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1、模板坍塌事故预防及救险措施浅析模板坍塌事故是建筑施工中极易引发群体伤亡的危险源之一，尤其随着城市现代化的发展，大层高的建筑越来越多，一些高度大于4.5m，且采用扣件式钢管模板支撑架的模板工程频频发生了坍塌事故，造成重大的人身伤亡和财产损失。2000 年 11 月 16 日某纺织公司正在浇筑砼的锅炉房屋面平台突然发生坝塌事故，造成 11 人死亡、2 人重伤、1 人轻伤，直接经济损失达 257.5 万元。该屋面排架支撑采用483.5 的钢管搭设。热电厂架搭设基本以主梁轴线为基准，距梁轴线 0.5m 左右两侧设置两根立杆，其余部分以间距不超过 1.8m 为原则平均分配立杆间距，立杆间距实际最大值为
2、1.7m 左右，水平杆的竖向间距为 1.8m 左右。立杆大部分采用对接扣件上下搭接，仅在接近屋面板模板部位，为了调整高度而采用两个旋转扣件作搭接。据勘查，水平杆在纵横方向每隔一个步距均缺设一根，排架支撑中没有设置连续的竖向和水平剪刀撑。排架搭设没有设计计算文件及指导施工的书面技术文件。据屋面结构平面分析，得出排架支撑最大受载区域大体为3.25m2（2.51.3m），其下部支撑立杆为 2 根483.5 的钢管。下面按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ1302001）对架体进行力学分析：1（一）荷载分析（1）结构静荷载主梁 0.41.51.3=0.78m3次梁 0.250.92.5=0.
3、563m3楼板（2.51.3）-（0.41.3）-（2.10.25）0.12=0.27m3（0.78+0.563+0.27）25000=40325N（2）木模板荷载3.25300=975N（3）施工活荷载3.251000=3250N1.2+1.4=54110N传递至单根立杆的荷载为 27055N（二）稳定分析有钢管、扣件作排架的支撑设计必须进行详细的受力分析和计算，是施工安全管理中的强制性要求，这对于本安全支撑高度大于 4.5m的高支撑架尤为重要。而模板支撑的实际搭设处理与理论计算假定是否相近又是极其重要的计算依据。由于采用扣件相互连接，各个节点都存在一系列的可变因素，如偏心、位移、坚固扭矩不
4、足等，这些因素均影响到计算中杆件长细比的确定。长细比的难以确定直接影响杆2件的稳定分析。因此，实际工程中的计算模式的假定必须严格按最有利于安全的角度出发。由于轴心受压杆件的长细比按规范要求应限制在=150 之内，也就是当考虑钢管的计算长度 l02370mm 时，才能符合规范要求。若要满足此要求，就必须在计算杆件两端形成良好的铰接状态（如安装水平剪刀撑，形成水平刚度较强的状态）。本案例支撑水平杆步距虽要求为 1800mm，但实际水平杆“在纵横方向每隔一个步距均缺设一根”，因此按 2 步高作为“良好的铰接状态”进行验算，则=（2 1800）/15.78=228，查表，=0.146。稳定验算：N/（
5、A）=378.8N/mm2f=205N/mm2。以上分析不难看出事故的技术原因主要是：1本案例屋面设计标高较大，离地面达 21m，与二层平台（标高+4.50m）间距达 16.5m。因此，支撑竖向高度较大，采用 483.5 钢管作竖向立杆，水平间距 1.01.7m 明显过大，水平杆上下间距 1.8m，没有设置连续的竖向和水平剪刀撑，导致支撑系统整体性极差，即没有形成可靠的空间受力结构。2在未计入施工中泵送砼直接对模板支撑的冲击力时，支撑立杆受力已达 27kN 以上。假设钢管立杆的计算长度为 3600mm，则钢管稳定验算中的计算值已达 378.8N/mm2，此值已大大超过235 钢的3设计强度值
6、205N/mm2 和屈服强度值 235Nmm2。因此支撑立杆已不稳定，发生坍塌事故已是必然。在我国，扣件式风管模板支撑架是建筑施工中常用的支撑方式，但因为缺少相对应的设计计算专业标准，使现有的设计计算存在着不确定、不安全的因素，尤其是对于支撑高度大于 4.5m 的梁板模板支撑架，更是由于安全技术和事故预案的不完善，导致模板坍塌事故频频发生。加上施工现场缺乏必要的紧急救援系统，无法在坍塌事故发生后及时施救，以至于造成大量的人员伤亡，为预防模板坍塌事故的发生，确保扣件式钢管模板支撑架的使用安全和施工人员安全，有必要对同类事故的预案编制内容和紧急救援系统的建立进行分析及探讨。第一部分预案编制（一）保
7、证架体稳定的构造措施关于扣件式钢管模板支撑架的设计计算，仅在近期颁布实施的建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）中 56 条作了一些计算规定，但规定是借鉴了国外近似“几何不可变杆系结构”力学模型的计算方法，由于我国现行相关标准对常用的扣件式钢管模板支撑架的构造要求没有国外标准那样严格，加上扣件钢管的安装质量受人为因素的影响较大，使得按规定传统习惯搭设的扣件式钢4管模板支撑架不易达到“几何不可变杆系结构”的力学要求。因此，若按现行规范设计计算支撑架，还必须通过构造手段来提高架的整体刚度，以保证架体的使用安全。（1）必须设置纵横向扫地杆和梁下纵横向水平杆。因为根据有关试验，
8、如不设置这二项杆件，立杆的极限承载能力将下降 11.1%。设置时应注意：纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm 处的立杆上，横向扫地杆庆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。为保证立杆的整体稳定，还必须在安装立杆的同时设置纵、横向水平杆。（2）支撑架的步距以 0.91.5m 为宜，且最大不能超过 1.8m。因为支撑架步距的大小与立杆的极限承载力之间存在近似反比的线性关系，当施工荷载较大时，适当缩小纵横向水平杆的步距，以减少立杆的长细比，则可充分发挥钢管的强度，使其更为经济合理。根据测算，杆件的计算长度增大一倍则其极限承载力将降低 50%70%。（3）模板支撑架立杆应优
9、先使用对接接长的方式。立杆接长的方式有对接和搭接两种，根据有关测试，对接的最大承载力是搭接的3 倍多。此外，值得注意的是当顶部立杆使用搭接接上时，由于模板上的5荷载是直接作用在支撑架顶层横杆上，并通过扣件与钢管间接的磨擦力将力传到立杆上的，又因为扣件所能传递的力较小，且有一定的偏心，致使支撑架整体受力性能较差。此时搭接接长的构造要求是：扣件间距应大小 800mm，且每根立杆的允许荷载以小于 12kN 为宜。在搭设支撑架时还应注意，立杆和水平杆的接长位置应做到相邻杆错开，且不在同一步跨内。（4）立杆的间距不得超过支撑设计规定，且最大不超过 1m，并应符合现行行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技
10、术规范（JGJ130-2001）的规定。立杆底部支承结构必须具有支承上层荷载的能力。当用楼板作支承结构时，由于模板支承立杆所承受的施工荷载往往大于楼板的设计荷载，因此要以计算确定保持两层或多层立杆。为合理传递荷载，立杆底部应设置木垫板，并且使上下层立杆处在同一垂直线上。（5）必须合理设置剪刀撑。剪刀撑有利于提高架体的整体稳定，特别是支撑高度大于 4.5m 的支撑架，合理设置剪刀撑能有效防止泵送砼对模板支撑的冲击所造成的架体整体失稳。根据相关试验表明，合理设置剪刀撑的支撑体系其极限承载能力可提高 17%。因此，满堂的模板支承架应沿架体四周外立面满设竖向剪刀撑，竖向剪刀撑均由底至顶连续设置。支撑架
11、较高时，或者高宽比6 时，为提高架体的6整体刚度，在架体顶部、底部设扫地杆处、以及中部每隔 46m 处必须设置满堂水平剪刀撑，剪刀撑必须与立杆相连接。（6）严格控制支撑架的变形，确保架体的稳定性。除架体承载引起架体变形外，还有地基的不均匀沉降导致立杆受力不均发生局部失稳。模板下部的支撑梁变形过大，也会引起支撑架的变形。当特殊结构施工或支撑荷载较大时，支撑架要尽可能通过已具备一定强度的相邻构件（墙、柱等）实施卸载，并尽量与建筑物实现可靠连接。（二）保证施工安全的管理措施（1）模板支撑工程必须做到先设计后施工。设计内容应包括：a.支撑系统强度计算计算时应考虑：模板及支撑重量砼及钢筋自重施工人员和设
12、备荷载砼倾倒和振捣产生的荷载风荷载并按荷载的最不利状态和组合计算。还必须以单扣件抗滑力小于 8.5kN、双扣件抗滑力小于 12kN，对7扣件连接点进行验算。b.支承模板支撑系统的楼、地面等的强度计算。c.支撑材料的选用、规格尺寸、接头方法、水平杆步距和剪刀撑设置等构造措施。d.绘制支撑布置图、细部构造大样图。e.砼浇筑方法及程序、模板支撑的安装拆除顺序以及其他安全技术措施。f.支撑系统安装验收方法和标准。（2）将模板支撑工程施工列入危险作业管理范围。在签发“砼浇筑令”前，除对模板体系验收外，还必须对支撑体系实施整体验收，且技术设计人员必须参与验收。（3）精心设计砼浇筑方案，确保模板支撑均衡受载，并优先考虑从中部开始向四周扩展的浇筑方法。在砼浇筑过程中，应派专业技术人员观测模板、支撑系统的应力、变形情况，发现异常应立即停工排险。（4）对重点防范部位必须制订事故预案。扣件式钢管模板支撑架坍塌重点防范部位一般包括：支撑高度大于 4.5m 或者高宽比6 的支撑架社会影响较大工程。如市区中心、市民密集区、重大公共设施8项目等。特殊结构工程如大跨度、大截面框架梁、大截面悬挑梁板、大跨度大面积浇筑的梁板结构等。作业环境恶劣、施工人员集中、施救困难的工程。（三）扣件式钢管模板支撑架坍塌事故预案编制的基本内容和要求（1）预案的基本内容重点防范部
