本發(fā)明涉及建筑、民用工程技術(shù)領(lǐng)域腳手架工程領(lǐng)域，具體為一種超壓腳手架鋼管，能夠承受更大軸力的超壓桿件。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的常用腳手架鋼管，直徑通常為48mm，壁厚通常為3.0mm-4.0mm。由于腳手架的搭設(shè)幾乎不用機(jī)械，在安裝時(shí)需要耗費(fèi)較多的人工，因此，單根腳手架鋼管的重量必須適合個(gè)人操作。腳手架鋼管越輕，則越便于操作。

傳統(tǒng)腳手架鋼管(以48*3.5為例)受限于長(zhǎng)細(xì)比，根據(jù)歐拉臨界力計(jì)算，pcrb＝π²ei/l²，(其中，pcrb：桿件臨界承載力；e：彈性模量；i：慣性矩；l：桿件)，對(duì)于三米高度的立管，不加側(cè)向支撐時(shí)的極限承載力約2.4噸。實(shí)際使用時(shí)，為了增加立桿的豎向承載力，通常會(huì)每隔1.2米設(shè)置一橫桿。然而，這樣不僅大大增加橫桿的使用量，同時(shí)還為架內(nèi)人員通行，物品搬運(yùn)增加了很多困難。

目前，現(xiàn)有的腳手架鋼管的承載力上限為歐拉臨界力，要提高受壓承載力通常需要加大截面來解決穩(wěn)定問題，造成用鋼多且腳手架鋼管外形粗笨。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種超越傳統(tǒng)長(zhǎng)細(xì)比、能夠承受更大的軸向力的超壓腳手架鋼管，突破歐拉臨界應(yīng)力的腳手架鋼管，同時(shí)還具有節(jié)省用材，更輕巧的特點(diǎn)，原理簡(jiǎn)單，制作方便，相對(duì)傳統(tǒng)腳手架鋼管成本大幅度降低，搭設(shè)工作量減半，使得架內(nèi)同行更加方便。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種超壓腳手架鋼管，包括圓管桿件、灌漿腔室和預(yù)應(yīng)力套件，其中，所述圓管桿件內(nèi)平行設(shè)有墊板，相鄰所述墊板與所述圓管桿件內(nèi)壁圍成所述灌漿腔室，所述灌漿腔室內(nèi)注有灌漿料，所述預(yù)應(yīng)力套件設(shè)置于所述圓管桿件的端口，且所述預(yù)應(yīng)力套件延伸至所述圓管桿件內(nèi)的一端與所述墊板接觸。

進(jìn)一步的，在所述超壓腳手架鋼管中，所述預(yù)應(yīng)力套件包括端板和連接螺栓，其中，所述端板固定在所述圓管桿件的端口上，所述端板沿所述圓管桿件軸向方向開設(shè)有連接螺栓孔，所述連接螺栓貫穿所述連接螺栓孔與所述墊板接觸。

進(jìn)一步的，在所述超壓腳手架鋼管中，所述預(yù)應(yīng)力套件包括開設(shè)在所述圓管桿件端口內(nèi)壁上的內(nèi)螺紋和帶內(nèi)六角槽的螺栓，且所述帶內(nèi)六角槽的螺栓的外螺紋與所述圓管桿件端口內(nèi)壁上的內(nèi)螺紋相匹配，所述帶內(nèi)六角槽的螺栓背離所述圓管桿件端口的一端與所述墊板接觸。

進(jìn)一步的，在所述超壓腳手架鋼管中，所述墊板為半球形墊塊。

進(jìn)一步的，在所述超壓腳手架鋼管中，所述灌漿料為高強(qiáng)砂漿。

進(jìn)一步的，在所述超壓腳手架鋼管中，所述圓管桿件為中空長(zhǎng)條型桿件。

進(jìn)一步的，在所述超壓腳手架鋼管中，所述圓管桿件的管內(nèi)壁上設(shè)有襯管。

進(jìn)一步的，在所述超壓腳手架鋼管中，所述襯管為水玻璃襯管或塑料波紋管中的一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：

1.利用高強(qiáng)砂漿抗壓能力好的特點(diǎn)，使用高強(qiáng)砂漿作為超壓腳手架鋼管灌漿腔室的填充料，承受壓力。超壓腳手架鋼管的受拉能力和砂漿的抗壓能力匹配。

2.填充砂漿時(shí)，在超壓腳手架鋼管內(nèi)先襯一層水玻璃襯管或塑料波紋管，使得高強(qiáng)砂漿與超壓腳手架鋼管內(nèi)壁無限貼近，又能互相錯(cuò)位。

3.作為標(biāo)準(zhǔn)腳手管，有效地控制了每米重量，便于工人操作。

4.超壓腳手架鋼管端口設(shè)有預(yù)應(yīng)力套件，利用高強(qiáng)螺栓反頂，給超壓腳手架鋼管外管提供預(yù)拉力。

5.本發(fā)明提出的超壓腳手架鋼管造價(jià)趨近于最低，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明超壓腳手架鋼管預(yù)應(yīng)力套件采用方案一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為預(yù)應(yīng)力套件方案一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明超壓腳手架鋼管預(yù)應(yīng)力套件采用方案二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為預(yù)應(yīng)力套件方案一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如背景技術(shù)所提及的，現(xiàn)有技術(shù)中的腳手架鋼管的承載力上限為歐拉臨界力，在不額外增加鋼材質(zhì)的前提下，無法提高腳手架鋼管承壓能力，即不能突破歐拉臨界力。有鑒于此，發(fā)明人經(jīng)過研究及理論推導(dǎo)得出，在傳統(tǒng)中的腳手架鋼管注入高強(qiáng)砂漿的灌漿料，獲得一種腳手架鋼管能夠極大的提高腳手架鋼管的臨界承載力。

普通的歐拉桿受壓臨界力為

其中，pcrb：桿件臨界承載力；e：彈性模量；i：慣性矩；l：桿件；

然而，高屈服強(qiáng)度的材料可直接提高臨界承載力。受壓臨界力ncr：

其中，ab：填充棒的面積；fy：材料屈服強(qiáng)度；pcrb：桿件臨界承載力。

因此，發(fā)明人提出在腳手架鋼管內(nèi)注入高屈服強(qiáng)度的材料如高強(qiáng)砂漿等灌漿料，獲得一種突破歐拉臨界力的超壓腳手架鋼管，使得相同外形、材質(zhì)、邊界條件的超壓腳手架鋼管與傳統(tǒng)的歐拉桿(承載力上限為歐拉臨界力的腳手架鋼管)相比，受壓臨界力可以大幅度提高。本發(fā)明超壓腳手架鋼管這種承載方式可將其承載的臨界力提高到3倍左右(可承載的臨界力的提高幅度跟灌漿料的材料材質(zhì)等有關(guān))。

本申請(qǐng)?jiān)谏鲜龌A(chǔ)上，提出了一種超越傳統(tǒng)長(zhǎng)細(xì)比、能夠承受更大的軸向力的超壓腳手架鋼管，同時(shí)還具有節(jié)省用材，更輕巧的特點(diǎn)。

具體的，如圖1至圖4所示，本發(fā)明提出了一種超壓腳手架鋼管，包括圓管桿件1本體，該圓管桿件1為中空長(zhǎng)條型桿件。在圓管桿件1的管內(nèi)平行管橫截面設(shè)置有墊板3。優(yōu)選地，墊板3設(shè)置在圓管桿件1兩端內(nèi)且接近圓管桿件1管端口，由兩相鄰墊板3與圓管桿件1內(nèi)壁共同圍成一灌漿腔室2，在灌漿腔室2內(nèi)灌注高強(qiáng)砂漿等灌漿料，該高強(qiáng)砂漿，是建筑上砌磚石用的黏結(jié)物質(zhì)，由一定比例的砂子和膠結(jié)材料(水泥、石灰膏、黏土等)加水合成，屬于現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選地但不限于自密實(shí)高強(qiáng)砂漿(如中國(guó)專利200610027202.0公開的一種自密實(shí)高強(qiáng)砂漿)、高強(qiáng)聚合物砂漿(如牌號(hào)：rj-55，生產(chǎn)廠家：北京榮達(dá)信新技術(shù)有限公司)、高強(qiáng)環(huán)氧砂漿(如牌號(hào)：rj-h90，生產(chǎn)廠家：北京榮達(dá)信新技術(shù)有限公司)等。為了在填充高強(qiáng)砂漿時(shí)，使得高強(qiáng)砂漿與圓管桿件1內(nèi)壁無限貼近，在圓管桿件1的內(nèi)壁上預(yù)先設(shè)有襯管(圖未示出)，襯管可以選用水玻璃襯管或塑料小波紋管。

為了提高傳統(tǒng)腳手架鋼管的承壓能力，除了在圓管桿件1內(nèi)澆灌高強(qiáng)砂漿提高承壓能力之外，進(jìn)一步的，還在圓管桿件1的端口設(shè)置預(yù)應(yīng)力套件，擰緊預(yù)應(yīng)力套件，通過給圓管桿件1和內(nèi)核2(填灌高強(qiáng)砂漿達(dá)到強(qiáng)度后的灌漿腔室)施加大小相等方向相反的自平衡預(yù)應(yīng)力，將圓管桿件1和內(nèi)核2裝配成自預(yù)應(yīng)力超大長(zhǎng)細(xì)比套管柱，從而提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，調(diào)整其動(dòng)力性能，使本發(fā)明提出的超壓腳手架鋼管的受壓承載力大幅度提高。

上述預(yù)應(yīng)力套件的結(jié)構(gòu)可以采用如下兩種方案中的任意一種：

如圖1和圖2所示，預(yù)應(yīng)力套件結(jié)構(gòu)方案一：預(yù)應(yīng)力套件包括固定在圓管桿件1端口上的端板4，在端板4上沿圓管桿件1軸向方向開設(shè)有連接螺栓孔9，一連接螺栓5貫穿連接螺栓孔9與位于圓管桿件1內(nèi)的墊板3相接觸。當(dāng)灌漿腔室2內(nèi)灌入的高強(qiáng)砂漿達(dá)到強(qiáng)度后，擰緊預(yù)應(yīng)力套件上的連接螺栓5，可以對(duì)圓管桿件1和內(nèi)核2(填灌高強(qiáng)砂漿達(dá)到強(qiáng)度后的灌漿腔室)施加大小相等方向相反的自平衡預(yù)應(yīng)力，將圓管桿件1和內(nèi)核2裝配成自預(yù)應(yīng)力超大長(zhǎng)細(xì)比套管柱，大幅度提高本發(fā)明提出的超壓腳手架鋼管的受壓承載力。

如圖3和圖4所示，預(yù)應(yīng)力套件結(jié)構(gòu)方案二：預(yù)應(yīng)力套件包括沿圓管桿件1端口內(nèi)壁上周向開設(shè)的內(nèi)螺紋6，與該內(nèi)螺紋6相匹配的帶有內(nèi)六角槽8的螺栓7，借助該內(nèi)六角槽8將該螺栓7擰緊，該帶內(nèi)六角槽的螺栓7與位于圓管桿件1內(nèi)的墊板3緊密接觸，即可通過帶有內(nèi)六角槽的螺栓7對(duì)圓管桿件1和填灌有高強(qiáng)砂漿的灌漿腔室2施加“預(yù)應(yīng)力”，進(jìn)而提高圓管桿件1承載壓力的能力。在此方案中，墊板3優(yōu)選的為半球形墊塊。

值得注意的是，在圓管桿件1的至少一端口設(shè)置預(yù)應(yīng)力套件，即圓管桿件1的兩端口可以一端封死另一端設(shè)置預(yù)應(yīng)力套件，或者圓管桿件1兩端口均設(shè)置預(yù)應(yīng)力套件，且圓管桿件1兩端口處的預(yù)應(yīng)力套件結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要采用上述預(yù)應(yīng)力套件結(jié)構(gòu)方案一和方案二兩種方案中任意一種。

綜上，在本發(fā)明實(shí)施例提供的超壓腳手架鋼管中，在圓管桿件內(nèi)設(shè)灌漿腔室，并灌入高強(qiáng)砂漿，并在圓管桿件至少一個(gè)端口設(shè)置預(yù)應(yīng)力套件，在灌漿料強(qiáng)度達(dá)到后，擰緊端頭的螺栓，從而在圓管桿件外壁上產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，經(jīng)如此處理后的桿件，能夠比傳統(tǒng)的桿件增強(qiáng)數(shù)倍的承壓能力。

盡管上述已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。