雨水方井钢管支撑架如何搭建

钢管支撑技术成熟，应用广泛。钢管支撑一般为直线形，相对的围护基础之间对撑有多根直线型的钢支撑，为了加强围护基础的稳定性，会在相对的围护基础之间沿围护基础的长度方向密集设置多根直线型钢支撑，导致相邻的钢支撑之间间隙很小，基坑土方开挖不方便。且为了保证基坑的稳定，所使用的钢支撑的数量也很大，导致工程造价高。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种钢管支撑结构，该结构采用在主支撑梁的两端设置向外张开的副支撑梁的结构，使每根钢管支撑具有更好的支撑强度，可增大钢支撑之间的间距，降低了工程造价。

为实现此目的，本实用新型所设计的钢支撑结构，包括围护基础，相对的围护基础之间对撑有多根钢支撑梁，相邻的两根钢支撑梁之间固定连接有联系梁；所述钢支撑梁包括主支撑梁，主支撑梁为直管，所述主支撑梁的两端分别固定有两根横向向外张开的副支撑梁；所述围护基础上固定有用于支撑副支撑梁端面的副支撑梁支座，所述副支撑梁的端面支撑于副支撑梁支座上。

优选的，所述位于主支撑梁同一端的两根副支撑梁对称焊接于主支撑梁的两侧。

优选的，所述副支撑梁的轴线与主支撑梁的轴线所成夹角为10°～45°。

具体的，所述副支撑梁由多根副支撑短管沿其长度方向拼接而成，所 述副支撑短管的两端分别固定有一块封口法兰，相邻的两块封口法兰的端面之间固定连接有螺栓。

进一步的，所述封口法兰与副支撑短管之间均匀间隔固定连接有多块封口肋板。

具体的，所述围护基础上预埋有副支撑钢板，所述副支撑梁支座固定于副支撑钢板上。

具体的，所述副支撑梁支座的是一两端封闭且轴线与围护基础的长度方向成角度的钢管支座，所述副支撑梁支座的底面固定于副支撑钢板上，所述副支撑梁支撑于副支撑梁支座的端面上。

优选的，所述副支撑梁支座与围护基础成钝角的一侧表面与围护基础之间固定连接有支座加强板。

优选的，所述主支撑梁的一端连接有主支撑活络头，另一端连接有主支撑固定端头；位于主支撑活络头一端的两根副支撑梁的端部连接有副支撑活络头，位于主支撑固定端头的两根副支撑梁的端部连接有副支撑固定端头，所述副支撑活络头和副支撑固定端头分别支撑于位于主支撑梁两端的副支撑梁支座上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过副支撑梁和主支撑梁的合理设计，在主支撑梁的两端构成了“八”字形钢支撑体系，提高了钢支撑的结构强度，有效解决了一般钢支撑间距太密，不方便基坑土方开挖的问题，提高了工程施工效率。同时，采用本实用新型所设计的钢管支撑结构，能有效减少基坑施工中钢支撑的用量，有明显的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型所设计的钢支撑结构示意图；

图2为图1中A处的结构放大图；

图3为图2中B—B的结构剖视图；

图4为本实用新型中副支撑梁支座的固定结构示意图；

其中，1—围护基础，2—钢支撑梁(2.1—主支撑梁，2.2—副支撑梁)，3—联系梁，4—副支撑梁支座，5—副支撑短管，6—封口法兰，7—螺栓，8—封口肋板，9—副支撑钢板，10—主支撑活络头，11—主支撑固定端头， 12—副支撑活络头，13—副支撑固定端头，14—支座加强板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1—4所示的钢支撑结构，包括围护基础1，相对的围护基础1之间对撑有多根钢支撑梁2，相邻的两根钢支撑梁2之间固定连接有联系梁3；所述钢支撑梁2包括主支撑梁2.1，主支撑梁2.1为直管，所述主支撑梁2.1的两端分别固定有两根横向向外张开的副支撑梁2.2；所述围护基础1上固定有用于支撑副支撑梁2.2端面的副支撑梁支座4，所述副支撑梁2.2的端面支撑于副支撑梁支座4上。通过在主支撑梁2.1的两端焊接副支撑梁2.2，在减少主支撑梁2.1数量的情况下，保证了钢支撑的结构强度，同时降低了成本，也为后期施工提供了方便。

上述技术方案中，位于主支撑梁2.1同一端的两根副支撑梁2.2对称焊接于主支撑梁2.1的两侧。进一步增加了主支撑梁2.1两端的结构强度和结构稳定性。

上述技术方案中，副支撑梁2.2的轴线与主支撑梁2.1的轴线所成夹角为10°～45°。合理设计的副支撑梁2.2与主支撑梁2.1夹角，在保证副支撑梁2.2的支撑效果的基础上，也为位于主支撑梁2.1附近的副支撑短管5之间的拼接提供了安装空间。

上述技术方案中，所述副支撑梁2.2由多根副支撑短管5沿其长度方向拼接而成，所述副支撑短管5的两端分别固定有一块封口法兰6，相邻的两块封口法兰6的端面之间固定连接有螺栓7。副支撑梁2.2是由多根副支撑短管5拼接而成的整体结构，可根据具体施工需要，确定副支撑梁2.2的长度，进一步增加了实用性。

上述技术方案中，所述封口法兰6与副支撑短管5之间固定连接有多块封口肋板8。进一步增加了结构强度。

上述技术方案中，围护基础1上预埋有副支撑钢板9，副支撑梁支座4固定于副支撑钢板9上。确保副支撑梁支座4的固定强度。

上述技术方案中，所述副支撑梁支座4的是一两端封闭且轴线与围护基础1的长度方向成角度的钢管支座，所述副支撑梁支座4的底面固定于 副支撑钢板9上，所述副支撑梁2.2支撑于副支撑梁支座4的端面上。副支撑梁支座4的结构简单，施工方便，实用性好。

上述技术方案中，所述副支撑梁支座4与围护基础1成钝角的一侧表面与围护基础1之间固定连接有支座加强板14。进一步增加了副支撑梁支座4的结构固定强度。

上述技术方案中，主支撑梁2.1的一端连接有主支撑活络头10，另一端连接有主支撑固定端头11；位于主支撑活络头10一端的两根副支撑梁2.2的端部连接有副支撑活络头12，位于主支撑固定端头11的两根副支撑梁2.2的端部连接有副支撑固定端头13，副支撑活络头12和副支撑固定端头13分别支撑于位于主支撑梁2.1两端的副支撑梁支座4上。

本实用新型中，在主支撑梁2.1的两端分别焊接有两根副支撑梁2.2，主支撑梁2.1的钢管中间设置有加强肋板，提高焊接强度。副支撑短管5的端头与封口法兰6焊接，同时，通过封口肋板8加强封口法兰6与副支撑短管5的连接。封口法兰6通过螺栓7与后续的副支撑短管5进行连接，组成整套的支撑体系。解决了现有钢支撑间距太密，不方便基坑土方开挖的问题，提高了工程施工效率。同时，采用本实用新型所设计的钢支撑结构，可减少钢支撑用量，降低工程造价，有明显的经济效益。

具体实施如下：副支撑梁2.2与主支撑梁2.1的两端通过焊接形成“八”字形钢管支架，主支撑梁2.1内设置有肋板增加结构强度。副支撑短管5的端头与封口法兰6焊接，同时，通过封口肋板8加强封口法兰6与副支撑梁2.2的连接。副支撑短管5通过螺栓7和封口法兰6与后续的副支撑短管5进行连接，组成整套的钢管支撑体系。在主支撑梁2.1的两端分别安装主支撑活络头10和主支撑固定端头11，并在位于主支撑活络头10的一端的两根副支撑梁2.2的端部安装副支撑活络头12，在位于主支撑固定端头12的一端的两根副支撑梁2.2的端部安装副支撑固定端头13，在相对的围护基础1上预埋副支撑钢板9并以此为基础焊接副支撑梁支座4。将主支撑梁2.1和副支撑梁2.2的固定端分别支撑在主支撑梁支座和副支撑梁支座4上，再安装主支撑梁2.1和副支撑梁2.2的活络头端，通过活络头端内设置的千斤顶调节活络头与支座之间的压紧力，确保钢支撑两端对撑于相对的围护 基础1上。重复上述步骤，在相对的围护基础1之间间隔设置多根钢支撑梁即可。

2、节点连接可靠，立杆与水平杆为轴心连接，配套斜杆连接，提高了架体的抗侧向力稳定性；

3、杆件的系列化、标准化设计，适应各种结构和空间的组架，搭配灵活，由于有斜杆的连接，还可搭设悬挑结构、跨空结构等；

4、与其他支撑系统相比，在同等荷载情况下，材料可以节省1/3-1/2.

一是支撑构件的改变。增加支撑构件的纵向连接数量，增加构件绕轴向分布，以及改变构件的受力状态，都可以提高支撑系统的稳定性。

二是支撑系统的设计改变。在结构支撑系统的设计中，可以采用“梁-柱”及“梁-梁”支撑系统，采用这种支撑系统的优点是结构的抗震性能较好，支撑系统的稳定性较强。

三是增加支撑构件的数量。增加支撑构件的数量可以提高支撑系统的刚度，减少支撑构件的受力，从而提高支撑系统的稳定性。

四是增加支撑构件的刚度。增加支撑构件的刚度，可以提高支撑系统的稳定性，减少构件的变形，减少支撑系统的变形。

五是加固支撑构件。采用钢筋混凝土等方法加固支撑构件，可以提高支撑构件的刚度与强度，从而提高支撑系统的稳定性。

总之，钢支撑无法竖向连续的情况下，可以采取上述几种处理方案来提高支撑系统的稳定性，以保证结构的安全与稳定。

扣件式钢管脚手架构造简单，安装方便，在恒、活载作用下稳定性比较好，在目前桥梁施工特别是现浇梁施工中仍然广泛应用的一种支架，现就使用前在组合恒、活载作用下对模板支架、立杆地基承载力及门洞进行检算。安装时须注意的事项及安装顺序。支架安装完成后，应做预压试验，以检查支架的压缩量及稳定性。

扣件式钢管脚手架工程是桥梁连续梁施工中常用的且十分重要的临时设施，这项工作的优劣将直接影响工程的质量、安全、速度、效率等。扣件式钢管支架安装，拆卸比较方便，在荷载作用下稳定性较好。现以2005年合肥当涂路现浇连续刚构扣件式钢管支架的计算施工为例，浅述一下我们的应用。

一、工程概述

该桥孔跨布置为：1-8m框架（20.32×17.820.3）m连续刚架，梁宽7m，梁厚1m，本桥现浇梁支架采用普通钢管脚手架，350工字钢梁做门洞梁，适用于跨度6m的门洞搭设，以满足既有当涂路交通的正常运营。

二、满堂脚手架的布置

该桥陆地上除门洞外其余梁体浇筑施工均采用满堂支架。支架材料为普通钢管脚手架，支架基础必须经碾压并硬化达到要求后，再搭设支架。地面进行硬化方法为：场地平整后用压路机压实，先铺10㎝碎石垫层，后铺C15砼15㎝（软弱地段换填垫片石和灰土）。支架间距顺桥向0.6m，横桥向0.6m,步长120cm。采用普通脚手钢管满堂支架，间距60×60㎝，步距120㎝。钢管上下均采用可调调节支撑，支架底托下延横桥向垫槽钢，所有支架应依据搭设高度设置剪刀撑。

因为满堂支架是整个梁体最重要的受力体系，所以钢管支撑的杆件有锈蚀，弯曲、压扁或有裂缝的严禁使用；使用的扣件有脆裂、变形、滑丝的扣件禁止使用，扣件活动部位应能灵活转动，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。

三、支架检算如下：

1、模板支架检算(按一米梁长计算，钢管按Φ48计算)

（1）钢筋砼断面如图①，荷载按照宽4.5米计算，则长1米的梁自重N1=4.5×1×1×26=117(KN)

（2）模板荷载N2=4.5×1×0.018×9=0.729(KN)

（3）5×8方木荷载N3=4×0.05×0.1×4.5×7.5=0.675(KN)

（4）15×15方木荷载N4=8×1×0.152×7.5=1.35(KN)

（5）人及机具活载N5=20(KN)

则模板支架立杆的轴向力设计值N=1.2×(1170.7290.6751.35)1.4×20=154.315(KN)

模板支架立杆的计算长度l0=步距1m2×0.5=2m

长细比λ=l0/I=2/1.58=126.6

则轴心受压件的稳定系数Φ=0.412，f为钢材的抗压强度设计值=205Mpa；

A≥N/Φ·f=154.315/(0.412×205)=18.27cm2

一根Φ48钢管的截面为：4.89cm2；则上述荷载需钢管数=18.27/4.89=4根

施工中采用@60×60的碗口脚手架，共计16根，满足上述检算要求。

2、立杆地基承载力计算(按1.2米梁长计算，钢管按Φ48计算)

平均压力P≤fg

P-立杆基础底面的平均压力，P=N/A；

N-上部结构传至基础顶面的轴向力设计值；

A-基础底面面积；

fg-地基承载力设计值。

（1）钢筋砼荷载按照宽4.5米计算，则长1.2米的梁N1=4.5×1.2×1×26=140.4(KN)

（2）模板荷载N2=4.5×1.2×0.018×9=0.8748(KN)

（3）5×8方木荷载N3=5×0.05×0.1×4.5×7.5=0.844(KN)

（4）15×15方木荷载N4=8×1.2×0.152×7.5=1.62(KN)

（5）钢管脚手立杆N5=9×2×6×3.84×10/1000=4.417(KN)

横杆N6=12×2×6×3.84×10/1000=5.53(KN)

（6）施工人员及机具活载N7=30(KN)

N=1.2(140.40.87480.8441.624.4175.53)1.4×30=226.42(KN)

A=1.2×4.5=5.4m2

P=N/A=226.42/5.4=41.9KPa≤fg=120Kpa满足施工要求

四、门洞的检算

门架基础采用C15钢筋混凝土，宽1000mm，高1000mm，长20m,端头为楔型，Ф48mm钢管作支架，采用350工字钢作梁跨越城市道路，施工桥梁上部，确保城市交通畅通，门架尺寸延纵桥向4.5米，高4.5米。

槽钢检算

（1）钢筋砼断面4.5m2，折算成每米均布荷载q1=26(KN/m)

（2）模板荷载q2=4.5×6×0.018×9/(4.5×6)=0.162(KN/m)

（3）5×8方木荷载q3=21×4.5×0.05×0.1×7.5/(4.5×6)=0.13(KN/m)

（4）15×15方木荷载q4=11×4.5×0.152×7.5/(4.5×6)=0.309(KN/m)

（5）人及机具活载N5=4(KN/m)

q=1.2(260.6120.130.309)1.4×4=38.06KN/m

Mmax=ql2/8=38.06×36/8=171.27KN·m

Wmax=Mmax/[σ]=171.27/170=1007.5cm3

若采用350工字钢，截面如图所示则其

惯性距I350=5×3303/122×(170×103/121703×10)=99760.2㎝4

抗弯截面系数W350=I350/17.5=570.07cm3

W350/Wmax=570.07/1007.5=0.567

说明：56.7cm的梁的抗弯截面系数为570.07cm3，即采用350工字钢可顶长6米宽56.7cm的梁。

本桥施工中槽钢间距为30cm。满足检算要求。

1、工字钢梁挠度检算

f=5qL4/384EI=5×38.06×64/384×210×109×0.998×10-4=0.03mm

满足《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》中l/1500=4mm〉0.03mm

3、槽钢下支墩检算

（1）钢筋砼荷载按照宽4.5米计算，则长6米的梁N1=4.5×6×1×26=702(KN)

（2）模板荷载N2=4.5×6×0.018×9=4.374(KN)

（3）5×10方木荷载N3=16×0.05×0.1×6×7.5=3.6(KN)

（4）15×15方木荷载N4=8×6×0.152×7.5=8.1(KN)

（5）工字钢荷载N5=20×7×40.21×10/1000=56.3(KN)

（6）人及机具活载N6=100(KN)

则模板支架立杆的轴向力设计值N=1.2×(7024.3743.68.156.3)1.4×100=1069.2(KN)

模板支架立杆的计算长度l0=步距1m2×0.5=2m

长细比λ=l0/I=2/1.58=126.6

则轴心受压件的稳定系数Φ=0.412，f为钢材的抗压强度设计值=205Mpa；

A≥N/Φ·f=1069.2/(0.412×205)=126.6cm2

一根Φ48普通钢管的截面为：4.89cm2；则上述荷载需钢管数=126.6/4.89=26根

施工中采用@30×30的Φ48钢管脚手架，共计96根，满足上述检算要求。

五、钢管脚手架搭设注意事项

立杆：在竖立杆时要注意杆件的长短搭配使用。立杆的接头除梗肋处可采用搭接头外，必须采用对接扣件实行对接。搭接时的搭接长度不应小于1m，用不少于3个旋转扣件来扣牢，扣件的外边缘到杆端距离不应小于100mm。相邻两立杆的接头应相互错开，不应在同一步高内，相邻接头的高度差应大于1500mm。

大横杆：大横杆的长度不宜小于三跨，一般不小于6m。大横杆对立杆起约束作用。故立杆和大横杆必须用直角扣件扣紧，不得遗漏。上下相邻的大横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧，以减少立杆的偏心受荷情况。同一水平内的内外两根大横杆的接头和上下相邻的两根大横杆的接头均应相互错开，不得出现在同一跨间内，相邻接的水平距离应大于1500mm。

小横杆：小横杆紧贴立杆布置，用直角扣件扣紧，拆模前在任何情况下不得拆除贴近立杆的小横杆。

斜杆：纵向支撑的斜杆与地面夹角宜在45º~60º范围内。斜杆的搭设是将一根斜杆扣在立杆上，另一根斜杆扣在小横杆的伸出部分上，这样可以避免两根斜杆相交时把钢管别弯。斜杆用扣件与脚手架扣紧的连接头两端距脚手架节点不大于200mm，除两端扣紧外，中间尚需增加2~4个扣结点。斜杆的最下面一个连接点距地面不宜大于500mm，以保证支架的稳定性。斜杆的接长宜采用对接扣件的对接连接。当采用搭接时，搭接长度不小于400mm，并用两只旋转扣件扣牢。

立杆纵横距和步距按支撑设计方案进行施工，立杆间设剪刀撑，剪刀撑应联系3~4根立杆，斜杆与地面夹角为45~60度，剪刀撑应沿步高连续布置，在相邻两排剪刀撑之间，设大斜撑，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在其中间应增加2~4个扣结点。

扣件式外脚手架的搭设顺序是：做好搭设的准备工作→按支撑施工图放线→按立杆间距排放底座→放置扫地杆→逐根拉立杆并随即与扫地杆扣牢→安装第一步大横杆（与各立杆扣牢）→安装第一步小横杆→第二步大横杆→第二步小横杆→第三、四步大横杆和小横杆→接立杆→加设剪刀撑。

满堂支撑需待砼达到设计强度方可拆除，拆除顺序和搭设顺序相反。先搭的后拆，后搭的先拆。先从钢管支架顶端拆起。拆除顺序为：剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆→……。

立杆与横杆必须用直角扣扣紧，不得隔步设置与遗漏。相邻立杆的接头位置应错开布置，在不同的步距内，与相近横杆的距离不宜大于纵距的1/3，上下横杆的接长位置应错开布置，在不同的立杆步距中，与相近立杆的距离不大于纵距的1/3。相邻步距的横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧，以减少立杆偏心受载情况。

剪刀撑沿架高连续布置，横向也连续布置，纵向每隔5根与立杆设一道，每片架子不少于三道，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或横杆扣紧外，在其中应增加2～4个扣结点。

由于排架搭设是依靠扣件螺栓紧固完成的，因此每节点的扣件螺栓施工中都必须用力矩板手进行检查。

支撑排架是箱体顶板的关键工序，排架搭设结束后由专人对排架进行验收，验收合格后方可支模。

最后，钢管支架完成后应做预压试验，以检查支架的压缩量和稳定性。预压可采用施工静载法，水静压法，沙袋静压法等。

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2、其次将对接管端头气割成锥形插入竖向管中用电焊收口焊接。

3、最后用工地钢筋连接后钢管竖向对接点焊，磨光机打磨平整。