扣件式鋼管腳手架支模的安全性板支撐整體倒塌重大事故，造成6人死亡，11人重傷，24人輕傷，這是一起典型的用扣件式鋼管腳手架搭設排架支模的倒塌事故。這起事故給我們很多警示與啟示，江蘇目前多以扣件式鋼管腳手架作為模板支撐架，但國內目前尚無專門的技術規(guī)程供設計者參考，項目經理和技術人員以及搭設架子的木工也有認識上的誤區(qū)，現(xiàn)對扣件式鋼管腳手架支模的安全性作一些論述?？奂戒摴苣_手架用鋼管和扣件搭設成排架。最常用的普通鋼管:普通碳素結構鋼，簡稱普碳鋼，原稱3號鋼，現(xiàn)稱Q235鋼，規(guī)格最新發(fā)展和正準備推廣的鋼管為低合金鋼管，規(guī)格為φ48×2.5mm。低合金鋼管與普碳鋼管的主要技術指標對比表2.2-9鋼管材料量截面積2)度Q235(普碳)STK-51(日348．3低合金鋼管的優(yōu)點:(2)重量輕,節(jié)省運輸費用,安裝省力;(3)每噸價格比普碳鋼管高25%，但鋼管長度增加27%，每米價格可低3%。鋼管采用帶鋼卷制，拼縫處用高頻電焊焊接，亦稱電焊鋼管，它比無縫鋼管成本低，Q235鋼管的延伸率18%，比低硬鋼管的延伸率（10%）高8%。鋼管的管徑優(yōu)先為48mm。考慮目前仍有一些建筑公司擁有51mm的鋼管，故可用，但不擴大。鋼管的最大長度限制為6..5m，每根重量控制在25kg以內，這是為確保搭設和拆卸的安全。鋼管的檢測按國家標準《碳素結構鋼》GB700-89中Q235A鋼的規(guī)定。在模板支架倒塌事故發(fā)生后，技術監(jiān)督局通常對現(xiàn)場所用的鋼管會作抽樣檢測。搭設模板支架鋼管的存在問題是：(1)普碳鋼管，易銹蝕，嚴重的出現(xiàn)麻坑，影響其承載力；設計時必須考慮這一因素，用鋼管規(guī)格φ48×3.0mm進行計算復核是可靠的。(3)鋼管的管端經多次或氣割，或電焊割，端面嚴重不平整，用作立桿時，在對接扣件部位出現(xiàn)初彎曲，嚴重影響立柱的承載力，易失穩(wěn)?？奂袖摪鍥_壓的和可鍛鑄鐵的。鋼板沖壓的屬輕型扣件，國外使用多用于2、3層別墅住宅的輕型腳手架搭設，國內目前無此標準。用于搭設模板支撐架的扣件為可鍛鑄鐵扣件，材料為機械性能不低于KTH330-08的可鍛鑄鐵，其機械性能：抗拉強度330N/mm2，延伸率8%，硬度HB120～163?？慑戣T鐵是由一定成分的白口鑄鐵經石墨化退火而成，比灰口鑄鐵具有較高的韌性，多用于制造承受沖擊荷載的鑄件?？奂z測的基本要求：(1)新扣件必須有產品質量合格證，生產許可證，專業(yè)檢測單位的測試報告。(2)扣件螺栓擰緊力矩達70Nm時，可鍛鑄鐵扣件不得破壞?？奂褂弥写嬖趩栴}：（1）扣件來源雜亂，質量不均，特別是有價格很低的劣質扣件進入了施工現(xiàn)場（價(2)的螺栓有滑絲，但仍勉強使用。2扣件鋼管腳手架的基本受力特性1）排架支撐立桿兩種不同受力狀態(tài)的承載力影響鋼管排架立桿頂端設可調托座傳力支模，在鋼管頂端插入Tr38，長度為600mm的可調托座，這種支模方法在高架橋或其他連續(xù)箱梁橋施工中應用較多，因此，減小步高h能顯著提高其承載力。由表2在相同條件下，因管壁減薄至3.0mm，其承載力降低12%左軸心受力狀態(tài)下穩(wěn)定承載力設計值表2.2-10鋼管壁厚長細比λ承載力設計值A=489mm253.158.1A=424mm243.155.1注：*1.承載力設計值按《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)程》（GB18-87）要求計算。*2.fc=205N/mm22）鋼管排架頂部水平鋼管傳力支模這種支模方式為江蘇目前典型的支模方式。梁或板等水平砼構件的自重和施工荷載通過底模下的木枋將荷載傳至水平鋼管，水平鋼管又通過與立桿扣接的直角扣件將荷載傳至偏心受壓狀態(tài)下穩(wěn)定承載力設計值表2.2-11鋼管壁厚步高h穩(wěn)定承載力設計值這種支模方式，立桿所受的力為偏心力，偏心距為53mm。模板支架系統(tǒng)的承載力由兩個因素決定，其一為立桿在偏心荷載下的穩(wěn)定承載力；其二為支架頂部水平鋼管與立桿扣接的直角扣件的抗滑力。當直角扣件的擰緊力矩達40～65Nm時，試驗表明：單扣件在12kN的荷載下會滑動，其抗滑承載力可取85kN；雙扣件在20kN荷載下會滑動，其抗滑承載力可取12kN。對比于表3可知，扣件的抗滑承載力小于偏心受壓狀態(tài)下的穩(wěn)定承載力，尤其是當扣件擰緊力矩沒有確切保證時更是如此。由于木工在施工現(xiàn)場搭設模板支架時，扣件的擰緊力矩通常有大有小。1986年對北京、上海、廣州和深圳四個城市的14個高層腳手的1230個扣件螺栓扭力距作了抽查，抽查表明擰緊力矩在40～70Nm間的僅達43.7%，扣件式鋼管排架支模的扣件擰緊狀況不會好于外腳手架。因此，用扣件式鋼管排架作支模架時，其支架的承載力主要由支架頂部水平鋼管與立桿的扣件抗滑力決定的，此點有別于扣件式鋼管腳手架用作為外腳手架的狀況。3）架立桿用對接扣件作鋼管接長的承載力在斜梁支?；蛑８叨扰c鋼管長度不相符時，木工通常用兩只旋轉扣件作鋼管搭接接長，上海***大橋引橋施工斜箱梁時即采用了此種接長方法，解決斜梁底支模高度的不斷根據(jù)青島***學院的試驗，用兩只旋轉扣件作鋼管搭接接長后的最大承載力為2.63t。在相同試驗條件下，用對接扣件作對接接長的最大承載力為8.27t，為搭接接長的2.14應優(yōu)先采用立桿鋼管對接接長的方式。若頂部立桿用單直角扣件扣接在下一部水平鋼管上作高度調整時，此時該頂部立桿的承載力決定于單扣件的抗滑力，以小于8kN考慮為宜。若頂部立桿用雙旋轉扣件搭接接長時，每根立桿的允許荷載以小于8kN為宜，兩旋轉扣件4）空支模采用雙立柱的承載力外腳手架當搭設高度超過50m時，以往曾用雙立柱搭設，以增加立柱的穩(wěn)定性。對雙立柱的腳手架*****化研究所做過試驗，其承載力比單立柱高16.5%，其破壞形態(tài)表現(xiàn)為上部的單立柱失穩(wěn)。雙立柱中，荷載作用在其中的一根主立柱上，通過試驗表明，雙立柱的主立柱的荷載分配規(guī)律為由上而下遞減，副立柱為由上而下遞增。向下傳至第三步時，主立柱承受的荷載降為60%，經7步傳遞后，主副立柱各承受50%。外腳手架的雙立柱搭法也可移植于高空支模，在滿足頂部扣件抗滑的條件下，為增加高度達30m左右的支架的穩(wěn)定性，在支架下部可搭設成雙立桿形式。南京***宮的大砼拱肋施工，其支模高度達40m的支架采用四根鋼管組成的加強組合立柱形式。南京*****中心工程的1000×2650mm的大梁，其支模高度達6m，南京****建設的項目部技術員也曾提出過梁底支架雙立柱的支模方案。5）地桿和梁下橫向水平桿的設置對立柱承載力的影響由于沒有這方面的專門試驗，但施工現(xiàn)場又是排架支模搭設的通病。參照腳手架的試驗，其結果為：（1）設置縱、橫向掃地桿的可使腳手架的承載力提高5.24%；（2）在立柱與縱向水平桿的相交處間隔設置橫向水平桿和不設掃地桿，使立柱的極由此，大梁下的支架的每步橫向水平鋼管和底部的掃地桿都是必須設置的。6）剪刀撐的設置對排架支撐穩(wěn)定性的影響鋼管排架支撐設置必要的剪刀撐有利于支架的整體穩(wěn)定性，特別是超大梁的重荷載支模，合理設置剪刀撐能防止在樓面泵輸送管的抖動下支架的整體失穩(wěn)。國內的對腳手架的設置合理剪刀撐的試驗對比表明，支撐體系能夠提高立柱的極限承載能力約17%。對模板支架，剪刀撐的設置有別于外腳手架（外腳手架設置的方法一般為45°每6跨設置）。合理的剪刀撐設置能改變立桿的失穩(wěn)形態(tài)，特別是斜桿應與每立桿和橫桿的節(jié)點用旋轉扣件扣接最為合理。圖3示出幾種合理和不合理的剪刀撐設置情況。8）形對模板支架穩(wěn)定性的影響變形對模板支架的穩(wěn)定性影響主要有：（1）地基的不均勻沉降能顯著影響支架立柱的受力均勻性，易產生立柱的局部失穩(wěn)（2）上部支撐梁的變形易引發(fā)支架的嚴重不均勻受力，導致支架突發(fā)性的整體倒塌3典型模板支架倒塌事故介紹與分析1)深圳****橋施工模板支架倒塌事故在砼澆筑過程中，發(fā)生了半幅橋面模板支架長約30～50m的塌陷事故，報道有69人隨橋面塌陷從30多米高處墜下，所幸支架坍塌延續(xù)兩三分鐘，工人得以逃生，重傷10余人。該支架在倒塌前，橋面有輕微晃動，支架有嘰嘰嘎嘎的聲音，接著橋面下墜，中間先往下塌陷，接著兩邊往下塌陷。該事故的經濟損失為次要，關鍵是影響了工期，打擊了工人的積極性，損害了****的2000年12月30日經過一個月的調查，網(wǎng)上公布“11.27”***高速路高架橋倒塌事故的原（1）立桿垂直高度誤差偏大，部分扣件未擰緊，水平桿連接未用搭接方式；（2）坍塌的第7跨支架設計中未設橫向剪刀撐，縱向雖設但數(shù)量不夠；（3）支架設計中對不利荷載因素及分布認識不足，未采取相應對策和措施；（4）施工部門、監(jiān)理部門管理不力，安全意識淡薄。2)***銀行****分行****路綜合業(yè)務樓工程模板支架整體倒塌事故1997年1月15日由張家港*****總公司駐蘇州****分公司承建的***銀行***分行****路綜合業(yè)務樓工程在共享空間頂層屋蓋井字砼大梁澆筑過程中發(fā)生了模板支撐系統(tǒng)整體倒塌事故，造成6人死亡，7人重傷，7人輕傷的三級死亡事故，直接損失達100萬對企業(yè)的處理為：企業(yè)在蘇州地區(qū)降低一級施工資質，時間為一年。3)南京*****演播中心工程大演播廳屋蓋模板支架整體倒塌事故2000年10月25日上午9:30左右，由南京***集團施工的南京市****新演播大廳在屋蓋砼澆筑中發(fā)生了模板支撐整體倒塌重大事故，****演播中心的大演播廳屋蓋平面尺寸為24m×26.8m，雙向預應力梁井式樓蓋。Y向預應力大梁有兩根，截面尺寸為500×1600～1850mm；X向有大梁5根，截面尺寸為400屋蓋頂面標高29.30～29.575m，大梁梁底的支模高度約為36m（地下室兩層，高度為南北方向）分層推進。當澆筑至樓蓋砼量約一半，剛過11軸線的第一根Y向預應力大梁時，發(fā)生了中部支架突然下沉，隨即支架整體倒塌，時間延續(xù)僅4秒，樓面上作業(yè)工人及模板下加固支架的工人短時間無法逃生，有6人死亡，其中1人是電視臺的工作人員。(3)事故發(fā)生的技術原因分析****演播中心工程的大演播廳屋蓋模板支架整體倒塌事故有點象*****銀行共享空間屋蓋模板支架事故的重演，在對事故現(xiàn)場進行調查后，從技術上講，其事故的發(fā)生有其必①對超高支模的重要性和嚴重性認識不足是事故產生的深層次原因。大演播廳的屋蓋其支模高度達36m，雙向井式樓蓋的跨度達35m左右，其大梁高度為1800mm左右，這些重要的支模技術參數(shù)對有一定工程經驗的項目人員都會引起足夠的重視。但該工程的項目部人員警覺明顯不夠，監(jiān)理人員的警覺也不夠。作為對比，有相同支模規(guī)模的南京***藝術中心升降舞臺大廳的屋蓋也為雙向大跨預應力梁樓蓋，支模高度最大達40m左右。該樓蓋在施工前，業(yè)主方、土建施工方、監(jiān)理方、預應力施工方就共同引起重視，對土建施工方提出的模板支架施工方案進行了兩輪現(xiàn)場專家論證，在搭設過程中組織了中間檢查，保證了樓蓋砼澆筑的順利成功進行。②對扣件式鋼管排架支撐的承載力決定因素認識不足是事故產生的主要技術原因。該工程的樓蓋施工有簡單的模板支架方案，一般板下立桿間距為800×800mm，步高為1800mm；大梁下立桿間距增為@400mm，步高為900mm。但搭設時有變動，立桿的基本尺寸改為1000×1000mm，步高統(tǒng)一為1800mm，但地下室地坑處步高達2.6m。大梁下增設的間距為@500的立桿，但凡增設的立桿均缺水平桿連系，支架的承載力沒有得到根本的提高。③搭設的支架構造不合理是事故產生的又一主要原因。查看事故現(xiàn)場殘存的支架，無掃地桿，相鄰的連續(xù)5根立桿的鋼管接頭對接在同一高度，未見設置剪刀撐，大梁底模下也未設置必要的均勻分配荷載的橫向水平木枋等。4超常規(guī)砼結構施工鋼管排架支模的一些成功經驗1）超常規(guī)砼結構的幾種常見形式⑴荷載大跨度大截面砼框架梁；⑵共享空間、多功能廳、超高門廳等頂部樓蓋的雙向或單向大跨度砼梁板；⑶砼轉換層結構（轉換大梁、轉換厚板、轉換桁架等⑸跨越兩樓或馬路的廊道；⑹大懸挑大截面的砼梁板等。2）砼轉換結構采用鋼管排架支模實例（1）南京****巷高層住宅的轉換板施工排架支模南京市******高層住宅D7－07、08幢，地下一層，地上二十八層，有五層裙房，裙中柱和邊住截面尺寸為1100mm×1100mm,角柱尺寸為1400mm×1400mm。六層以上為小開間的全現(xiàn)澆剪力墻結構，六層樓板為厚2m的預應力混凝土轉換板結構。土建施工單位為********公司***分公司，1999年6月施工。幾種典型轉換層結構的支模系統(tǒng)的比較表2.2-12式值的加強措施板厚次2鋼管滿堂到鋼管最大支撐荷載約由于在板下用滿堂支撐，所測荷載值較均勻，均在8KN左右，證明支撐設計經濟，板厚2滿堂支撐，支撐，利用撐加強梁×次支撐+Ф609管+地下室層均用鋼管滿梁下鋼管支撐荷載在7~由于在轉換梁撐，所測荷載波動較大，但均在設計控制mm×4200支撐+Ф609管+第一次澆筑后鋼管支由于在轉換梁下設置了型鋼梁、柱及其它型鋼柱+撐荷載第二次澆筑后鋼管荷載支撐荷載約為的一些構造措施，故鋼管所受荷載較小，另外，由于在時，第一次澆筑的砼已有一定強度，故第二次澆筑時鋼管下荷載增加②支模方案的選擇結合本工程的特點，暗梁多，裙樓面積大，工地有700t鋼管可供支配使用，經估算，兩塊板按一次澆筑約需350t鋼管，而且，一次澆筑鋼筋安裝質量好，澆筑速度快，因此采用一次澆筑。③鋼管排架支模的設計相應板的設計承載力提高到70KN/m2。雙扣件的抗滑能力約為12KN，按雙扣件抗滑能力計算鋼管排架支撐間距。在鋼管支撐排架頂端，密排的木楞按@200擱置在水平鋼管上，水平鋼管及水平鋼管下的聯(lián)系鋼管與立桿形成雙扣件抗滑節(jié)點。經計算，本工程確定鋼管支撐排架間距為300mm×600mm，步圖2.2-88南京***巷2m厚轉換板一次澆筑支模（略）④支撐局部構造措施2m厚板在5層樓上澆筑，支模高度為4.8m,板外挑290mm，為了防止側?！罢！盿.對有裙樓板部位，在裙樓頂板澆混凝土時預埋短鋼管，將頂住側模的斜撐與預埋鋼管扣接，形成強有力的側向支撐；b.裙樓頂板部位，澆筑5層柱及邊角柱剪力墻混凝土前，按排架間距，預埋長度為1800mm左右的水平鋼管，形成三角形的斜支撐架；c.上的對拉螺栓全部與鋼筋籠點焊，模板上口另加水平鋼筋與板上部鋼筋點焊；d.樓梯洞口及其它跨度為4.25m的預留孔洞，用租賃的焊接H型鋼作架荷載傳遞到洞口邊緣墻或梁上。⑤支撐荷載測試預先在鋼管支撐下預埋壓力盒，進行跟蹤監(jiān)測，結果實測平均支撐荷載約為8KN，承載力及穩(wěn)定性均滿足要求。(2)蘇州****園區(qū)****大廈轉換梁施工排架支模在轉換層底下形成27m×18m，有25m凈空的氣度不凡的共享空間。一個方向的轉換梁的跨度為27m。土建施工單位為***一建，施工日期為1999年8月。②支模方案的選擇在考慮支模方案時有鋼桁架支模和鋼管排架支模兩種方法。鋼桁架支模受力明確，承載力大，但鋼桁架焊接工作量大，桁架的起吊、下移較困難，特別是工期較長，投入費用高。鋼管排架支模工期短，投入費用低，但由于轉換梁在28m高空，支撐荷載大，需作精確的計算以及有足夠的構造措施。經過比較及專家論證，最后采用后一種方案，并作必要的完善。③鋼管排架的設計按雙扣件抗滑能力計算鋼管排架支撐間距，計算后確定轉換梁下支撐間距為@428，梁下沿梁每排有6根鋼管立柱形成加強區(qū)帶；一般樓板及小次梁部位鋼管支撐間距為圖2.2-89蘇州***大廈轉換梁支模臨時鋼柱及圖2.2-90蘇州****大廈轉換梁下支架周邊三角鋼斜撐卸載示意加強帶布置示意@856。支模高度為25m的鋼管排架雙向水平連系桿步距為中間部位為1600mm，支架底部④支撐局部構造措施對于這么高的鋼管排架支撐，計算并不能確保，必須有足夠強的構造措施來保證，否則，很難保證支撐的安全性。為此，該工程采取了以下的構造措施：a.在轉換層下雙向預應力大梁交叉點的支撐荷載較大的四個點上各設一根高承載力的Ф609×12鋼管柱，鋼管柱頂另設四側各挑出1.6m的雙槽鋼三角撐，相當于在支模中心區(qū)域撐了四把傘，既用于卸載，也用于防止突發(fā)性的支架整體倒塌事故。b.為保證排架整體性，每隔一個樓層，即在2、4、6層間把鋼管搭成維持橫向穩(wěn)定的桁架加強帶（圖2.2-90）在排架支模中是必須的。澆筑砼中為防止泵輸送管的抖動對支架的影響，還采用布料機協(xié)助澆筑，布料機安放在轉換層樓蓋外周。c.在轉換層下的周邊混凝土柱澆筑時預埋一些鋼板，然后用I字鋼焊接三角架，使盡可能多的澆筑砼荷載通過已有一定強度的混凝土柱往下傳遞卸載。d.在地下室一、二層中搭設鋼管排架，間距為800×800mm，以免樓板超載開裂。⑤撐荷載監(jiān)測由于支撐關系重大，在搭設時預先在鋼管底下預埋壓力盒，及在鋼管上貼應變片，澆混凝土時跟蹤監(jiān)測支撐荷載，確保安全。監(jiān)測結果鋼管最大荷載達12kN，滿足要求。（3）江蘇****大廈轉換梁結構施工排架支模江蘇****大廈預應力轉換梁尺寸為1000mm×4200mm，三跨梁跨度為8m+16m+8m,該梁在第6～7層間，有兩層樓板與梁相連，5層板下至地下室架支撐布置圖梁下鋼斜撐卸載示意圖4.2m高的轉換梁分兩次澆筑，第一次澆筑高度為1.6m，第二次2.6m。方案選擇主要考慮轉換梁的支撐及5層樓板的加強兩方面。5層樓板支撐轉換梁，由于5層樓板難以承受轉換梁的荷載，故需對5層板以下23m凈空間的模板支架作加強設計。除用鋼管支撐加強外，在每根轉換梁跨度中間增設4個Φ609×12的鋼柱（間距4m）,其作用有3個：a.將主要荷載通過鋼柱傳遞至地下室梁柱節(jié)點上，以免地下室頂板開裂；b.減少支?？臻g的跨度；c.作為防止模板支架整體失穩(wěn)的最后一道防線。對于支承在5層板上的支架的設計，由于施工速度較快，不能考慮第二次澆筑荷載全部由第一次澆筑的梁分擔，在第一次澆筑混凝土強度約為×400mm間距搭設鋼管排架，其它部位以@800mm×800mm搭設鋼管排架（圖4）。由于轉換梁施工的重要性和確保足夠的安全度，又采取了以下的構造措施來加強：在每根轉換梁下增設4個用槽鋼焊接而成的方柱，在支架上另增設鋼橫梁，用斜撐撐住（圖5槽鋼荷載傳至鋼立柱，立柱直接傳至5層板下Φ609×12鋼管柱。根據(jù)測試結果可知，鋼管支架在第一次澆筑前后增加的荷載僅有5kN，在第二次澆筑后幾乎沒有增加，表明絕大部分荷載通過槽鋼立柱直接傳至Φ609鋼管柱,也說明方案既經濟又安全。(4)*******廣場1.95m厚上海****國際廣場是一個建筑群體，在建筑群中有兩幢28層公寓樓，其六層以下為外框架，內筒體結構，柱網(wǎng)為7.6m(7.0)×7.2m，六層以上為剪力墻筒體結構，故需在六層平面上增設厚為1950mm的板式轉換層結構。土建由*****建施工，時間為1998年。②支模方案的選擇a.扣件式鋼管腳手架滿堂支撐方案：從地下室二層開始一直搭到轉換層底面，初步計算，用鋼量230Kg/m2，總用鋼量為515.2t。b.利用柱子承重，采用主、次桁架方案：用鋼量為90Kg/m2，需要大量型鋼，總用鋼量為210.6t，而且拆模時需全部割除，損耗較大，不能重復c.分層澆筑方案：將1950厚的轉換板分兩次澆筑，第一次澆600mm，第二次澆筑1350mm。在設計院的支持下，對第五層梁板進行驗算，并進行了局部處理。待600mm厚的板達到80%強度時，將其下部的支撐全部拆除，把600mm厚的板當作第二次澆1350mm厚的板的模板。對比以上三種方案，第一、二種方案用鋼量大，投入多，周轉慢，最后選用第四種方案。③支模系統(tǒng)的實施采用第三種方案后，荷載比一次澆筑小得多，但比普通結構要大，故也進行較詳細的計算和采取足夠的措施來保證。(5)南京****大廈2.1m厚轉換板施工排架支模a.工程概況南京****大廈為地下室一層，地上32層的商住樓。三層以上為陸軍*********軍人的安居工程住宅樓。二層的頂板為厚度2.1m的砼轉換板。二層板的設計荷載為3.5kN/m2，一層板的設計承載力為40kN/m2。土建由通州*****總公司***分公司施工，時間為2001年1月。b.支模方案選擇該工程的2.1m厚轉換板的面積為1800m2，板中設計有勁性鋼柱及鋼暗梁，因此，鋼筋安裝和鋼結構的安裝均有難度。經反復論證，采取在二層樓面上一次性澆筑2.1m厚板，模板的支架采用傳統(tǒng)的鋼管排架。采用排架支模是因為木工搭設排架熟練，施工進度有保證，自有的鋼管及租賃部分鋼管的費用總體小于原設想的租用軍工桁架梁的方案。c.