专利名称：高强快拆钢管支架体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管支架，特别是涉及一种高强快拆钢管支架体系。
背景技术：
目前，我国建筑业发展迅猛，建筑业中广泛使用的钢管支架也得到了长足发展，但现有钢管支架体系无法真正实现快速拆卸快速安装的技术难题，施工效率低、施工成本高，导致经济效益不佳；钢管支架中的斜杆件的角度不可调，不能适应实际应用中不同架体高度的不同模数组合；钢管支架的节点处的杆件中心线不能交汇在一点，斜杆件作用力不在同轴线上，整体不稳定。为克服上述问题，设计一种新的钢管支架体系成为亟待解决的课题。
发明内容
本发明的目的是针对传统技术的不足给出一种结构简单、构件受力合理、结构强度和施工效率高、成本低、经济效益好、拆卸简便的高强快拆钢管支架体系。本发明的目的是能够实现的。本发明高强快拆钢管支架体系由主立管、套管、三个销芯、两个紧定螺母、两个垫片、两个外扣件、两个内扣件、若干两端带球头的连接杆件和两个锁止螺母组成，所述套管两端设有外螺纹，所述套管呈静配合套接在所述主立管外部，并通过三个销芯固定在所述主立管上，所述套管下端的外螺纹上螺接一个所述紧定螺母，所述套管在所述紧定螺母的上面依次套接下面的一个垫片、一个外扣件和一个内扣件，在上述三个零件上面呈对称的依次重复套接上面的一个内扣件、一个外扣件和一个垫片，所述套管上端的外螺纹上螺接一个紧定螺母，所述紧定螺母贴合压接在所述上面的垫片上，所述下面的外扣件和下面的内扣件之间通过连接杆件的球头向下斜向连接若干根连接杆件，所述下面的内扣件和上面的内扣件之间通过连接杆件的球头水平向连接若干根连接杆件，所述上面的外扣件和上面的内扣件之间通过连接杆件的球头向上斜向连接若干根连接杆件，所述两个紧定螺母外端在所述套管的螺纹上各螺接一个锁止螺母。本发明高强快拆钢管支架体系，其中所述销芯呈圆柱体，两端面呈圆弧面，所述销芯最大长度与所述套管外径相等，两端的圆弧面与所述套管外表面的弧面曲率相同。本发明高强快拆钢管支架体系，其中所述连接杆件由中间段主管、端部球头、中间段主管与端部球头之间的连接杆三部分组成。本发明高强快拆钢管支架体系，其中所述外扣件为一个上表面大于下底面的圆锥台柱形，中心设有一套孔，所述套孔内径与所述套管外径相同，所述外扣件的下底面为一个平面，上表面在所述套孔外缘设有一个环形半圆面槽，上表面外缘处还对称的设有八个与所述环形半圆面槽联通的U形槽，所述环形半圆面槽的半圆面槽的曲率与所述连接杆件的球头曲率相同，所述U形槽的直径大于连接杆件的连接杆的直径，所述接杆杆件的球头与所述环形半圆面槽成工作配合副，所述连接杆件的连接杆与所述U形槽成工作配合副。本发明高强快拆钢管支架体系，其中所述内扣件整体外形为圆柱形，中心设有套孔，所述套孔内径与所述套管外径相同，所述内扣件圆柱形甲表面在所述套孔外缘设有一个环形半圆面槽甲，甲表面外缘处还对称的设有八个与所述环形半圆面槽甲联通的U形槽甲，所述环形半圆面槽甲的半圆面槽的曲率与所述连接杆件的球头曲率相同，所述U形槽甲的直径大于连接杆件的连接杆的直径，所述连接杆件的球头与所述环形半圆面槽甲成工作配合副，所述连接杆件的连接杆与所述U形槽甲成工作配合副，所述内扣件的乙表面在所述套孔外缘设有一个环形半圆面槽乙，所述连接杆件的球头与所述环形半圆面槽乙成工作配合副，所述下面的内扣件的甲表面与所述上面的内扣件的甲表面贴合连接成曲率相等的配合工作副，所述上面的内扣件的乙表面与所述上面的外扣件的上表面贴合连接成配合工作副。本发明高强快拆钢管支架体系，其中所述若干接杆件在三维空间的呈球面形的节点上对称均布。本发明高强快拆钢管支架体系，其中所述下面的外扣件和下面的内扣件之间连接的连接杆件与所述上面的外扣件和上面的内扣件之间连接的连接杆件，其方向对称的两根处在相同的一根轴线上。本发明另一个目的是给出高强快拆钢管支架体系的施工方法，本发明的高强快拆钢管支架体系的施工方法是通过以下步骤完成的，其中包括
步骤1:首先，按图样用同等级强度的材料加工制作主立管、套管、销芯和连接杆件；步骤2 :将套管以静配合结构套接在主立管上，通过销芯将主立管和套管组装固定成一个整体；
步骤3 :依次组装钢管支架体系节点的下面的锁止螺母、紧定螺母和垫片；
步骤4 :在下面的垫片的上面组装下面的外扣件，将下面的外扣件套装在套管上；
步骤5 :组装向下斜的连接杆件，将向下斜的连接杆件的端部球头放置于下面的外扣件的环形半圆面槽内，将连接杆件的连接杆放置于外扣件的U形槽内；
步骤6 :在放置了连接杆件的下面的外扣件上面组装钢管支架体系节点的下面的内扣件，通过下面的内扣件的环形半圆面槽乙以及外扣件环形半圆面槽固定向下斜的连接杆件;
步骤7:在下面的内扣件甲表面的环形半圆面槽甲内放置水平向的连接杆件的球头，将水平向的连接杆件的连接杆放置在下面的扣件甲表面上的U形槽甲内；
步骤8 :在放置了水平向的连接杆件的下面的内扣件上面再组装一个上面的内扣件，通过下面的内扣件甲表面的环形半圆面槽甲以及另一个上面的内扣件甲表面的环形半圆面槽甲固定水平的连接杆件，水平向的连接杆件的连接杆放置在下面的内扣件和上面的内扣件的U形槽甲共同构成的槽内，之后，再在上面的内扣件的乙表面的环形半圆面槽乙内放置向上斜的连接杆件；
步骤9 :在已经放置向上斜的连接杆件的上面的内扣件的上面组装上面的外扣件，将上面的外扣件套装在套管上，将完成步骤的连接杆件的球头同时也放置于上面的外扣件的环形半圆面槽内，连接杆件的连接杆放置于上面的外扣件的U形槽内，使上面的外扣件与上面的内扣件共同连接向上斜的连接杆件；
步骤10 :最后，在上面的外扣件的上面组装上面的垫片，组装上面的紧定螺母和锁止螺母，完成本发明的高强快拆钢管支架体系。
步骤11 :本高强快拆钢管支架体系的拆除顺序与安装顺序正好相反，逆向操作即可。本发明高强快拆钢管支架体系与现有技术不同之处在于本发明高强快拆钢管支架体系由主立管、套管、三个销芯、两个紧定螺母、两个垫片、两个外扣件、两个内扣件、若干两端带球头的连接杆件和两个锁止螺母组成。若干接杆件在节点空间球面上对称均布，形成一个球状空间节点结构。本发明通过九种零件的组合实现了钢管支架体系的高强快拆，大幅提高了钢管支架体系安装的速度和精度。本发明的钢管支架体系的节点处的所有连接杆件的中心线交汇于一点，解决了其它钢管支架体系中斜杆件作用力不通过节点中心的技术难题，提高了本钢管支架体系的刚度和稳定性。本发明具有构造简洁、制作简易、承载力高、刚度大、稳定性强、安装快捷六大特点，同时能提高施工效率，降低施工成本，提升了经济效益。解决了现有钢管支架体系无法真正实现高强快拆的技术难题。它通用于房屋建筑、市政基础设施、公路桥涵等工程的各种使用环境的承重钢管支架等，应用范围十分广泛。下面结合附图对本发明的高强快拆钢管支架体系作进一步说明。
图1为本发明高强快拆钢管支架体系球头的结构示意图。图2为主立管、套管、销芯的组合结构示意图。图3为外扣件主视示意图。图4为外扣件俯视示意图。图5为外扣件仰视示意图。图6为图4的C-C剖面示意图。图7为图4的D-D首I]面不意图。图8为内扣件主视示意图。图9为内扣件俯视示意图。图10为内扣件仰视示意图。图11为图9的G-G剖面示意图。图12为图9的H-H首I]面不意图。图13为连接杆件的结构示意图。图14为高强快拆钢管支架体系球头之间连接后的的结构示意图。图15 24为装配步骤示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明高强快拆钢管支架体系由主立管1、套管2、三个销芯3、两个紧定螺母4、两个垫片5、两个外扣件6、两个内扣件7、若干两端带球头的连接杆件8和两个锁止螺母9。如图1、图2所示，套管2两端设有外螺纹。套管2呈静配合套接在所述主立管I外部，并通过三个销芯3固定在主立管I上。套管2下端的外螺纹上螺接一个紧定螺母4，套管2在紧定螺母4的上面依次套接下面的一个垫片5、一个外扣件6和一个内扣件7。在上述三个零件上面呈对称的依次重复套接上面的一个内扣件7、一个外扣件6和一个垫片5。套管2上端的外螺纹上螺接一个紧定螺母4，紧定螺母4贴合压接在上面的垫片5上。下面的外扣件6和下面的内扣件7之间通过连接杆件8的球头8. 2向下斜向连接若干根连接杆件8，下面的内扣件7和上面的内扣件7之间通过连接杆件8的球头8. 2水平向连接若干根连接杆件8，上面的外扣件6和上面的内扣件7之间通过连接杆件8的球头8. 2向上斜向连接若干根连接杆件8。两个紧定螺母4外端在套管2的螺纹上各螺接一个锁止螺母9。销芯3呈圆柱体，两端面呈圆弧面。销芯3最大长度与套管2外径相等，两端的圆弧面与套管2外表面的弧面曲率相同。如图13所示，连接杆件8由中间段主管8.1、端部球头8. 2、中间段主管8.1球形8. 2的连接杆8. 3三部分组成。如图1、图3 图7所不，夕卜扣件6为一个上表面大于下底面的圆锥台柱形，中心设有一套孔6. 1，套孔6.1内径与所述套管2外径相同。外扣件6的下底面为一个平面，上表面在套孔6.1外缘设有一个环形半圆面槽6. 2，上表面外缘处还对称的设有八个与环形半圆面槽6. 2联通的U形槽6. 3。环形半圆面槽6. 2的半圆面槽的曲率与连接杆件8的球头8. 2曲率相同。U形槽6. 3的直径大于连接杆件8的连接杆8. 3的直径，接杆杆件8的球头8. 2与环形半圆面槽6. 2成工作配合副。连接杆件8的连接杆8. 3与U形槽6. 3成工作配合副。如图1、图8 图12所示，内扣件7整体外形为圆柱形，中心设有套孔7. 1，套孔7.1内径与套管2外径相同。内扣件7圆柱形甲表面在所述套孔7.1外缘设有一个环形半圆面槽甲7. 2，甲表面外缘处还对称的设有八个与所述环形半圆面槽甲7. 2联通的U形槽甲7. 3。环形半圆面槽甲7. 2的半圆面槽的曲率与连接杆件8的球头8. 2曲率相同。U形槽甲
7.3的直径大于连接杆件8的连接杆8. 3的直径。连接杆件8的球头8. 2与环形半圆面槽甲7. 2成工作配合副。连接杆件8的连接杆8. 3与U形槽甲7. 3成工作配合副。内扣件7的乙表面在套孔7.1外缘设有一个环形半圆面槽乙7. 4。连接杆件8的球头8. 2与环形半圆面槽乙7. 4成工作配合副。下面的内扣件7的甲表面与上面的内扣件7的甲表面贴合连接成曲率相等的配合工作副。上面的内扣件7的乙表面与所述上面的外扣件6的上表面贴合连接成配合工作副。如图1所示，若干接杆件8在三维空间的呈球面形的节点上对称均布。下面的外扣件6和下面的内扣件7之间连接的连接杆件8与上面的外扣件6和上面的内扣件7之间连接的连接杆件8，其对称方向的两根处在相同的一根轴线上。如图15-24所示，本发明的高强快拆钢管支架体系的工艺方法是通过以下步骤完成的
步骤1:首先，按图样用同等级强度的材料加工制作主立管1、套管2、销芯3和连接杆件8 ；
步骤2 :将套管2以静配合结构套接在主立管I上，通过销芯3将主立管I和套管2组装固定成一个整体；
步骤3 :依次组装钢管支架体系节点的下面的锁止螺母9、紧定螺母4和垫片5 ；
步骤4 :在下面的垫片5的上面组装下面的外扣件6，将下面的外扣件6套装在套管2
上；
步骤5 :组装向下斜的连接杆件8，将向下斜的连接杆件8的端部球头8. 2放置于下面的外扣件6的环形半圆面槽6. 2内，将连接杆件8的连接杆8. 3放置于外扣件6的U形槽
6.3内;
步骤6 :在放置了连接杆件8的下面的外扣件6上面组装钢管支架体系节点的下面的内扣件7,通过下面的内扣件7的环形半圆面槽乙7. 4以及外扣件6环形半圆面槽6. 2固定向下斜的连接杆件8;
步骤7 :在下面的内扣件7甲表面的环形半圆面槽甲7. 2内放置水平向的连接杆件8的球头8. 2，将水平向的连接杆件8的连接杆8. 3放置在下面的扣件7甲表面上的U形槽甲
7.3内；
步骤8 :在放置了水平向的连接杆件8的下面的内扣件7上面再组装一个上面的内扣件7，通过下面的内扣件7甲表面的环形半圆面槽甲7. 2以及另一个上面的内扣件7甲表面的环形半圆面槽甲7. 2固定水平的连接杆件8，水平向的连接杆件8的连接杆8. 3放置在下面的内扣件7和上面的内扣件7的U形槽甲7. 3共同构成的槽内，之后，再在上面的内扣件7的乙表面的环形半圆面槽乙7. 4内放置向上斜的连接杆件8 ；
步骤9 :在已经放置向上斜的连接杆件8的上面的内扣件7的上面组装上面的外扣件6，将上面的外扣件6套装在套管2上，将完成步骤8的连接杆件8的球头8. 2同时也放置于上面的外扣件6的环形半圆面槽6. 2内，连接杆件8的连接杆8. 3放置于上面的外扣件6的U形槽6. 3内，使上面的外扣件6与上面的内扣件7共同连接向上斜的连接杆件8 ；步骤10 :最后，在上面的外扣件6的上面组装上面的垫片5，组装上面的紧定螺母4和锁止螺母9，完成本发明的高强快拆钢管支架体系。步骤11 :本高强快拆钢管支架体系的拆除顺序与安装顺序正好相反，逆向操作即可。本发明的球头与球头之间连接后的整体结构参看图14。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种高强快拆钢管支架体系，其特征在于由主立管(I)、套管(2)、三个销芯(3)、两个紧定螺母(4)、两个垫片(5)、两个外扣件(6)、两个内扣件(7)、若干两端带球头的连接杆件(8)和两个锁止螺母(9)组成，所述套管(2)两端设有外螺纹，所述套管(2)呈静配合套接在所述主立管(I)外部，并通过三个销芯(3 )固定在所述主立管(I)上，所述套管(2 )下端的外螺纹上螺接一个所述紧定螺母(4)，所述套管(2)在所述紧定螺母(4)的上面依次套接下面的一个垫片(5)、一个外扣件(6)和一个内扣件(7)，在上述三个零件上面呈对称的依次重复套接上面的一个内扣件(7)、一个外扣件(6)和一个垫片(5)，所述套管(2)上端的外螺纹上螺接一个紧定螺母(4)，所述紧定螺母(4)贴合压接在所述上面的垫片(5)上，所述下面的外扣件(6)和下面的内扣件(7)之间通过连接杆件(8)的球头(8. 2)向下斜向连接若干根连接杆件(8)，所述下面的内扣件(7)和上面的内扣件(7)之间通过连接杆件(8) 的球头(8. 2)水平向连接若干根连接杆件(8)，所述上面的外扣件(6)和上面的内扣件(7) 之间通过连接杆件(8)的球头(8. 2)向上斜向连接若干根连接杆件(8)，所述两个紧定螺母(4)外端在所述套管(2)的螺纹上各螺接一个锁止螺母(9)。
2.根据权利要求1所述的高强快拆钢管支架体系，其特征在于所述销芯(3)呈圆柱体，两端面呈圆弧面，所述销芯(3)最大长度与所述套管(2)外径相等，两端的圆弧面与所述套管(2)外表面的弧面曲率相同。
3.根据权利要求1所述的高强快拆钢管支架体系，其特征在于所述连接杆件(8)由中间段主管(8.1)、端部球头(8. 2)、中间段主管(8.1)与端部球头(8. 2)之间的连接杆(8. 3) 三部分组成。
4.根据权利要求1所述的高强快拆钢管支架体系，其特征在于所述外扣件(6)为一个上表面大于下底面的圆锥台柱形，中心设有一套孔(6. 1)，所述套孔(6.1)内径与所述套管(2)外径相同，所述外扣件(6)的下底面为一个平面，上表面在所述套孔(6.1)外缘设有一个环形半圆面槽(6. 2)，上表面外缘处还对称的设有八个与所述环形半圆面槽(6. 2)联通的U形槽(6. 3)，所述环形半圆面槽(6. 2)的半圆面槽的曲率与所述连接杆件(8)的球头(8.2)曲率相同，所述U形槽(6.3)的直径大于连接杆件(8)的连接杆(8.3)的直径，所述接杆杆件(8)的球头(8. 2)与所述环形半圆面槽(6. 2)成工作配合副，所述连接杆件(8)的连接杆(8. 3 )与所述U形槽(6. 3 )成工作配合副。
5.根据权利要求1所述的高强快拆钢管支架体系，其特征在于所述内扣件(7)整体外形为圆柱形，中心设有套孔(7. 1)，所述套孔(7.1)内径与所述套管(2)外径相同，所述内扣件(7)圆柱形甲表面在所述套孔(7.1)外缘设有一个环形半圆面槽甲(7. 2)，甲表面外缘处还对称的设有八个与所述环形半圆面槽甲(7. 2)联通的U形槽甲(7. 3)，所述环形半圆面槽甲(7.2)的半圆面槽的曲率与所述连接杆件(8)的球头(8.2)曲率相同，所述U形槽甲(7.3)的直径大于连接杆件(8)的连接杆(8.3)的直径，所述连接杆件(8)的球头(8. 2)与所述环形半圆面槽甲(7. 2 )成工作配合副，所述连接杆件(8 )的连接杆(8. 3 )与所述U形槽甲(7. 3)成工作配合副，所述内扣件(7)的乙表面在所述套孔(7.1)外缘设有一个环形半圆面槽乙(7. 4)，所述连接杆件(8)的球头(8. 2)与所述环形半圆面槽乙(7. 4)成工作配合副， 所述下面的内扣件(7)的甲表面与所述上面的内扣件(7)的甲表面贴合连接成曲率相等的配合工作副，所述上面的内扣件(7)的乙表面与所述上面的外扣件6的上表面贴合连接成配合工作副。
6.根据权利要求1或4或5所述的高强快拆钢管支架体系，其特征在于所述若干接杆件(8 )在三维空间的呈球面形的节点上对称均布。
7.根据权利要求6所述的高强快拆钢管支架体系，其特征在于所述下面的外扣件(6) 和下面的内扣件(7)之间连接的连接杆件(8)与所述上面的外扣件(6)和上面的内扣件(7) 之间连接的连接杆件(8 )，其方向对称的两根处在相同的一根轴线上。
8.一种高强快拆钢管支架体系的施工方法，其特征在于方法中包括以下步骤步骤1:首先，按图样用同等级强度的材料加工制作主立管(I)、套管(2)、销芯(3)和连接杆件(8)；步骤2 :将套管2以静配合结构套接在主立管(I)上，通过销芯3将主立管(I)和套管(2)组装固定成一个整体；步骤3 :依次组装钢管支架体系节点的下面的锁止螺母(9)、紧定螺母(4)和垫片(5)； 步骤4 :在下面的垫片(5)的上面组装下面的外扣件(6)，将下面的外扣件(6)套装在套管(2)上；步骤5 :组装向下斜的连接杆件(8)，将向下斜的连接杆件(8)的端部球头(8. 2)放置于下面的外扣件(6)的环形半圆面槽(6. 2)内，将连接杆件(8)的连接杆(8. 3)放置于外扣件(6)的U形槽(6.3)内；步骤6 :在放置了连接杆件(8)的下面的外扣件(6)上面组装钢管支架体系节点的下面的内扣件(7),通过下面的内扣件(7)的环形半圆面槽乙(7. 4)以及外扣件(6)环形半圆面槽(6. 2)固定向下斜的连接杆件(8)；步骤7:在下面的内扣件(7)甲表面的环形半圆面槽甲(7. 2)内放置水平向的连接杆件(8)的球头(8. 2)，将水平向的连接杆件(8)的连接杆(8. 3)放置在下面的扣件(7)甲表面上的U形槽甲(7.3)内；步骤8 :在放置了水平向的连接杆件(8)的下面的内扣件(7)上面再组装一个上面的内扣件(7)，通过下面的内扣件(7)甲表面的环形半圆面槽甲(7. 2)以及另一个上面的内扣件(7)甲表面的环形半圆面槽甲(7.2)固定水平的连接杆件(8)，水平向的连接杆件(8)的连接杆(8. 3)放置在下面的内扣件(7)和上面的内扣件(7)的U形槽甲(7. 3)共同构成的槽内，之后，再在上面的内扣件(7)的乙表面的环形半圆面槽乙(7. 4)内放置向上斜的连接杆件(8 )；步骤9 :在已经放置向上斜的连接杆件(8)的上面的内扣件(7)的上面组装上面的外扣件(6)，将上面的外扣件(6)套装在套管(2)上，将完成步骤8的连接杆件(8)的球头(8.2) 同时也放置于上面的外扣件(6)的环形半圆面槽(6. 2)内，连接杆件(8)的连接杆(8. 3)放置于上面的外扣件(6)的U形槽(6. 3)内，使上面的外扣件(6)与上面的内扣件(7)共同连接向上斜的连接杆件(8);步骤10 :最后，在上面的外扣件(6)的上面组装上面的垫片(5)，组装上面的紧定螺母(4)和锁止螺母(9)，完成本发明的高强快拆钢管支架体系；步骤11 :本高强快拆钢管支架体系的拆除顺序与安装顺序正好相反，逆向操作即可。
全文摘要
一种高强快拆钢管支架体系，由主立管、套管、销芯、两个紧定螺母、两个垫片、两个外扣件、两个内扣件、若干两端带球头的连接杆件和锁止螺母组成。若干两端带球头的连接杆件在由内、外四个扣件构成的节点空间球面上均布，形成一个球状空间节点结构。本发明真正实现了钢管支架体系的高强快拆，大幅提高了钢管支架安装的速度和精度。节点处的所有连接杆件的中心线交汇于一点，解决了斜杆件作用力不通过节点中心的难题，提高了本高强快拆钢管支架体系的刚度和稳定性。本发明制作简易、承载力高、刚度大、稳定性强、安装快捷，提高施工效率，降低施工成本，真正实现了高强、快装拆的难题。它用于各种使用环境的承重钢管支架等，应用范围十分广泛。
文档编号E04G25/00GK103015745SQ201210527090
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者牟善峰, 曹国章, 潘寿林, 桑乃余, 龚建昌, 董佳节, 费恺 申请人:北京城建亚泰建设集团有限公司, 北京城建亚泰房地产开发有限公司