阅读说明：本技术 附着式升降脚手架竖向主框架及其内、外立杆组件 (Vertical main frame of attached lifting scaffold and inner and outer upright rod assemblies thereof ) 是由 王化峰 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了附着式升降脚手架竖向主框架,包括外立杆组件、内立杆组件、横跨杆和支撑杆；外立杆组件是由外立杆、外立补强杆和横连杆组成的双杆结构,在外立杆的外侧增加外立补强杆,外立杆与外立补强杆之间通过横连杆连接；内立杆组件为三角形结构,内立杆组件包括内立杆和双轨道杆,双轨道杆之间连接有若干横梁,横梁的两端与内立杆之间连接有侧拉杆,使得内立杆组件俯视呈三角形；相邻的外立杆之间连接横跨杆,相邻的内立杆之间也连接横跨杆；相邻的内立杆和外立杆之间连接支撑杆。本发明还公开了应用于附着式升降脚手架竖向主框架的外立杆组件和内立杆组件。本发明可以强化结构,避免变形,减小应力,提高安全性。(The invention discloses a vertical main frame of an attached lifting scaffold, which comprises an outer upright rod assembly, an inner upright rod assembly, a cross rod and a support rod; the outer vertical rod component is a double-rod structure consisting of an outer vertical rod, an outer vertical reinforcing rod and a transverse connecting rod, the outer vertical reinforcing rod is additionally arranged on the outer side of the outer vertical rod, and the outer vertical rod is connected with the outer vertical reinforcing rod through the transverse connecting rod; the inner vertical rod assembly is of a triangular structure and comprises an inner vertical rod and double-track rods, a plurality of cross beams are connected between the double-track rods, and side pull rods are connected between the two ends of the cross beams and the inner vertical rod, so that the inner vertical rod assembly is triangular when viewed from above; a cross rod is connected between the adjacent outer vertical rods, and a cross rod is also connected between the adjacent inner vertical rods; and a support rod is connected between the adjacent inner vertical rod and the outer vertical rod. The invention also discloses an outer vertical rod assembly and an inner vertical rod assembly applied to the vertical main frame of the attached lifting scaffold. The invention can strengthen the structure, avoid deformation, reduce stress and improve safety.)

附着式升降脚手架竖向主框架及其内、外立杆组件

技术领域

本发明涉及附着式升降脚手架的技术领域，特别涉及附着式升降脚手架竖向主框架的改良结构，以及应用其中的内立杆组件和外立杆组件。

背景技术

附着式升降脚手架是本世纪初快速发展起来的新型脚手架，它搭设在一定高度并附着于工程结构上，依靠自身的升降设备和装置，可随工程结构逐层爬升或下降，如图1和图2所示，将高处作业变为低处作业，将悬空作业变为架体内部作业，具有显著的低碳性、高科技含量和更经济、更安全、更便捷等特点。但是，近期研究发现，现有的附着式升降脚手架存在力学安全性的问题，根据JG/T546-2019标准规定载荷进行了力学分析校核，结论是绝大多数产品远远不能满足国标JG/T546-2019要求，主要问题集中在内立杆组件100和外立杆202。

如图1至图3所示，以典型住宅楼用13.5米高附着式升降脚手架为例，现有的附着式升降脚手架外立杆200为单杆结构，外立杆200位于脚手架的外侧，相邻的外立杆200之间连接横跨杆700，外立杆200用于安装网片400起到防护作用。内立杆组件100为T型结构，内立杆组件100包括内立杆110和双轨道杆120，内立杆110位于脚手架的内侧，相邻的内立杆200之间也连接横跨杆700，双轨道杆120之间连接有若干横梁130，双轨道杆120以可升降的方式组装在附墙支座500上，内立杆110与横梁130之间连接有若干直拉杆140和斜拉杆150，所有直拉杆140和斜拉杆150位于同一平面，使得内立杆组件100俯视呈T型。相邻的内立杆110和外立杆200之间连接Z型、三角形或其他形状的支撑杆800，相邻横跨杆700和支撑杆800上铺设走道板300，上下两个走道板300之间为一个步高。通过提升机构600带动双轨道杆120在附墙支座500上滑动，实现整个脚手架的上升或下降。

为了突出受力安全性问题，以图2所示箭头所示风向为例进行说明，此时外立杆200受向外压的作用力，压力最大区域在A段，即脚手架顶部护栏L下方的三个步高位置；而内立杆组件100受向外拉的作用力，最大压力集中点为B段和C段，即脚手架顶部的第二个步高位置和底部的第二个步高位置，且最大应力发生在横梁130与直拉杆140和斜拉杆150的连接处D位置。现有的内立杆组件100和外立杆200都存在弯曲变形、折断甚至造成脚手架倒塌的安全隐患。

有鉴于此，本发明人进行深入研究，对现有脚手架结构进行改进，设计了改良结构的附着式升降脚手架竖向主框架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种附着式升降脚手架竖向主框架改良结构，并提供了应用其中的内立杆组件和外立杆组件，以强化结构，避免变形，减小应力，提高安全性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

附着式升降脚手架竖向主框架，包括外立杆组件、内立杆组件、横跨杆和支撑杆；外立杆组件是由外立杆、外立补强杆和横连杆组成的双杆结构，在外立杆的外侧增加外立补强杆，外立杆与外立补强杆之间通过横连杆连接；内立杆组件为三角形结构，内立杆组件包括内立杆和双轨道杆，双轨道杆之间连接有若干横梁，横梁的两端与内立杆之间连接有侧拉杆，使得内立杆组件俯视呈三角形；相邻的外立杆之间连接横跨杆，相邻的内立杆之间也连接横跨杆；相邻的内立杆和外立杆之间连接支撑杆。

附着式升降脚手架竖向主框架的外立杆组件，是由外立杆、外立补强杆和横连杆组成的双杆结构，在外立杆的外侧增加外立补强杆，外立杆与外立补强杆之间通过横连杆连接。

附着式升降脚手架竖向主框架的内立杆组件，为三角形结构，内立杆组件包括内立杆和双轨道杆，双轨道杆之间连接有若干横梁，横梁的两端与内立杆之间连接有侧拉杆，使得内立杆组件俯视呈三角形。

所述外立补强杆的具体形态是：外立补强杆与外立杆始终平行。或者，所述外立补强杆在压力最大区域与外立杆平行，外立补强杆在压力最大区域之外的上下两端向外立杆倾斜且直接连接在外立杆上；或者外立补强杆为弧形，外立补强杆的上下两端直接连接在外立杆上。进一步，所述外立补强杆的上端连接在脚手架顶部护栏处的外立杆上。

所述横连杆为平行设置的杆件，或者交错倾斜设置的杆件。

所述横梁的两端与内立杆之间在水平面上连接有侧拉杆，横梁的两端与内立杆之间在倾斜面上也连接有侧拉杆，侧视时侧拉杆呈正反交错的Z型排布，且倾斜面的跨度为二至四个横梁。

所述内立杆为方管或长方管，双轨道杆为圆管，横梁和侧拉杆为实心圆杆，侧拉杆的一端连接在内立杆的内侧边长上，侧拉杆的另一端连接在横梁与双轨道杆的连接处。

所述脚手架的附墙支座轨道槽包覆在双轨道杆上，轨道槽的槽口供侧拉杆通过，轨道槽的槽口与侧拉杆之间保留运动间隙。

采用上述方案后，本发明与现有技术相比具有以下优点：

一、采用双杆结构的外立杆组件代替现有的单杆结构外立杆，强化了外立杆的结构，提高了抗风强度，避免变形，减小应力，外立杆的结构安全性大大提升；

二、采用三角形的内立杆组件代替现有的T型内立杆组件，利用三角形的稳定结构，强化了内立杆的结构，避免变形发生，降低应力和挠度，提高抗风强度，内立杆的结构安全性大大提升。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1是现有附着式升降脚手架的立体示意图；

图2是现有附着式升降脚手架的侧视图；

图3是现有附着式升降脚手架的内立杆组件示意图；

图4是本发明的立体示意图；

图5是本发明的侧视图；

图6是本发明的局部俯视图；

图7是本发明的外立杆组件形态二示意图；

图8是本发明的外立杆组件形态三示意图；

图9是本发明的外立杆组件形态四示意图；

图10是本发明的外立杆组件形态五示意图；

图11是本发明的外立杆组件形态六示意图；

图12是本发明的内立杆组件形态一示意图；

图13是本发明的内立杆组件形态一俯视图；

图14是本发明的内立杆组件与附墙支座配合示意图；

图15是本发明的内立杆组件形态二示意图；

图16是本发明的内立杆组件形态二侧视图；

图17是本发明的内立杆组件形态二后视图；

图18是本发明采用内立杆组件形态二时的侧视图；

图19是本发明采用内立杆组件形态一时的侧视图；

图20是本发明的内立杆组件形态二俯视图；

图21是本发明的内立杆组件形态三俯视图。

标号说明

内立杆组件100，内立杆110，双轨道杆120，横梁130，直拉杆140，斜拉杆150，外立杆200，走道板300，网片400，附墙支座500，提升机构600，横跨杆700，支撑杆800；

外立杆1，外立补强杆2，横连杆3，内立杆组件4，内立杆41，双轨道杆42，横梁43，侧拉杆44，附墙支座5，轨道槽51，走道板6，横跨杆7，支撑杆8。

具体实施方式

请参阅图4至图21所示，是本发明揭示的附着式升降脚手架竖向主框架改良结构，包括外立杆组件、内立杆组件4、横跨杆7和支撑杆8。此次改进主要在外立杆1和内立杆组件4。

改进一：外立杆组件是由外立杆1、外立补强杆2和横连杆3组成的双杆结构。在外立杆1的外侧增加外立补强杆2，外立杆1与外立补强杆2之间通过横连杆3连接。外立杆1和外立补强杆2的最佳距离是外立杆1和内立杆41之间距离的1/3-2/3，具体距离可根据脚手架的实际结构、形态而定。

所述外立补强杆2的具体形态可以如图所示，但不限于图示结构是：如图4和图5、图7所示，外立补强杆2在压力最大区域(脚手架顶部护栏下方的第二个步高位置)与外立杆1平行，外立补强杆2在压力最大区域之外的两端向外立杆1倾斜并且直接连接在外立杆1上，或者如图7所示，外立补强杆2的上端还向上延伸而直接连接在脚手架顶部护栏处的外立杆1上；再如图8、图9所示，外立补强杆2与外立杆1始终平行；也或者外立补强杆2与外立杆1不平行，比如图10、图11所示，外立补强杆2为弧形，外立补强杆2的上下两端直接连接在外立杆1上，进一步，弧形外立补强杆2的上端也可以类似图7那样连接在脚手架顶部护栏处的外立杆1上；当然，外立补强杆2还可以呈现其他形态。所述横连杆3可以如图4和图5、图8、图10所示为平行设置的杆件，也可以是不平行的杆件，或者如图7、图9和图11所示为交错倾斜设置的杆件(即横连杆3由上至下，一根向外倾斜、一根向内倾斜，交替变化)，还可以呈其它能够连接外立杆1和外立补强杆2的形态，不文不做一一列举。而且，外立补强杆2的多种形态和横连杆3的多种形态可以根据需要进行组合，以达到强化外立杆1的结构、提升安全性的目的即可。

改进二：内立杆组件4为三角形结构，内立杆组件4包括内立杆41和双轨道杆42，双轨道杆42之间连接有若干横梁43，横梁43的两端与内立杆41之间连接有侧拉杆44，使得内立杆组件4俯视呈三角形。

所述侧拉杆44的具体布设可以如图所示，横梁43的两端与内立杆41之间在水平面上连接有侧拉杆44，横梁43的两端与内立杆41之间在倾斜面上也连接有侧拉杆44，侧视时，侧拉杆44呈正反交错的Z型排布，且倾斜面的跨度为二至四个横梁(如图9、图12和图19跨了三个横梁43，如图3、图15至图18跨了二个横梁43)。这样，内立杆组件4的内立杆41和双轨道杆42之间，不仅在水平面，而且在倾斜面上，都采用三角形结构，在整个立体空间上形成三角形组合体，结构更加稳定。

图中所示内立杆组件4的具体结构是，内立杆41采用方管(图13和图14)或者长方管(图20和图21)，双轨道杆42为圆管，横梁43和侧拉杆44为实心圆杆，侧拉杆44的一端连接在内立杆41方管或长方管的内侧边长上，侧拉杆44的另一端连接在横梁43与双轨道杆42的连接处。所述脚手架的附墙支座5轨道槽51包覆在双轨道杆42上时，轨道槽51的槽口供侧拉杆44通过，轨道槽51的槽口与侧拉杆44之间保留运动间隙，这样，侧拉杆44不影响双轨道杆42与轨道槽51的配合，保证了脚手架的正常升降。

本发明采用双杆结构的外立杆组件代替现有的单杆结构外立杆，以某型号产品外立杆1取50*50*3为例，在基础风压为0.5KN/m²的地区，未改进的外立杆200最大等效应力为310MPa，改进后的本发明外立杆组件最大应力不到150MPa，而常用钢材的许用应力为205MPa，可见，本发明强化了外立杆的结构，外立杆最大应力降低50％以上。

本发明采用三角形的内立杆组件4代替现有的T型内立杆组件，以图3和图9为例进行受力分析比较，约束条件：两端铰支；长度2.1m，受力：均布载荷2KN/m，内立杆41的方管：50*50*3，双轨道杆42的圆管：Φ48*3.5(直径48，厚度3.5)，横梁43和侧拉杆44的圆钢：Φ25(实心)。以上各条件均相同的情况下，根据有限元计算出的挠度应力对比：

	最大挠度(mm)	最大应力(MPa)
			改进前(图3)	0.297	42.7
改进后(图9)	0.200	12.2

可见，本发明改进后最大应力降低为原来的四分之一，最大挠度也降低接近一半。另外，改进前的结构最大应力发生在横梁130与直拉杆140和斜拉杆150的连接处D位置，这种结构不合理的，本发明利用三角形的稳定结构，改进后最大应力发生在三角形的三个顶点，结构更合理。而且，改进后的结构，横梁43和侧拉杆44可以选用Φ20甚至更小规格的圆钢，重量更轻，但仍能满足强度刚度要求。

本发明附着式升降脚手架中，上述相邻的外立杆1之间连接横跨杆7，相邻的内立杆41之间也连接横跨杆7；相邻的内立杆41和外立杆1之间连接支撑杆8，相邻横跨杆7和支撑杆8上铺设走道板6。至于本发明附着式升降脚手架的其它结构可以如图所示或为图示以外的其它形态，因不在本发明改进之列，故本文不做赘述。

本发明采用三角形的内立杆组件4时，侧拉杆44在倾斜面的跨度优选为二个横梁。以13.5米高附着式升降脚手架为例，如图15至图18所示，此时内立杆组件4的相邻两个横梁43之间距d1为125mm，相邻两个水平面的侧拉杆44之间距d2为250mm，内立杆41和横梁43之间距d6为180mm，而支撑杆8的高度d3为500mm，这样，支撑杆8的节点正好与内立杆组件4水平面侧拉杆44的节点重合，确保节点一一对应，结构更稳定。若如图12和图19所示，侧拉杆44在倾斜面的跨度设计为三个横梁，内立杆组件4的相邻两个横梁43之间距d4为100mm，相邻两个水平面的侧拉杆44之间距d5为300mm，而支撑杆8的高度d3为500mm，这样，支撑杆8的节点无法与内立杆组件4水平面侧拉杆44的节点重合，节点不能一一对应，内立杆41连接点局部应力剧增，带来安全隐患。而且，因为图15至图18所示的相邻两个横梁43之间距d1比图12和图19所示的相邻两个横梁43之间距d4加长，相对的，图15至图18所示的横梁43总根数比图12和图19所示少，虽然图15至图18所示将侧拉杆44在倾斜面的跨度设为二个横梁，而图12和图19所示侧拉杆44在倾斜面的跨度设计为三个横梁，但是，附着式升降脚手架的整体重量变化不大，结构更合理。

另外，本发明内立杆41优化设计是采用长方管(图20和图21)，内立杆41的长方管：70*50*5，双轨道杆42的圆管：Φ48*3.5，内立杆41长方管的截面积与两根双轨道杆42圆管的截面积几乎相等，这样，内立杆组件4的中心与重心重合，材料相同时，惯性矩和截面系数都增加，抗变形能力增强，应力降低。

以上所述仅为本发明的具体实施例，并非对本发明保护范围的限制。应当指出，本领域的技术人员在阅读完本说明书后，依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。