.14、2.50、3.34、1.88、2.36、3.14。計(jì)算如下：Cv=0.1613=1-Cv=0.9055可得鋼管壁標(biāo)準(zhǔn)值為:。另外，經(jīng)計(jì)算，483.5mm鋼管，管壁如減為3mm，其承載力降低約12%。9.5 扣件式鋼管拱架采用扣件

60、式鋼管做拱架，國(guó)內(nèi)已修建的最大跨徑為110m，拱架高度約30m。最大水深達(dá)7m。水下如為土層或砂石層，可用人工錘擊將鋼管打入土中（其端部應(yīng)進(jìn)行加工，以增大入土深度），要求錘擊多次直至出現(xiàn)多次反彈為止。參閱文獻(xiàn)22。立桿進(jìn)入水中段的長(zhǎng)度，如超過(guò)水面以上的步距，立桿的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)由水中段控制。9.6 立桿頂端支承方式對(duì)其承載力的影響立桿頂端設(shè)置可調(diào)托座，且鋼管頂插入托座內(nèi)，由托座支承橫桿傳力，這種傳力方式可按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算立桿承載力；如立桿頂端采用扣件連接，而模板的荷載作用在橫桿上，由于通過(guò)直角扣件傳力給立桿，故對(duì)于立桿存在53mm偏心距，而且承載力由扣件的抗滑控制。經(jīng)試驗(yàn)，單個(gè)扣件在12KN豎向