安全系統(tǒng)爬梯受力計(jì)算正文

1、一、安全爬梯概述橋梁建設(shè)施工用安全爬梯是由香蕉式爬梯架搭設(shè)而成，該安全爬梯是從澳洲引進(jìn)的，主要構(gòu)件為立桿、橫桿和斜桿，由丁橫桿插頭與立桿接觸的范圍大，具有非常大的夾緊力和穩(wěn)定性，爬梯整體在三維空間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、整體穩(wěn)定性好、并具有可靠的自鎖性能，能有效地提高爬梯的整架穩(wěn)定強(qiáng)度和安全度，該系統(tǒng)爬梯完全避免了螺栓作業(yè)及零散扣件，能方便地組裝成多種規(guī)格和荷載的棚架組合。并能更好的滿足各種施工安全的需要。廣泛應(yīng)用丁房建、橋梁、立交橋、隧道、涵洞、煙囪、水塔、大壩及大跨度棚架等多種工程施工中。香蕉式爬梯主要由立桿、橫桿、斜桿、橫撐、頂桿、底座、可調(diào)U托、腳踏板、梯子、踢腳板及其他配套構(gòu)件組成。各部件安裝使

2、用方法如下：可調(diào)底座插丁立桿底部，用作支承系統(tǒng)的水平，高度垂直調(diào)節(jié)及擴(kuò)大承壓面，傳力給基礎(chǔ)，由螺桿及底板焊接而成，可調(diào)底座不可調(diào)得太高，以免從立桿中脫出造成安全事故。立桿是承受垂直方向載荷的主要構(gòu)件。在立桿的管件上每隔0.5/0.75m的距離焊有一排銷扣，用來安裝橫桿、橫撐、或斜桿。插銷直接焊接在立桿頂部，確保無丟失。1. 橫桿是框架水平承力構(gòu)件。它通過銷庫(kù)與立桿連接，由丁銷庫(kù)帶有鍥鐵，使兩者的連接具有極好的力學(xué)強(qiáng)度和極高的自鎖性能。2. 橫撐是框架水平承力及用來安放梯子和腳踏板構(gòu)件。它通過銷庫(kù)與立桿連接。3. 梯子安放在橫撐上，用丁施工人員上下的通道。4. 腳踏板是安放在橫撐上，用丁施工通道

3、，操作平臺(tái)的橋板。5. 斜桿是用丁加強(qiáng)整個(gè)框架的構(gòu)件。它是由特制的斜接頭連接在立桿的銷扣上。6. 為保證施工人員安全，立桿上每隔0.5/0.75m需安裝橫桿，梯子兩邊均安放扶手，另外安全爬梯的斜桿也要四面安放，以加強(qiáng)整架的穩(wěn)定性。7. 安全爬梯每隔1.5米安放一張帶踏步Z字形樓梯，每隔4-5米需安置扣墻件，最大搭設(shè)高度為100米。結(jié)構(gòu)計(jì)算及設(shè)計(jì)依據(jù)鋼管落地扣件式腳手架安全爬梯的計(jì)算參照1. 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)2. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)3. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)等。三、安全爬梯使用材料選擇及使用要求1、材料

4、要求：(1) 立柱采用448X3.25鋼管，鋼材強(qiáng)度等級(jí)Q23§橫桿及剪刀撐采用采用448X2.5鋼管，鋼材強(qiáng)度等級(jí)Q23§鋼管表面應(yīng)平直光滑，不應(yīng)有裂紋、分層、壓痕、劃道和硬彎，新用的鋼管要有出廠合格證，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。(2) 橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件采用雙扣件。(3) 爬梯板采用鋼板網(wǎng)爬梯板。2、地基要求：(1) 土類型：碎石土，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa):>300.00;立桿基礎(chǔ)底面面積(m2):0.20;地基承載力調(diào)整系數(shù)：1.00。3、搭設(shè)要求：(1) 每桿立桿底部應(yīng)設(shè)置底座和墊板；安全爬梯搭設(shè)高度為<100m；搭設(shè)尺寸為：橫距Lb

5、為1.25m，縱距La為2.5m,大小橫桿的步距為0.(2) 5/0.75m;接長(zhǎng)必須采用對(duì)接扣件連接。(3) 連墻件 、連墻件按每層設(shè)置間距為4-5m應(yīng)布置靠近主節(jié)點(diǎn)，偏離主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大丁300mm 、應(yīng)從底層第一步縱向水平處開始設(shè)置，當(dāng)該處設(shè)置有困難時(shí)，應(yīng)采用其他可靠措施固定。 、連墻件不應(yīng)與外爬梯架垂直運(yùn)輸機(jī)械相碰。卸料平臺(tái)采用鋼管與梁或預(yù)埋在碌樓板的短鋼管連接加雙扣件。也可采用與柱子用鋼管和扣件鎖緊。(4) 剪刀撐、剪刀撐斜桿應(yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大丁150mm、剪刀撐斜桿的搭接長(zhǎng)度應(yīng)大丁1m應(yīng)等間距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件

6、固定，端部扣件蓋板邊緣至搭接縱向水平桿端的距離不應(yīng)小丁100mm具體結(jié)構(gòu)布置圖詳見后面附圖。四、結(jié)構(gòu)復(fù)核驗(yàn)算算書(以最局層計(jì)算)安全爬梯的計(jì)算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)。計(jì)算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為100米，立桿采用單立管。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距2.5米，立桿的橫距1.25米，立桿的步距0.5/0.75米采用的鋼管類型為48X3.25，連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60米，水平間距4.50米。1、小橫桿的計(jì)算：小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的爬梯板和活荷載作為均布荷載計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。(1)

7、均布荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038kN/m262kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=2.000X1.500/2=1.500kN/m爬梯板的Tyyyi胃了千?f乎?荷載的計(jì)球值q=1.2X0.038+1.2X0.262+1.4X1.500=2.461kN/m小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的彎矩計(jì)算公式如下qma=ql2/8M=2.461X1.0502/8=0.339kN.mb=0.339X106/5080.0=66.765N/mm2板的荷載洌值樹=0理刃山打仔殷婦電活荷載標(biāo)準(zhǔn)值*=2.000X1.0£0X1.500/2=1.575kN小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小丁

8、205.0N/mm2,滿足要求！撓度計(jì)算最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度計(jì)算公式如下:Vma=5ql4/384EI荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.038+0.262+1.500=1.801kN/m簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度V=5.0X1.801X1050.04/(384X2.06X105X121900.0)=1.135mm小橫桿的最大撓度小丁1050.0/150與10mm滿足要求！2、大橫桿的計(jì)算：大橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038X1.050=0.04

9、0kN-I&r1爬梯荷載的計(jì)算值P=(1.2X0.040+1.2X0.276+1.4X1.575)/2=1.292kN大橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖(1) 抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:2MqmaX=0.08ql集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:Mma=0.175PlM=0.08X(1.2X0.038)X1.5002+0.175X1.292X1.500=0.347kN.m°=0.347X106/5080.0=68.398N/mm2大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小丁205.0N/mm2,滿足要求！文案大全(2) 撓度計(jì)算最大彎矩考慮為大

10、橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:ma=0.677ql4/100EI荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.038+0.262+1.500=1.801kN/m集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下:V PMa=1.146ql3/100EI大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度V1=0.677X0.038X1500.004/(100X2.060X105X121900.000)=0.05mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=0.040+0.276+1.575=1.891kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度V1=1.146X1890.945X1500.003/(100X2.060X105X121900.

11、000)=2.91mm最大撓度和：V=V1+V2=2.965mm大橫桿最大撓度小丁1500.0/150與10mm®足要求！3、荷載標(biāo)準(zhǔn)值：作用丁爬梯的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1) 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例為0.1(2) NG1=0.1X20.300=2.03kN爬梯板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2);本例采用鋼板網(wǎng)爬梯板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35NG2=0.350X4X1.500X(1.050+0.300)/2=1.417kN(3) 欄桿與爬梯板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);本例采用欄桿、爬梯板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.14。NG3=0.140X1.50

12、0X4/2=0.420kN吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2);0.005NG4=0.005X1.500X20.300=0.152kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.523kN活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=2.000X1X1.500X1.050/2=1.575kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算Wk=0.7*Uz*Us*W0其中W0基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：W0=0.300Uz風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載

13、規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Uz=1.420Us風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us=0.840經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=0.7X0.300X1.420X0.840=0.250kN/m2?？紤]風(fēng)荷載時(shí)，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式N=1.2NG+0.85X1.4NQ不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式N=1.2NG+1.4NQ風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩MWf算公式MW=0.85x1.4Wklah2/10其中Wk風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；la立桿的縱距(m)；h立桿的步距(m)。4、立桿承載力計(jì)算：(75型)立桿448X3.25鋼管界面特征：A=456.7MM2i=15.

14、78mm；l0=l=0.77*750=577.5mm;丫=lJi=36.6;b=兀TtE/丫丫=兀tt*210000/(36.6*36.6)=1546MP設(shè)計(jì)荷載N=456.7/2*(170+(1+0.12)*1546)/2-456.7/2*(170+(1+0.12)*1546/2)2-170*15461/2=31003N=41KN立柱共4根，可承載：31*4=124KN60米荷載：1.575*60=94.5KN<124KN滿足要求；5、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算：(1)不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算er=N/AVf其中N立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=7.63kN;一一軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)

15、比10/i的結(jié)果查表得到0.19;i計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm10計(jì)算長(zhǎng)度(m),由公式10=kuh確定，l0=3.12mk計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155;u計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由爬梯架的高度確定，u=1.50;A立桿凈截面面積，A=4.89cm2;W立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;o-鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2);經(jīng)計(jì)算得到b=84.02f鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm2;不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算b<f,滿足要求！(2)考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算b=N/A+MWWf其中N立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=7.30kN;一一軸心受壓立桿

16、的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比l0/i的結(jié)果查表得到0.19;i計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm10計(jì)算長(zhǎng)度(m),由公式10=kuh確定，l0=3.12mk計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155;u計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由爬梯架的高度確定，u=1.50;A立桿凈截面面積，A=4.89cm2;W立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;M計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.145kN.m；o-鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2);經(jīng)計(jì)算得到b=108.9f鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm2;考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算b<f,滿足要求！6、最大搭設(shè)高度的計(jì)算：考慮風(fēng)荷載時(shí)，

17、采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的爬梯架可搭設(shè)高度按照下式計(jì)算：H=4Ab1.2Ng2k+0.85*1.4*(NQ+M/W/1.2gk其中NQ活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ=1.575kN;N32K構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2K=1.990kN;gk每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk=0.125kN/m；Mwk計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，Mwk=0.122kN.m；經(jīng)計(jì)算得到，考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度Hs=108.597米。H=Hs/（1+0.001Hs）經(jīng)計(jì)算得到，考慮風(fēng)荷載時(shí)，爬梯架搭設(shè)高度限值H=100.000米。7、連墻件的計(jì)算：連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算：

18、Nl=Nlw+No其中Nlw風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值（kN）,應(yīng)按照下式計(jì)算：Nlw=1.4XwkXAwwk風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，wk=0.250kN/m2;Aw每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)爬梯架外側(cè)的迎風(fēng)面積，Aw=3.60X4.50=16.200m2;No連墻件約束爬梯架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力（kN）;No=5.000經(jīng)計(jì)算得到Nlw=5.681kN，連墻件軸向力計(jì)算值Nl=10.681kN連墻件軸向力設(shè)計(jì)值Nf=4Af其中4軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)陽(yáng)l/i=30.0|0/058|：科嘎祐果查表得腳手架到4=0.95A=4.89cm2;f=205.00N/mm2Nf>Nl,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求經(jīng)過計(jì)算得到Nf=95.411kN經(jīng)過計(jì)算得到Nl=10.681kN