1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。h橋梁施工滿布式鋼管支架設計要點(參考資料之二十一)h橋梁施工滿布式鋼管支架設計要點(參考資料之二十一)橋梁施工滿布式鋼管支架設計要點1 前言中小跨徑梁板橋、RC拱橋和石拱橋，當采用就地現澆或砌筑的方法施工時，多采用滿布式鋼管支架。由于支架在設計和架設過程中在某些方面存在違反規范的情況，支架垮塌的事故時有發生，造成人員傷亡和經濟損失。根據對國內外100多座橋梁事故的初步統計分析，因支架失穩或破壞所引起的橋梁垮塌事故占了很大的比例。可以認為，在各種橋梁施工方法中，就地搭設支架的方案，發生安全事故的風險最大

2、。所以，對于鋼管支架的設計和架設，應該引起橋梁工程界的高度重視。設計單位有時會承擔或涉及支架的結構設計、結構計算和相關的咨詢工作。實際上，我院近年已完成了這方面幾項任務。為了更好的推進支架設計與咨詢的工作，進一步提高技術業務水平，以有關的最新規范的依據，參考一些具有較高理論水平和實踐經驗的專著，編寫這份資料，使我們在承擔這方面的工作時，能有重點地獲得有關規范和專著的指導，并使手邊有一份實用的、簡明的參考資料。專門針對鋼管支架的技術規范，目前僅有1、2、3、5等4種，且均按建筑工程行業特點編制。公路行業的施工規范4，對鋼管支架僅列有原則性的較零散的條文，不能完全滿足支架設計和施工的需要。另外，規

3、范1在個別重要規定方面存在較嚴重的缺陷；4本建工行業的腳手架及模板規范也不完全適用于橋梁支架。在編寫這份資料時，充分考慮了橋梁支架特點。國內常用的鋼管支架有扣件式、碗扣式和門式三種，實際工程中大量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，同時也納入碗扣式鋼管支架的一些重要內容。規范1、2、5主要是針對建筑施工中的腳手架編制的，僅有少量模板支架的內容。對于橋梁施工，不宜采用腳手架的名稱，應改用“模板支架”。規范3專門針對模板支架，但仍以建筑工程為依據。在本資料中一律簡稱為“支架”，使與腳手架相區別。2 主要術語立桿 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

4、距，用符號a表。立桿橫向間距 立桿沿橋梁橫向的間距，用符號b表。縱向水平桿 桿軸方向沿橋梁縱軸線方向并垂直于立桿的水平桿件，簡稱“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，簡稱“小橫桿”。縱向掃地桿 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。縱向剪刀撐 在橋梁縱向豎平面內布置的、水平傾角為45°60°的斜向桿件。橫向剪刀撐 在橋梁橫向豎平面內布置的、水平傾角為45°60°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h表示，簡稱“步距”。主節點 立桿、縱向水平桿、橫向水平桿三桿緊靠的扣件連接或碗扣

5、連接的節點，三向桿件在主節點處可以相互傳力。扣件 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。旋轉扣件 用于平行或斜交桿件間連接的扣件。對接扣件 用于桿件對接連接的扣件。對接時相互對接桿件的軸線為同一軸線。防滑扣件 根據抗滑要求增設的非連接用途扣件。連墻桿 水平桿件與橋梁墩臺直接連接時，稱為連墻桿。底座 設于立桿底部的墊座。固定底座 不能調節支墊高度的底座可調底座 能夠調節支墊高度的底座。墊板 設于底座下的支承板。頂托 立桿頂部用以支承水平桿的墊座。可調頂托 可以調整高度的頂托。上碗扣 沿立桿滑動起鎖緊作用的碗扣節點零件。下碗口 焊接于立桿上的碗形節點零件。限位銷 碗扣式

6、支架中，焊接在立桿上能鎖緊上碗扣的用作定位的銷子。立桿連接銷 碗扣式支架中，立桿豎向接長連接的專用銷子。碗扣節點 由上碗扣、下碗扣、限位銷和橫桿接頭等形成的蓋固式承插節點。橫桿 碗扣式支架中，水平桿件統稱橫桿。橫桿接頭 碗扣式支架中，焊接于橫桿兩端的連接件。專用外斜桿 碗扣式支架中，兩端帶有旋轉式接頭的斜向桿件。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布置的剪刀撐。3 鋼管及配件3.1 扣件式鋼管支架 鋼管 規范1規定采用Q235A級鋼制作，其質量應符合碳素結構鋼（GB/T700）

7、規定。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。應使用下表所列型號的鋼管。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)每米長質量 (kg/m)483.54.8912.195.080.583.84513.04.5213.085.131.703.55Q235A鋼的主要力學性能如下：1. 抗拉、抗壓和抗彎強度設計值f=205Mpa；抗剪強度設計值fv=120Mpa；彈性模量E=2.06×105Mpa；軸向拉、壓容許應力 =140 Mpa； 抗彎容許應力 =145 Mp

8、a； 抗剪容許應力 =85 Mpa；剪切模量 =0.79×105 Mpa；線脹系數 =12×10-6；質量密度 =7850kg/m3；近年國內一些建筑工程，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，具有以下優點：強度高、耐腐蝕、重量輕、搭設方便、總體成本較低。低合金鋼鋼管采用Q345A級鋼，根據規范11，其抗拉、壓及抗彎強度設計值為f=295Mpa;抗剪強度設計值fv=170Mpa. 根據規范10，按16Mn鋼取值，軸向拉、壓容許應力=200Mpa;抗彎容許應力w=210Mpa；抗剪容許應力=120 Mpa。 Q345A鋼管的常用規格為48

9、5;2.5mm。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)每米長質 (kg/m)482.53.5749.2763.8651.6112.805 在相同條件下，48×2.5Q345鋼管與48×3.5 Q235鋼管軸心抗壓承載力設計值之比為。質量之比為，故采用Q34548×2.5鋼管與Q23548×3.5鋼管比較，承載力可以提高5.18%，而材料可節省37%。文獻8介紹，不少施工現場48鋼管壁厚僅有33.2mm。2009年8月31日貴陽市花溪二道上的鐵路跨線橋（上跨）在

10、澆筑框架結構頂板砼時發生鋼管支架垮塌。在垮塌的鋼管中隨機抽樣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。遠小于規范要求的3.5mm。 在鋼管支架的設計、計算、咨詢工作中要特別注意鋼管實有的壁厚。并按第9.4節介紹的公式計算采用的壁厚標準值。扣件 扣件采用可鍛鑄鐵制作，其材質應符合鋼管腳手架扣件（GB15831）的規定。扣件有三種：直角扣件、旋轉扣件和對接扣件。橫桿與立桿連接用直角扣件；斜桿或平行桿連接用旋轉扣件；立桿或其他桿件接長用對接扣件。 扣件螺栓擰緊扭力矩應在40N·m65N·m之間。即小于40N·m的扣件應廢棄不用，大于

11、65N·m時扣件可能發生破壞。 扣件螺栓用Q235鋼制作，并作鍍鋅處理。a） 直角扣件高度100mm，長度154mm。其抗滑移承載力設計值為8.5kN，抗滑移承載力容許值為6KN（均指新扣件擰緊力矩達到60N· m時下同）。一個直角扣件質量為1.35kg。b）旋轉扣件高度100mm，長度170mm。其抗滑移承載力設計值為7.0kN，抗滑移承載力容許值為5KN。一個旋轉扣件質量為1.45kg，兩旋轉面間隙應小于1mm。c)對接扣件高度90mm，長度170mm，寬81mm。其抗滑移承載力設計值為3.5kN，抗滑移承載力容許值為2.5KN，一個對接扣件質量為1.85kg。扣件夾緊

12、鋼管時，開口處的最小距離應不小于5mm；扣件抗拉極限強度應不小于330Mpa,延伸率應不小于8%；扣件也可用鋼板壓制，但應符合GB15831的規定。 當扣件螺栓擰緊力矩MF不滿足40N·m65N·m時，應作如下處理8：MF30N·m時，應堅決報廢，不得使用。對于MF30N·m者，應按下式計算扣件允許采用的抗滑承載力RC：Rc=/1.4（1）式中：n 實測擰緊力矩的扣件個數； 第i個實測扣件的擰緊力矩； n個Rcxi的平均值。由于使用的扣件MF的下限降至30N·m，在立桿穩定驗算中，應以f代替f，取 f=（0.60.7）f式中：0.60.7稱為調

13、整系數。 f 鋼管材料的抗壓強度設計值。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，長度150mm，焊接鋼墊板上。鋼墊板尺寸為150×150×（68）mm。使用時，將立桿48鋼管插入60的套筒鋼管內。圖1 固定式底座（單位：mm）b）可調式底座：用鋼管、螺栓及鋼板制作，如圖2所示。鋼板尺寸為150×150×（68）mm。使用時用螺栓調整桿調整底座處立桿鋼管的高度。參閱2第3.3.8及3.39

14、條（強制性條文）最大可調范圍： 300mm（KTZ.50型）、500mm（KTZ.50型）、600mm（KTZ.60型），參閱12，單件質量分別為5.24kg、6.75kg和7.50kg。 圖2 可調式底座（單位：mm） 圖3 可調式U形頂托c)標準底座：用可鍛鑄鐵制作。其底盤為圓形，直徑150mm，四周有地腳螺栓可與地基連接，底盤上為直徑52mm的套簡。 立桿頂托 可調式U形頂托，如圖3所示。最大可調范圍：300mm（KTC.30型），500mm(KTC.50型)和600mm(KTC.60型)。質量分別為4.95kg、6.45kg和7.20kg，參閱12，U托的最大旋出長度為150mm。U托

15、的上端為鋼板焊接的凹槽，可以安置雙鋼管或枋木，一般設置橫向鋼管或橫向枋木。可調節螺栓下段插入立桿鋼管內。U托與其下方最近一層橫桿的豎向距離不應過大，一般應控制在20cm以內，否則應在U托下方再增設一排橫桿，以控制U托的變位。 利用U托可調長度進行鋼管支架的卸落。 如主桿頂托為固定式，無調整功能，一般在鋼管立桿頂端先安裝橫向木枋（15×15cm）,或安裝槽鋼、工字鋼，在其上安放對口楔，對口楔上安裝縱向枋木，枋木上為底模板。可參閱13.當荷載較大時，對口楔應改為組合木楔。 連墻桿 連墻桿系建筑工程鋼管支架中的術語。對于橋梁工程，連墻桿應為鋼管支架與墩臺身的連接桿件。建筑施工腳手架的連墻桿

16、是一種很重要的構件，對確保支架的穩定具有重要作用。橋梁支架也應設置連墻桿，尤其是較高的支架。 橋梁墩臺身可以預埋48×3.5mm鋼管作為連墻桿，連墻桿與支架的橫向水平桿用扣件連接。對于雙柱式和三柱式橋墩（圓形或矩形），也可以針對每個墩柱用鋼管圍成井字架代替連墻桿。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，規范2規定用Q235A級鋼制作的鋼管，規格為48×3.5mm。也可以采用Q345A級鋼制作的鋼管，規格為48×2.5mm。規范2要求，48×3.5mm鋼管壁厚不允許負誤差，正誤差應為0.25mm，即其壁厚應為3.50.25mm。 鋼管

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

18、不應小于100KN。 立桿的上碗扣應能上下串動、轉動靈活，不得有卡滯現象。 可調底座底板的鋼板厚度不得小于6mm，可調托撐鋼板厚度不得小于5mm。可調底座及可調托撐絲桿與調節螺母嚙合長度不得少于6扣，插入立桿內的長度不得小于150mm。 下碗扣、橫桿接頭、斜桿接頭 應采用碳素鑄鋼制造，其材料機械性能應符合GB11352中ZG230-450的規定。下碗扣采用鋼板熱沖壓整體成型。鋼板應符合GB/T700中Q235A級鋼的要求。下碗扣組焊后抗剪強度不應小于60KN；橫桿接頭抗剪強度不應小于50KN，橫桿接頭焊接抗剪強度不小于25KN。4 荷載 常用橋型結構施工中的荷載標準值主要有以下幾項。4.1 永

19、久荷載標準值 橋梁施工中作用于支架上的結構重力密度，應接公路橋涵設計通用規范（JTGD60-2004）表4.2.1的規范采用。并根據實際可能發生的施工誤差，計入適當的增大系數。 鋼管支架的自重，按支架設計圖計算。 模板自重，按模板設計圖計算。4.2 可變荷載標準值 施工人員及設備等荷載標準值 當計算支架立柱及其他支承結構時，均布活荷載標準值可取1KN/m2；當計算模板和直接支承模板的構件時，取2.5 KN/m2,并再用集中荷載2.5 KN驗算，比較兩者所得彎矩取大值； 當計算直接支承小梁的主梁時，取1.5 KN/m2。對于支架上的大型施工設備，如上料平臺、砼輸送泵等，應按實際情況確定其荷載大小

20、及作用位置。 振搗與傾倒砼時產生的荷載標準值 規范3規定：振搗砼對水平面模板取2KN/m2,對垂直面橫板取4KN/m2，且作用范圍在新澆筑砼側壓力的有效壓頭高度之內。上述荷載已包括傾倒砼時對水平面橫板的豎向壓力。 規范2規定：澆筑和振搗砼時產生的水平荷載標準值，與傾倒方式有關，在26KN/m2,詳見該規范表4.1.2。 風荷載標準值 橋梁支架為承重結構，按規范6，風荷載標準值應為 （2）式中：W。 基本風壓（KN/m2），可按重現期為n=50年，在規范6附表D.4中查到。貴州省除威寧、盤縣一帶W。=0.35 KN/m2。其余地區W。=0.30 KN/m2。規范2指出，考慮到支架為臨時結構，使用

21、期較短，上述W。可乘以0.7的折減系數。而規范3則規定，直接采用重現期為n=10年的基本風壓，亦可在規范6附表D.4中查到，但不再折減。n=10年時，貴州省除威寧、盤縣一帶W。=0.25KN/m2外，其余地區W。=0.20KN/m2。上述兩規范的W。取值基本接近。 風壓高度變化系數，按規范6第7.2條規定取值。 風荷載體形系數。按規范2第4.3.2條規定計算，要點如下：a）鋼管支架懸掛有密目式安全立網時 =1.3。 。為密目式安全的擋風系數，可取0.8.b）鋼管支架無遮欄網時= = （3）式中： 單排架的體型系數（沿橋梁縱向一個豎直立面內布置的若干根立桿形成單排架）=1.2。 （4）。=A1/

22、A。 （5）A1支架桿件的擋風面積（即支架桿件和節點擋風部位的凈投影面積）；A。 迎風面的全面積（即支架的外輪廓面積）；n 支架在橫橋向的總排數； 透風系數。按規范6表7.3.1中第32項（桁架）的規定取值。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處的風振系數。規范2、3規定 =1.如需準確計算，見

23、規范6第7.4條規定。5 荷載設計值與荷載組合 計算支架結構、構件、模板的強度（承載力）、穩定性和連接強度時，應采用荷載設計值，即荷載設計值=荷載標準值×分項系數。 計算正常使用極限狀態的變形時，應采用荷載標準值。 規范3規定，荷載分項系數規定如下表。表4 荷載分項系數荷 載 類 別分 項 系 數模板支架自重標準值（G1K）永久荷載分項系數：（1）當其效應對結構不利時：對由可變荷載效應控制組合時： =1.2；對由永久荷載效應控制組合時： =1.35；（2） 當其效應對結構有利時：一般情況=1 ，對傾覆、滑移驗算， =0.9。新澆硂向自重標準值(G2K)鋼筋硂自重標準值(G3K)新澆硂

24、對模板側壓力標準值(G4K)施工人員及設備荷載標準值(Q1K)可變荷載分項系數一般情況下=1.4；對標準值4KN/m2的活荷載=1.3振搗硂產生荷載標準值(Q2K)傾倒硂產生荷載標準值(Q3K)風荷載（Wk）1.4荷載組合可根據橋梁支架的特點，參考規范3分別進行承載力驗算和撓度驗算的荷載組合。可參閱3第4.3條規定。規范2規定，荷載效應組合的規定為:（1）立桿承載力計算 永久荷載+可變荷載（不含風荷載）； 永久荷載+0.9×（可變荷載+風荷載）。（2）連墻桿承載力計算風荷載+3KN。 （注：規范1要求取風荷載+5.0KN）（3） 斜桿承載力和連接扣件（抗滑）承載力計算 風荷載6 構造

25、設計要點6.1 扣件式鋼管支架 立桿的縱、橫向間距 根據橋梁支架施工的經驗，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。設計時可以根據立桿承載力計算確定立桿間距。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。因為步距直接影響立桿的計算長度。規范3規定，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。橫向掃地桿亦應采用直角扣件固定在緊靠縱向

26、掃地桿下方的立桿上。縱、橫向掃地桿距地面的高度應30cm。當立桿基礎不在同一高度上時，必須將高處的掃地桿向低處延伸至少兩跨與立桿固定，高差不應大于1m。靠邊坡上方的最外立桿到邊坡邊緣的距離不應小于50cm。當邊坡高差大于1m時，應做成1m的圬工臺階，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、橫水平桿至立桿頂的豎向距離（包括頂托可調螺桿的伸出長度）不得大于50cm。 連墻桿 在橋梁的鋼管支架中，如將大橫桿與墩臺身連接，連接段的桿件稱為連墻桿。連墻桿能提高支架的整體穩定性。尤其是當支架較高或支架剪刀撐和斜撐設置不足或布置不當

27、時，連墻桿對穩定具有重要作用。 連墻桿可用鋼管預埋在墩臺身內，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連接在主節點上。連墻桿應為能承受拉、壓荷載的剛性結構。連墻桿的水平間距不應大于4.5m。 當設置的剪刀撐和斜撐能確保支架的每個部位不會產生幾何可變時，連墻桿的豎向間距可取2個步距，否則應通過計算確定連墻桿的豎向和水平間距。對于雙柱或多柱式（圓形或矩形）橋墩，可圍繞柱身用鋼管圍成的井字架代替連墻桿。 剪刀撐和斜撐 有關規范及專著中，剪刀撐與斜撐沒有嚴格區分，本資料在論述中也是兩個術語均使用。a）鋼管支架構成的基本概念 根據大量的實測資料和理論研究，滿布式鋼管支架（包括扣件式和

28、碗扣式）其結構體系應為空間桁架，即支架中的所有主節點均應視為鉸接。由這些主節點的鉸構成空間鋼管支架。這是支架設計計算最重要的基本概念。 由鋼管支架組成的空間桁架，要保持其在使用過程中的穩定，首要條件是，這個結構體系的總體和局部必須是幾何不變的。換言之，由結構中所有桿件應該構成幾何不變體系，才能保證支架的穩定。 僅由立桿和縱、橫水平桿組成的空間支架，由于每個步距內的主桿與水平桿均組成矩形，理論上（即不考慮節點的摩阻力時），支架的整體和局部都是幾何可變的，因而是不穩定的。 只有設置了一定數量的剪刀撐之后，才能使空間支架成為幾何不變體系。所以，剪刀撐的設置，對于支架的安全使用極為重要。 2009.8

29、.31貴陽市花二道鐵路立交橋砼施工中，發生鋼管支架垮塌，2人死亡，5人受傷，事故的主要原因就是支架沒有設置剪刀撐，導致失穩倒塌。這是一個未設剪刀撐發生重大傷亡的典型案例。b） 剪刀撐設置的基本要求 根據規范2、1及文獻7，并結合橋梁支架的特點，基本要求如下： 當立桿間距大于1.5m,或雖小于1.5m，但支架較高、荷載較大，可能發生較大風荷載時，立桿每排（縱向）、每列（橫向）都應設置從底至頂連續布置的八字形剪刀撐或斜撐，即縱、橫向由立桿構成的每一豎直面內的每個步距都有八字形剪刀撐或斜撐。在同一個豎直面內，剪刀撐或斜撐的間距不大于2跨（指立桿間距），并盡可能形成對稱布置。 當立桿間距小于等于1.5

30、m，且支架不高，荷載不大，風荷載較小時，應在支架四周（縱、橫向共4個立面）從底至頂連續布置八字形剪刀撐，同時在縱、橫向的中間區段，由底至頂連續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。在同一個豎直面內，剪刀撐或斜撐的間距不大于2跨（指立桿間距），并盡可能形成對稱布置。 當支架規模較大時，剪刀撐的設置除上述要求外，還應結合規范3第6.2.4條的規定進行設計。 另外，靠墩臺的一列立桿，如有能承受拉力的剛性水平桿（連墻桿）與墩臺身連接，在連墻桿所控制的步距內，連墻桿起剪刀撐的作用，支架設計時可以考慮這一有利因素。c）當支架高度大于4.8m時，頂端和底部必須設置水

31、平剪刀撐。即在由縱、橫水平桿形成的平面內設置貫通縱、橫方向全寬的水平剪刀撐。中間區段沿豎向水平剪刀撐的間距不大于2個步距。當縱、橫向立柱行、列較多時，水平剪刀撐的水平間距不應大于4排立柱。d）豎直面上設置的剪刀撐或斜撐與水平面的夾角應在45°60°之間。e) 剪刀撐應每步均與立桿扣接，扣接點應為主節點，扣點距節點中心不大于15cm。f) 剪刀撐接長宜采用搭接，搭接長度應不小于1m，應等間距設置3個旋轉扣件固定，端部扣件邊緣至鋼管端的距離不應小于10cm。g）當支架較高時，應對下半部（約為支架總高度的一半）的連墻桿設置水平斜撐，水平斜撐應設置在縱向橫桿之下。h) 剪刀撐最下面

32、一個與立桿的連接點距地面不宜大于50cm，剪刀撐下端應頂緊地面。i) 每道剪刀撐跨越立桿的根數應符合下表要求 表5 剪刀撐跨越立桿的最多根數剪刀撐水平傾角45°50°60°剪刀撐跨越立桿的最多根數765在每一個豎直面內，每道剪刀撐寬度不應小于4跨，且不應小于6m（指立桿間距）。在支架的個別位置，為了滿足每一步距內均有斜桿的要求，可以在12個步距內布置斜桿，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。 所有立桿的接長必須采用對接扣件進行連接。規范3規定：立桿接長嚴禁搭接，由底模板傳遞給立桿的荷載，應通過頂托（含U托）直接作用于立桿頂

33、部，并避免對立桿形成偏心，底模板不應通過扣件（直角扣件或旋轉扣件）將荷載間接傳給立桿（立桿對接承載力比搭接承載力大2.14倍3）。如出現這種情況，應按扣件抗滑計算支架的立桿承載力。相鄰立桿對接接頭不得設在同步內，錯開距離不小于50cm，立桿接頭與主節點中心相距不大于h/3（h為步距）。 縱向水平桿（大橫桿）構造要求a) 大橫桿接長長度不宜小于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) 大橫桿接長宜用對接扣件連接，也可以采用搭接。搭接要求見-f）。c)大橫桿對接扣件應交錯布置：兩根相鄰大橫桿的接頭不宜設置在同步或同跨內；不同步或不同跨兩個相鄰接頭，在水平方向錯開的距離不

34、應小于50cm，接頭中心至最近主節點的距離不宜大于一跨（縱向）的1/3，避免在跨中出現接頭。 橫向水平桿（小橫桿）的構造要求，對于橋梁支架，與大橫桿基本相同。小橫桿應搭于大橫桿之上，用直角扣件與大橫桿和立桿扣緊。 鋼管立柱底部應設墊木和底座，頂部應設可調支托（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徑的間隙不得大于3mm。 可調支托底部的立柱頂端應沿縱、橫向各設置一道水平拉桿。 支架高度820m時，在最頂步距兩水平拉桿中間應加設一道水平拉桿；支架高度大于20m時，在最頂兩步距水平拉桿中間應分別增加一道水平拉桿。 所有縱

35、向水平拉桿的端部均應與墩臺頂緊，或用連墻桿連接。橫向水平拉桿端部無墩臺可頂緊時，應在水平拉桿端部和中部沿豎向設置連續式剪刀撐。 掃地桿，水平拉桿的接長應采用對接，剪刀撐應采用搭接。 大橫桿與立桿連接的直角扣件要開口朝上，以防止在扣件螺紋滑絲時脫落；對接扣件的開口應朝下或朝內，以防雨水進入；各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣的長度不小于10cm。 嚴禁將上段鋼管立桿與下段鋼管立桿錯開固定在水平拉桿上。 鋼管立柱支承在底座上。根據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。基礎四周要設置排水溝。 當支架基礎位于邊坡上時，應采取措施，確保邊坡的穩定，并注意設計支架的基礎。

36、 當支架較高或規模較大時，為了提高其抗風穩定，應在支架的兩側對稱設置纜風索或架體外的剛性斜撐。尤其是沒有設置連墻桿或連墻桿較弱時，應重視纜風索的設置。6.2碗扣式鋼管支架 碗扣式腳手架是鐵道部專業設計院之專利制品。主要桿件仍然是48鋼管，但鋼管的連接點采用“碗扣”。碗扣由上下碗扣構成，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”，旋緊而扣住橫桿插頭。其優點是桿件為中線連接，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，提高了安全度。缺點是成本較高，并因橫桿與立桿的間距均為定值，使用不靈活。 碗扣式支架

37、為定型結構，其柱距，步距和排距都是固定的，不能任意改變。 立桿、橫桿、專用外斜桿、專用斜桿、底座和頂托等構件均為定型產品，其規格詳見規范2。 立桿碗扣節點間距應按0.6m模數設置，即橫桿的步距為0.6m的倍數。 橫桿的長度（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。 立桿的長度有1.2m、1.8m、2.4m、3.0m四種。可調底座底板的鋼板厚度不得小于6mm，可調托撐鋼板厚度不得小于5mm。 可調底座及可調托撐絲桿與調節螺母嚙合長度不得少于6齒，插入立桿內的長度不得小于15cm。 主要構配件的性能指標要

38、求如下表表6 主要構配件性能指標名稱指標(KN)上碗扣抗拉強度不應小于30下碗扣組焊后抗剪強度不應小于60橫桿接頭剪切強度不應小于50橫桿接頭焊接剪切強度不應小于25底座抗壓強度不應小于100 支架的高度與寬度（橫橋向）之比2時，應采取措施提高支架的抗風穩定。例如設置纜風或擴大支架下部的橫向尺寸。 碗扣式支架的構造要求詳見規范2，并可參閱扣件式支架的有關資料內容。7 鋼管支架檢查驗收 扣件式鋼管支架和碗扣式鋼管支架的檢查驗收，分別按規范1及規范 2執行。現將主要幾項簡述如下：（1）檢查鋼管的壁厚與直徑，按抽檢并經過統計分析所得的數值進行支架受力驗算。（2）對于舊鋼管應根據檢查結果，對其強度設計

39、值進行折減。（3）舊扣件使用前應進行檢查，并抽樣進行受力試驗。對不符合要求者，廢棄不用。（4）鋼管支架搭設完成后應進荷載預壓試驗。預壓荷載應按設計要求確定，預壓過程應對支架的變形進行觀測。（5）鋼管支架的卸架設備和卸架程序是否可靠安全。可參閱規范3第7章的有關內容。（6）特別注意檢查保證架體幾何不變的斜桿、連墻桿的情況、立桿的基礎情況、立桿接長的方式和高支架的橫向穩定措施。（7）鋼管的初始彎曲率不得大于L/1000(L為鋼管長度)。(8) 支架高度H30m時，垂直度偏差應H/600；H30m時，垂直度偏差應H/1200。（9）主節點處各扣件中心點相互的距離150mm。（10）立桿上的對接扣件至

40、主節點的距離h/3（h為步距）。（11）縱向水平桿上的對接扣件至主節點的距離/3（ 為立桿縱向間距）。（12）鋼管端部出現微小彎曲段的長度1.5m，且端點偏心距5mm。（13）立桿單桿的垂直度，當立桿的總高度在20m80m時，其上端的偏心距+100mm。8 鋼管支架結構計算要點8.1常用數據 扣件式鋼管支架的扣件、底座承載力設計值表7 扣件、底座承載力設計值（摘自規范1）項 目承載力設計值(KN)對接扣件（抗滑）3.20直角扣件、旋轉扣件（抗滑）8.00底 座（抗壓）40.00注：扣件螺栓擰緊力矩應在40N·m65N·m之間。 鋼管構件受彎時的允許撓度。表8 受彎鋼管的允許

41、撓度（摘自規范1、2）構 件 類 別允 許 撓 度（mm）縱向、橫向水平桿/150，10mm懸挑受彎構件/400注受彎構件跨度；對懸挑件為其懸伸長度的2倍。 支架的壓縮變形或彈性撓度，為相應的結構計算跨度的1/1000.（規范3）。 鋼管支架受壓構件長細比：支架立桿及桁架，不應大于150；拉桿、斜撐等連接構件，不應大于200； 鋼管或鋼支架受拉構件長細比：不應大于350.（規范3）。 直角扣件和旋轉扣件安全承載力（文獻7）。表9 直角扣件、旋轉扣件抗滑強度種類試驗要求（KN）扣件安全承載力(KN)直角扣件連接12.726.25旋轉扣件連接12.726.25注：扣件螺栓擰緊力矩在4065N

42、83;m之間。48×3.5mmQ235A鋼管中心受壓時極限荷載 表10 48×3.5mmQ235鋼管中心受壓極限荷載理論值計算長度。（m）長細比入。/i折減系數極限荷載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抗壓強度設計值f=205Mpa, 48×3.5mm鋼管A=489mm2，回轉半徑i=15.8mm，計

43、算荷載應取設計值。Q235鋼筋的容許應力為f=135 Mpa，則中心受壓容許荷載為N=,表中括號內為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，也應根據實際情況折減。 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）48×3.0mm鋼管48×3.5mm鋼管對接立桿（KN）搭接立桿（KN）對接立桿（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20，作為粗略估計

44、，單管承載力可取20KN（立桿為對接時）。 幾種鋼管的截面特性表12 鋼管截面特性及自重種類外徑(mm)壁厚(mm)截面積(mm2)慣性矩（mm4）抵抗矩(mm3)回轉半徑(mm)延米質量（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鋼的基本容許應力表13 Q235鋼的基本容許應力（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 壓1401

45、458511080170注：表內為新鋼材容許應力，未考慮折舊，也未計入臨時結構提高系數。 土質地基承載力經驗值表14 土質地基承載力容許值（Kpa）堅硬的老土普通老土（含三年以上填土）壓實填土98117789849788.2 鋼管支架的機動分析 鋼管支架節點的約束狀態從80年代后期至今，對于扣件式鋼管支架節點的約束狀態，在工程界有三種主張，即剛性節點、半剛性節和鉸接節點。1987年建筑技術第8期（杜榮軍論文）“扣件式鋼管腳手架的設計與計算“主張按無側移剛架計算。實踐說明：鋼管支架曾發生多起因幾何可變出現的垮塌，支架的節點并非剛接，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

46、式鋼管腳手架整體穩定實驗與理論分桿”提出，鋼管支架節點應為半剛性。建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ130-2001）以該論文為依據，在第5.3.3條立桿計算長度的公式。=k.中引入計算長度系數k.，系利用半剛性節點的概念修正立桿的計算長度。給立桿的計算帶進了不可靠、不安全的因素，是造成一些支架倒塌的“重大內因”。2007年7月建工出版社出版的腳手架結構計算及安全技術（余宗明編著），在總結以往經驗的基礎上，并從理論上進行分析，認為鋼管支架（包括扣件式和碗扣式）的節點應為鉸接，即鋼管支架應是一個空間桁架結構。規范2及規范3均按鋼管支架為鉸接節點提出相關的規定。我院在鋼管支架的設計或咨詢

47、工作中，應采用鉸接。 鋼管支架幾何不變的基本條件設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。鋼管支架結構幾何不變的基本條件（即必要條件）為 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身連接，此連桿能承受拉力和壓力。即每層大橫桿都與墩臺身連接。 在縱向豎直立面上，如果沒有上述的連桿與墩臺身連接，則每一步距h高度內，至少有一根斜桿與立桿和大橫桿形成結構三角形，如圖5-b）中的a1-b1-c1斜桿。 在橫向豎直立面上，由于沒有與墩臺身連接的水平連桿

48、，則要求每一步h高度內，至少有一根斜桿與立桿和小橫桿形成結構三角形，如圖5-c）中的a-b-c斜桿。 所有斜桿都必須與支架的主節點連接，并滿足上述第6章中規范的構造要求。 每根立桿必須與地基連接。 鋼管支架整體結構幾何不變的基本要求 上述所提出的幾何不變條件，僅針對支架作為平面桁架（即豎直面單片桁架）的必要條件。鋼管支架整體結構幾何不變的基本要求應滿足：支架每行列豎直平面上的斜桿布置符合上述第項要求，或符合規范2第6.2條和規范3第6.2.4的規定。8.3 支架立桿的計算長度 根據規范2第5.6.3條的規定，支架立桿計算長度按下述要求確定： 在每行每列均有斜桿的網格結構中，計算長度。取步h，即

49、。=h。 當外側四周及中間設置了縱、橫向剪刀撐并滿足下述構造要求時，計算長度。=h+2a，式中a為立桿伸出頂層水平桿以上的長度。 構造要求：當立桿間距1.5m時，支架四周從底到頂連續設置豎向剪刀撐；中間縱、橫向由底至頂連續設置豎向剪刀撐，其間距應4.5m。 橋梁承重支架，步距不得大于1.5m。8.4 立桿承載力計算 單肢立桿承載力單肢立桿軸向受壓承載力應滿足： N·A·f (6)式中： 軸心受壓桿件穩定系數。根據長細比入，在規范2附錄E查得。=。/r 。為計算長度，r為截面回轉半徑。A 立桿截面積；f 立桿鋼材的抗壓強度設計值。Q235A鋼管，f=205Mpa。N 立桿軸向

50、壓力設計值，當不考慮風荷載時； N=1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)Ln·Ly (7)Q1 模板及支架自重標準值，分攤由単肢立桿承受的部分（KN）；Q2 澆筑砼及鋼筋自重標準值，分攤由単肢立桿承受的部分（KN）；Q3 施工人員及施工機具荷載標準值（KN/m2）；Q4 澆筑和振搗砼時產生的荷載標準值KN/m2）；Ln.Ly 単肢立桿縱、橫向間距。當考慮風荷載時：N=1.2（Q1+Q2）+0.9×1.4(Q3+Q4) Ln·Ly+Q5 (8)Q5 風荷載產生的軸向力（KN）,計算方法見，式（9）計算的Wv即Q5。 風荷載作用時，支架桿件內力計算 按式（2）可

51、算出基本風壓Wk(KN/m2).根據Wk可以算出每一節點的集中荷載W，如圖6所示。W在立桿及斜桿中產生的內力為：立桿內力 （9）斜桿內力 (10) 圖6 風荷載W（橫橋向）注意到頂端風荷載W1，計算時應計入側模板等實際已有的擋風面積。 規范3規定的“扣件式鋼管立桿“的計算公式應滿足 f (11)式中A、f 意義同前。W 鋼管截面抵抗矩。Nw = 0.9×（1.2+0.9×1.4） （12）Mw = =0.1134Wk·。·h2 (13) 各恒載標準值對立桿產生的軸向力之和； 各恒活荷載標準值對立桿產生的軸向力之和，另加的值。Wk 風荷載標準值，計算方法見

52、式（2）。h 步距； 立桿迎風面上的間距 與迎風面垂直方向的立柱間距。8.5 斜桿扣件抗滑驗算斜桿采用扣件與主節點連接時，扣件抗滑承載力應滿足下式要求：= （14）式中： 自上而下疊加在斜桿最下端處最大內力（KN）,Ws按式（10）計算Ws1 頂端風荷載W1產生的斜桿內力（KN），W1應計入側模板等迎風面積影響。n 從上至下，支架總步數；Qc 扣件抗滑承載力，正常情況下，Qc=8KN.8.6 支架傾覆穩定驗算 在風荷載作用下，應驗算支架傾覆穩定性。當立桿出現拉力時，支架可能發生傾覆。為保證立桿不出現拉力，應滿足P （15）式中;P立桿頂端軸向荷載（KN），應取發生計算風荷載時的最小P值； 按式（9）計算，并從上至下累加。規范2規定：當不滿足P時，應采取以下措施保證支架的穩定； 當支架高度7m時，應加設斜撐 (指對于每排立桿設置橫橋向剛性斜撐)； 當支架高度7m時，應設置帶有地錨和花籃螺栓的纜風繩。支架抗傾覆穩定驗算較詳細的介紹，可參閱文獻8P116。8.7 支架頂層水平桿計算支架頂層水平桿（縱向或橫向），直接承受模板荷載，一般按三跨連續梁算計算，其荷載可以簡化均布荷載q和作用于每跨中點的集中荷載P。