一种安全走道底座固定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种安全走道底座固定装置，其包括两个夹紧件、主体、托台及螺栓；两个夹紧件贴合在安全走道的钢构件的外圆周上，其中一个夹紧件通过该螺栓被该主体紧密压合在钢构件上，另一个夹紧件承载在该主体的下端，该主体的上端设置有弧形螺栓孔，该托台对应该弧形螺栓孔设有一排呈竖向排列的第二螺孔，该主体通过该螺栓分别与该弧形螺栓孔及该第二螺孔的配合而与该托台活动连接，该托台可围绕该主体在一定角度内摆动，上述结构，不仅具有拆装方便、节约安装成本、可回收重复利用的性能，而且在走道底座的固定过程中，对钢构件本身不会造成任何损伤，且可以根据钢构件的实际需求，调整安全走道的标高和角度，保证安全走道始终位于水平位置。
【专利说明】
一种安全走道底座固定装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于涉及建筑钢结构技术领域，尤其涉及一种用于管桁架顶部安全走 道进行固定的安全走道底座固定装置。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的发展，要建造更多更大的体育、休闲、展览、航空港、机库等大空间 和超大空间建筑物的需求十分旺盛。此类建筑形式一般为空间钢结构，结构型式可分为网 架(轻钢）、空间桁架(重钢)等。这些建筑物通常都具有跨度大、造型独特、受力复杂及建成 后具有地区标志性意义等特点。
[0003] 此种空间桁架结构的安装施工主要靠施工组织和技术组织来保证。为了降低和简 化安装难度、减少施工安装中的高空作业，安装施工已经发展成为一个独立的关键工序，其 精度控制和方案的易操作性，成为安装施工成功与否的一个决定性因素。
[0004] 在梭形桁架施工过程中，由于桁架顶面为异形曲面，若直接铺设安全走道会造成 走道难固定、易滑移晃动等情况，因此施工中通常采用的一种方式是将安装走道直接焊接 在钢构件上，该方式在安拆过程中会采用焊接、切割、打磨等多道工艺，占用施工设备和人 工，而且还会损伤结构母材，破坏表面油漆，同时焊接位置通常采用点焊形式，在施工活荷 载的作用下易发生疲劳断裂，造成安全事故。使用本发明的安全走道底座卡具，安拆过程简 单方便，不会损伤母材，破坏表面油漆，同时该方法能够在非水平的结构表面安装安全走 道。
[0005] 对于梭形桁架的施工安装过程，还存在另一种非焊接的安全走道固定方式，该方 式通过螺栓连接将安全走道底座与杆件圈紧，避免了损伤母材和破坏表面油漆。由于安全 走道两侧不在同一平面上，因此在低侧需增设垫块来保证安全走道水平。此种固定方式存 在如下问题：1)安全走道底座仅是圈紧固定在杆件上，紧固力明显不足，在施工活荷载的作 用下易发生移动，使施工人员行走不稳，发生危险;2)安全走道底座的螺栓连接在长期震动 的作用下易发生松动，致使螺母脱落，造成安全事故;3)安全走道低侧的垫块易滑落，形成 高空坠物，威胁地面施工作业人员的生命安全。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种安全走道底座固定装置，旨在其不 仅具有拆装方便、节约安装成本、可回收重复利用的性能，而且在走道底座的固定过程中， 对钢构件本身不会造成任何损伤，且可以根据钢构件的实际需求，调整安全走道标高和角 度，保证安全走道始终位于水平位置。
[0007] 本实用新型是这样实现的，一种用于对管桁架结构的安全走道的钢构件进行固定 的安全走道底座固定装置，其包括两个夹紧件、主体、托台及螺栓;所述两个夹紧件夹持在 所述钢构件的外圆周表面上，其中一个所述夹紧件通过所述螺栓被所述主体紧密压合在所 述钢构件上，另一个所述夹紧件承载在所述主体的下端，所述主体的上端设置有弧形螺栓 孔，所述托台对应所述弧形螺栓孔设置有一排呈竖向排列的第二螺孔，所述主体通过所述 螺栓分别与所述弧形螺栓孔及所述第二螺孔的配合而与所述托台活动连接，所述托台能围 绕所述主体在一定角度内摆动。
[0008] 进一步地，前述的夹紧件由两块槽钢制作而成，所述夹紧件的翼缘板的形状与所 述钢构件的外形尺寸相对应以保证所述夹紧件能紧密地夹紧所述钢构件;所述主体由三块 厚度为12mm的钢板拼接而成，所述托台由一块槽钢及厚度为12mm的钢板拼接而成。
[0009] 进一步地，前述的夹紧件大致呈U型结构，其包括基部及由所述基部的相对两端向 上垂直延伸而出的固持部，所述两个固持部的上端部所形成的轮廓与所述钢构件的外形相 对应以便参与所述钢构件紧密贴合。
[0010] 进一步地，前述的钢构件为中空圆柱状结构，所述两个固持部的上端部的外形为 圆弧形。
[0011] 进一步地，前述的主体包括纵长状的基板、第一支撑板、第二支撑板，以及设置在 所述基板与所述第二支撑板之间的斜支撑板;所述第一支撑板及所述第二支撑板由所述基 板的其中一个纵长状侧面水平延伸而出，所述第一支撑板与所述第二支撑板呈上、下相对 的设置，且所述第二支撑板位于所述基板的底端位置;所述斜支撑板为三角形结构;所述弧 形螺栓孔设置在所述基板的上端靠近所述第一支撑板的位置，所述基板位于所述弧形螺栓 孔的下端位置设置有圆孔;所述第一支撑板靠近其末端的位置设置有第一螺孔，所述第一 支撑板通过所述螺栓与所述第一螺孔的配合而盖设在所述夹紧件上端的固持部上，所述第 二支撑板承载在所述夹紧件下端的固持部的底部。
[0012] 进一步地，前述的托台包括竖板及设置有所述竖板上端的固定板，所述竖板大致 呈长方形结构，所述固定板大致呈正方形结构，所述固定板的长度大于所述竖板的宽度，所 述一排第二螺孔设置在所述竖板的长度方向；所述固定板的相对两侧边的位置分别设置有 三个将所述固定装置连接至安全走道板上的第三螺孔，所述第二螺孔的孔深沿水平方向设 置，所述第三螺孔的孔深沿竖直方向设置。
[0013] 本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:本实用新型实施方式提供的安全走 道底座固定装置，通过将所述安全走道底座固定装置采用抱箍方式与所述钢构件固定，不 存在任何焊接操作，不损伤母材，不破坏表面油漆;将所述主体与所述托台通过螺栓连接， 且所述主体的连接位置开设弧形螺栓孔，所述托台的连接位置开设一排螺栓孔，通过该结 构能够方便调整托台标高和相对角度，保证上部走道能够始终保证水平;另外，所述安全走 道底座固定装置整体采用螺栓连接，安拆方便、能够重复使用，且安装过程中不占用施工设 备。
【附图说明】
[0014] 图1A、图1B、图1C是本实用新型实施例提供的安全走道底座固定装置的分解结构 示意图。
[0015] 图2是图1A、图1B、图1C中的安全走道底座固定装置用于固定钢构件的使用过程示 意图。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017] 请参阅图1A、图1B、图1C及图2所示，本实用新型实施例提供的安全走道底座固定 装置用于对大跨度桁架结构的安全走道的钢构件1〇〇进行固定。所述安全走道底座固定装 置包括两个夹紧件1、主体2、托台3及螺栓。所述两个夹紧件1夹持在所述钢构件100的外圆 周表面上，且其中一个所述夹紧件1通过所述螺栓被所述主体2紧密压合在所述钢构件100 上，另一个所述夹紧件1承载在所述主体2的下端。所述托台3通过所述螺栓固定在所述主体 2的上端，且所述托台3能围绕所述主体2在一定角度内摆动。在本实施例中，所述夹紧件1由 两块槽钢制作而成，所述夹紧件1的翼缘板的形状与所述钢构件100的外形尺寸相对应以保 证所述夹紧件1能紧密地夹紧所述钢构件100。所述主体2由三块厚度为12mm的钢板拼接而 成，所述托台3由一块槽钢及厚度为12mm的钢板拼接而成。
[0018] 所述夹紧件1大致呈U型结构，其包括基部10及由所述基部10的相对两端向上垂直 延伸而出的固持部11。所述两个固持部11的上端部所形成的轮廓与所述钢构件100的外形 相对应以便参与所述钢构件100紧密贴合。在本实施例中，因所述钢构件100有中空圆柱状 结构，所述两个固持部11的上端部的外形为圆弧形。
[0019] 所述主体2包括纵长状的基板20、第一支撑板21、第二支撑板22,以及设置在所述 基板20与所述第二支撑板22之间的斜支撑板23。所述第一支撑板21及所述第二支撑板22 由所述基板20的其中一个纵长状侧面水平延伸而出，所述第一支撑板21与所述第二支撑板 22呈上、下相对的设置，且所述第二支撑板22位于所述基板20的底端位置。所述斜支撑板23 为三角形结构。所述基板20的上端靠近所述第一支撑板21的位置设置有弧形螺栓孔200及 圆孔201，所述弧形螺栓孔200位于所述圆孔201的上端。所述第一支撑板21靠近其末端的位 置设置有第一螺孔210。所述第一支撑板21通过螺栓(未标号）与所述第一螺孔210的配合而 盖设在所述夹紧件1上端的固持部11上，所述第二支撑板22承载在所述夹紧件1下端的固持 部11的底部。
[0020] 所述托台3包括竖板30及设置有所述竖板30上端的固定板31。所述竖板30大致呈 长方形结构，所述固定板31大致呈正方形结构，所述固定板31的长度要大于所述竖板30的 宽度。所述竖板30设置有沿其长度方向呈竖向排列的一排第二螺孔300。所述固定板31的相 对两侧边的位置分别设置有三个第三螺孔310。所述第二螺孔300的孔深沿水平方向设置， 所述第三螺孔310的孔深沿竖直方向设置。所述弧形螺栓孔200与所述一排第二螺孔300相 对应以便通过螺栓与弧形螺栓孔200与所述一排第二螺孔300的配合，不仅可以调节所述托 台3的标高，还能使所述托台3在一定角度进行摆动，从而使所述托台3始终保持水平。所述 第三螺孔310用于将所述固定装置连接至安全走道板上。
[0021] 请接合参图2所示，所述安全走道底座固定装置的使用过程为：首先，安装所述夹 紧件1与所述主体2;然后，通过拧动螺栓使所述夹紧件1紧密贴合在所述钢构件100上；最 后，安装所述托台3,通过所述主体2上的所述弧形螺栓孔200将所述托台3调平，再通过所述 托台3上的第二螺孔300调整所述固定板31的标高，待调整完成后拧紧螺栓即可，至此，即完 成所述安全走道的底座上的钢构件的固定。
[0022] 所述主体2的失效状态为承载力对所述钢构件100的中心产生的承载力矩Ml>箍紧 力对所述钢构件100的中心产生的箍紧力矩M2，或承载力对所述托台3的摆动中心产生的承 载力矩M3〉托台摆动调节螺栓产生的摆动力矩M4。因此根据最大箍紧力矩和最大摆动力矩 可以推算出所述主体2的承载力。
[0023] 1.根据最大箍紧力矩计算最大承载力
[0024] (1)最大箍紧力矩计算：
[0025]当箍紧力达到最大时，即箍紧螺栓达到极限状态。箍紧螺栓选用8.6级M20六角头 螺栓，屈服强度极限〇b = 640MPa，许用应力[0] = 〇s/S = 640/3 = 213MPa。剪切许用应力[τ] =〇s/S = 640/2.5 = 256MPa 〇 [0026]由公式得：
[0028] 式中：b--螺纹牙根部厚度，2.5mm;
[0029] D--螺栓大径，20mm;
[0030] u一一受力螺纹圈数，6;
[0031] [τ]--许用剪切应力，256MPa。
[0032] 顶紧力 Q< 1447KN
[0033] 由公式得：
[0035] 式中：b--螺纹牙根部厚度，2.5mm;
[0036] D--螺检大径，20mm;
[0037] u一一受力螺纹圈数，6。
[0038] 1--弯曲力臂，0.487mm。
[0039] 顶紧力 Q< 1030KN
[0040] 综上:螺栓产生的最大顶紧力为min{ 1447,1030} = 1030ΚΝ。
[0041] 所述夹紧件与所述钢构件的摩擦系数取μ = 〇. 15,顶紧力产生的最大箍紧力矩为：
[0042] M2 = 2QyRg
[0043] 式中：Q--最大顶紧力，1030KN;
[0044] μ一一摩擦系数，1.5;
[0045] Rg--钢构件半径，90mm。
[0046] 箍紧力矩Μ2 = 278102·77Ν · m
[0047] (2)承载力矩计算：
[0048]设承载力为F，承载力矩为 [0049] Mi = FiXL
[0050] 式中:F1 最大承载力；
[0051 ] L--F1到钢构件中心的力臂，147mm;
[0052] Ml--承载力矩，取姐=]?2 = 278102.77卜111。
[0053] 承载力 F1 = 1892KN
[0054] 2.根据最大摆动力矩计算最大承载力
[0055] (1)最大摆动力矩计算：
[0056] 当弧形螺栓孔位置处的螺栓连接达到极限状态时，摆动力矩达到最大。摆动螺栓 选用8.6级M16六角头螺栓，屈服强度极限〇b = 640MPa，许用应力[0] = 〇s/S = 640/3 = 213MPa。剪切许用应力[i]=os/S = 640/2.5 = 256MPa。
[0057] 由公式得：
[0059] 式中:b--螺纹牙根部厚度，2mm;
[0060] D--螺检大径，16mm;
[0061] u--受力螺纹圈数，6;
[0062] [τ]--许用剪切应力，256MPa。
[0063] 螺栓轴力 Q<926KN
[0064] 由公式得：
[0066] 式中:b--螺纹牙根部厚度，2mm;
[0067] D--螺检大径，16mm;
[0068] u一一受力螺纹圈数，6。
[0069] 1--弯曲力臂，0.487mm。
[0070] 螺栓轴力?κ 527KN
[0071] 综上：最大螺栓轴力为min{926,527}=527KN。
[0072] 螺栓与主体的摩擦系数取μ = 0.15,最大摆动力矩为：
[0073] M4=2QyRg
[0074] 式中：Q--最大螺栓轴力，527KN;
[0075] μ一一摩擦系数，1.5;
[0076] Rb--摆动半径，44.5mm。
[0077] 摆动力矩Μ4 = 7〇4〇3·26Ν · m
[0078] (2)承载力矩计算：
[0079]设承载力为F，承载力矩为 [0080] M3 = F3XL
[0081] 式中:F3--最大承载力；
[0082] L--F3到摆动中心的力臂，70mm;
[0083] M3--承载力矩，取Μ3=Μ4 = 7〇4〇3·26Ν · m。
[0084] 承载力 F3 = 1006KN
[0085] 根据上述第1&2点中的计算可知，当承载力逐渐加大时，所述托台的摆动位置的螺 栓连接会首先失效，因此最大承载力的应根据第2点的结果，取F3 = 1006KN。
[0086] 综上，所述安全走道底座固定装置的承载力完全满足安全走道的使用要求。
[0087] 本实用新型实施方式提供的安全走道底座固定装置，通过将所述安全走道底座固 定装置采用抱箍方式与所述钢构件固定，不存在任何焊接操作，不损伤母材，不破坏表面油 漆;将所述主体与所述托台通过螺栓连接，且所述主体的连接位置开设弧形螺栓孔，所述托 台的连接位置开设一排螺栓孔，通过该结构能够方便调整托台标高和相对角度，保证上部 走道能够始终保证水平；另外，所述安全走道底座固定装置整体采用螺栓连接，不仅安拆 方便、能够重复使用，而且安装过程中不占用施工设备。
[0088]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于管桁架钢结构顶部安全走道底座固定装置，其特征在于:所述安全走道底 座固定装置包括两个夹紧件、主体、托台及螺栓;所述两个夹紧件夹持在钢构件的外圆周表 面上，其中一个所述夹紧件通过所述螺栓被所述主体紧密压合在所述钢构件上，另一个所 述夹紧件承载在所述主体的下端，所述主体的上端设置有弧形螺栓孔，所述托台对应所述 弧形螺栓孔设置有一排呈竖向排列的第二螺孔，所述主体通过所述螺栓分别与所述弧形螺 栓孔及所述第二螺孔的配合而与所述托台活动连接，所述托台能围绕所述主体在一定角度 内摆动。2. 如权利要求1所述的安全走道底座固定装置，其特征在于，所述夹紧件由两块槽钢制 作而成，所述夹紧件的翼缘板的形状与所述钢构件的外形尺寸相对应以保证所述夹紧件能 紧密地夹紧所述钢构件;所述主体由三块厚度为12mm的钢板拼接而成，所述托台由一块槽 钢及厚度为12mm的钢板拼接而成。3. 如权利要求2所述的安全走道底座固定装置，其特征在于，所述夹紧件大致呈U型结 构，其包括基部及由所述基部的相对两端向上垂直延伸而出的固持部，所述两个固持部的 上端部所形成的轮廓与所述钢构件的外形相对应以便参与所述钢构件紧密贴合。4. 如权利要求3所述的安全走道底座固定装置，其特征在于，所述钢构件为中空圆柱状 结构，所述两个固持部的上端部的外形为圆弧形。5. 如权利要求4所述的安全走道底座固定装置，其特征在于，所述主体包括纵长状的基 板、第一支撑板、第二支撑板，以及设置在所述基板与所述第二支撑板之间的肋板;所述第 一支撑板及所述第二支撑板由所述基板的其中一个纵长状侧面水平延伸而出，所述第一支 撑板与所述第二支撑板呈上、下相对的设置，且所述第二支撑板位于所述基板的底端位置； 所述弧形螺栓孔设置在所述基板的上端靠近所述第一支撑板的位置，所述基板位于所述弧 形螺栓孔的下端位置设置有圆孔;所述第一支撑板靠近其末端的位置设置有第一螺孔，所 述第一支撑板通过所述螺栓与所述第一螺孔的配合而盖设在所述夹紧件上端的固持部 上，所述第二支撑板承载在所述夹紧件下端的固持部的底部。6. 如权利要求5所述的安全走道底座固定装置，其特征在于，所述托台包括竖板及设置 有所述竖板上端的固定板，所述竖板大致呈长方形结构，所述固定板大致呈正方形结构，所 述固定板的长度大于所述竖板的宽度，所述一排第二螺孔设置在所述竖板的长度方向；所 述固定板的相对两侧边的位置分别设置有三个将所述固定装置连接至安全走道板上的第 三螺孔，所述第二螺孔的孔深沿水平方向设置，所述第三螺孔的孔深沿竖直方向设置。
【文档编号】E04G27/00GK205558344SQ201520967004
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年11月26日
【发明人】高勇刚, 徐坤, 谭雨, 李松茂, 刘珂帆, 高成子, 梅华忠, 刘翠
【申请人】中建钢构有限公司