宣传和重视脚手架、模架的现实意义2010年

首先向参加这次学习和交流的同事们拜年了！祝大家在新的一年里工作顺利、身体健康、万事如意学习题目：当前，宣传和重视模架、脚手架工程的现实意义一、引言当前模架和脚手架工程在建筑工程中处于越来越十分重要的地位，建筑规模向更高、更宽、更大发展，脚手架、模架的应用更加广泛。但同时，由于脚手架、模架的大量应用，对工程质量和安全带来一系列问题，也就是在提高工程效率的同时，发生了大量的建筑施工安全事故。二、近年来重大事故回顾从建筑工程安全事故来看，近年来影响或反响最大的主要集中在建筑脚手架和高大模架安全上，已引起国家行业主管部门及工程界的高度重视。据初步调查2009年全年，国内脚手架坍塌事故逾20起，事故已造成上百人死伤。在此前，据不完全统计，自2001年至2008年，国内至少发生脚手架坍塌事故70多起，其中死亡200余人，受伤400余人。“实际上由于缺乏完善的统计系统，实际情况可能远大于这个数字。”在这些事故最终的官方调查结论中发现，事故原因大致逃不过这样的字眼:“施工现场管理不完善”、“模板支撑搭设不规范”、“材料质量低劣”、“模板支撑体系失稳”等。下面我们看看，由于脚手架、模架失稳而整体坍塌造成群死群伤，给人民生命财产安全造成重大损失的实例，应当说十分触目惊心！实例一：2004年南京某高架桥浇注混凝土连续梁桥面时，近50米的桥面突然发生支撑模架整体坍塌，造成正在施工中的数十名工人受伤。实例二：2005年北京西单“西西”工程4号地项目长25.2米、宽16.8米，5层高支模架在混凝土浇筑过程中发生整体坍塌事故，造成8死21伤重大伤亡事故。实例三：2010年1月3日昆明机场高架桥工程，在混凝土浇筑中造成7死34伤的脚手架坍塌事故实例四：2010年1月12日，安徽芜湖华强科技园配送中心工地在混凝土浇筑过程中发生脚手架倒塌事故，造成6人死亡，7人受伤。而在同一天，贵州福泉一水泥厂也发生脚手架倒塌事故，造成8人死亡，2人受伤事故。实例五：2010年1月21日当日中午，沪杭高铁嘉兴大桥段工地发生事故，一座大型施工井字架突然倒塌，现场3名施工人员被压。经积极救援，其中两人伤势较轻，另一名受伤严重。发生事故实例图片安徽芜湖一工地发生脚手架倒塌事故1月12日，几名工人正在清除事故现场的混凝土泥浆。当日中午11时50分左右，安徽省芜湖市华强文化科技产业园配送中心工地混凝土浇筑过程中发生脚手架倒塌事故，十余名工人被压在脚手架下，其中约7名工人仍被埋在混凝土下，生死未卜。事故发生后，芜湖市紧急启动应急救援方案。目前，事故原因正在调查中。新华社发1月12日，救援人员在事故现场施救。1月12日，救援人员在事故现场寻找被埋工人。1月12日，救援人员在事故现场寻找被埋工人。1月12日，救援人员在事故现场寻找被埋工人。1月12日，救援人员在事故现场寻找被埋工人。1月12日，救援人员在事故现场寻找被埋工人。沪杭高铁工地发生施工脚手架倒塌事故1月21日，救援人员在事故现场设法营救被压施工人员。当日中午，沪杭高铁嘉兴大桥段工地发生事故，一座大型施工井字架突然倒塌，现场3名施工人员被压。嘉兴市消防部门接警后立即前往现场，经过1个多小时的救援将3人救出，其中两人伤势较轻，另一名工人受伤严重。1月21日，救援人员在事故现场营救被压施工人员1月21日，救援人员在事故现场设法营救被压施工人员三、事故原因分析（一）扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析扣件式钢管模板支撑体系在建筑工程施工中广泛应用，但由于对支模架体系受力性能认识不清、搭设构造不规范等导致的模架坍塌事故时有发生。如何有效防止发生高大支模架突发整体性坍塌事故，成为工程界关注的热点，为此建设部对高大模板工程所指的对象规定为：水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m，或跨度超过18m，施工总荷载大于10KN/m2，或集中线荷载大于15KN/m的模板支撑系统，并规定了对高大支模架工程应加强专项施工方案的编制及专家审查，以避免支架整体坍塌。结合上述实例中南京某高架桥工程、北京“西西”工程、昆明机场高架桥工程、安徽芜湖工程等高大支模架坍塌事故实例分析，证明了事故发生的典型原因不外乎：支模架本身材质问题、严重的构造缺陷问题以及违反施工工艺问题等。在此分析基础上提出避免坍塌事故的技术措施。1、高大支模架基本受力特性大家知道，扣件式钢管支模架一般有两种受力模式：一是利用钢管排架顶部水平杆传力的支模模式。即梁板等水平混凝土构件的自重和施工荷载通过底模下的木方将荷载传至水平杆，水平杆又通过与立杆扣接的直角扣件将荷载传至立杆，相关实验表明当直角扣件的拧紧力矩达到40~65N/m时，单扣件在12KN的荷载下会滑动；双扣件在20KN荷载下会滑动。对于钢管排架顶部水平钢管传力的支模形式，其支架的承载力主要是由支架顶部与立杆的扣件抗滑力决定的；二是钢管排架立杆顶端设可调U托传力的支模模式。在钢管顶端插入Ø38长度600mm的U托，模架立杆呈轴心受压状态。这种支模方式应有很多，其支架的承载力主要由支架的稳定承载力决定的。2、高大支模架坍塌事故分析2.1钢管排架立杆顶端扣件滑脱的坍塌模式2004年南京某高架桥浇注混凝土连续梁桥面时，近50米的桥面突然发生支模架整体坍塌，造成正在施工中的数十名工人受伤。在查看坍塌的扣件式钢管支模架，其排架水平杆步高1.6米，桥墩的墩梁处搭设架体的立杆基本尺寸为双向600*600mm，板下基本尺寸为900*900mm，每根立杆每步的双向水平杆均不缺少，因此该架体构造基本完整。但由于顶部梁板下的150*150mm的大木方均搁置在扣件钢管顶部的水平杆上，通过顶部支架节点的直角扣件摩擦力传递施工荷载，这种支模形式的支架承载力一般由顶部扣件抗滑力决定的。调查结果表明，由于顶部传力双扣件的拧紧力矩不足，导致在混凝土浇筑至接近顶板基本完成时，因直角扣件节点抗滑力不足而发生支架整体下沉直至缓慢坍塌。这是第一种坍塌模式。2.2钢管排架顶部立杆伸出水平杆长度过大的坍塌模式北京西单“西西”工程4号地项目中庭为处于地面上1-5层的一个共享空间，在混凝土浇筑施工中由于长25.2米、宽16.8米的扣件式钢管高支模架发生整体坍塌事故，事故造成人员8死21伤的重大安全事故。该厅堂楼盖面积423平方米，为四周支撑于框架梁上的预应力空心楼板，板厚550mm、板内预埋Ø400GBF管，折算厚度376mm，每平米钢筋混凝土自重达1100Kg。该模架基本架体立杆间距1200*1200，步高1500，顶部插可调U托，总模架高度21.8米，插有可调U托的立杆伸出顶层横向水平杆的自由长度为1200~1500，且扫地杆离地高度300~500mm。支架坍塌计算分析按支架实际搭设尺寸建立有限元整体模型，计算支架的整体稳定性。计算假定如下：模板支架结构为三维空间杆系结构，立杆支座与地面铰接；水平杆与立杆之间半刚性连接；忽略偏心作用，立杆顶端受轴心竖向力；节点刚度在结构失稳前保持不变，不考虑节点偏心作用。钢管壁厚3.0mm，立杆顶层悬臂端长度1500。通过计算表明，由于支架顶部立杆伸出水平杆长度过大而导致架体失稳为破坏的主因。同时在调查中发现：混凝土浇注路径的选择不当，也直接影响到模板支撑体系的安全工作。也就是说混凝土浇注路径不当也是事故原因之一。绝大多数支撑体系倒塌事故是发生在混凝土浇筑过程中，这是由于浇筑过程中模板支撑体系上的混凝土自重荷载基本属于区块荷载形态，路径不同，荷载区块产生的内力不同。其中从一端开始的非对称路径浇注时，支撑体系受力也是不对称不均匀的，支撑的某一部分将会产生最大支撑轴力，而且浇注过程中最大轴力往往超过浇注完成后的最大轴力，而且因不对称出现的侧向轴力形成了倾覆力。而从中部同时向两侧或从两侧同时向中间浇筑的对称形态，产生的支撑内力也是对称均匀的，其中最有利的是从中部开始向两侧对称浇注，其最大轴力出现在混凝土浇注完成后（因为两端相对为自由端，约束力也小），对支撑的整体受力非常有利，避免了因局部支撑轴力过大形成侧向倾覆力而发生支撑体系倒塌事故。2.3昆明新机场引桥垮塌事故专家调查认定，直接原因是：1）由于模板支架受力钢管和扣件的材料质量差；2）模架构造存在缺陷，该支撑体系没有水平剪刀撑，纵向和横向剪刀撑存在问题，没有由底部连续设置到顶，致使该架体在承受荷载以后难以形成整体合力；3)模架安装不规范，调查发现，现场没有垮塌的两端模板支撑很多立杆垂直度不符合规范要求，致使立杆从轴心受力变成偏心受力，承受荷载时增添了水平变形的险情，扫地杆普遍大于规范的200mm要求，剪刀撑相当一部分斜杆没有做到与每一根立杆扣紧，模架的碗扣除质量存在问题外，还存在着碗扣松动、没有锁紧、没有连上碗扣的现象。另一个原因是混凝土浇筑顺序不合理，违反规范要求“混凝土箱梁的施工，应采用从跨中向两端对称进行分层浇筑，每层厚度不得大于450mm”，实际采用了从箱梁高处向低处一次性浇筑的方式，人为增大了混凝土向下流动时产生的水平力，导致支撑不稳架体整体发生坍塌。其他实例调查也反映出每步水平杆没有设置全，其中一个方向全设、而另一个方向是间隔设置等等，整体刚度严重不足和不均匀造成失稳坍塌。3、避免高大支模架坍塌事故的技术措施从已经发生的扣件式钢管高大支模架坍塌事故案例分析来看，发生整体坍塌的支架一般均具有严重的构造缺陷。在目前所有扣件、钢管质量普遍较差的条件下分析高大支模架坍塌的原因，提出避免高大支模架坍塌事故的技术措施。对于钢管排架顶部水平杆传力支模模式，避免支架坍塌的一个关键是顶部扣件抗滑移承载力是否满足要求，拧紧力矩应为40~65N.M。对于钢管排架立杆顶部设置可调U托传力支模模式，在满足基本搭设构造要求的前提下，应控制立杆及丝杠U托超出顶部水平杆的悬臂长度400，不大于600。支设高大支模架时应注意：不应缺少每步的双向水平杆，且扫地杆、竖向剪刀撑及水平剪刀撑等基本构造应完整，符合要求。以保证不会因整体刚度不足导致支架坍塌破坏。四、介绍一下，不同脚手架型式及其施工技术脚手架作为建筑工程施工必不可少的装备和手段，其种类和型式很多。按用途分有砌墙脚手架、装修脚手架、承重用脚手架和防护用脚手架等；按搭设位置分有外脚手架和里脚手架二大类按使用材料分有木、竹脚手架和金属脚手架，金属脚手架中又有钢管和角钢脚手架等；按构造形式分有扣件落地式、悬挑式、碗扣式、门型、吊蓝式、附着式升降脚手架以及适用于层间装修等操作的工具式脚手架。扣件式钢管落地脚手架扣件式钢管落地脚手架是当前应用最为普遍的一种脚手架，这种脚手架是由钢管和专用扣件组成，具有承载力大，装拆方便，搭设灵活，也比较经济适用，这种脚手架不受施工结构形体的限制，所以适用范围比较广。（一）施工方案1.为了保证脚手架搭设符合标准、安全可靠，同时也要满足施工的需要，在脚手架搭设前，应根据工程的特点和施工工艺，确定脚手架搭设形式，制定搭设方案。在方案中应考虑基础的处理，搭设的要求、杆件的间距、步距、拉结点（连墙件）的设置位置、连接方法，还应绘制施工详图及大样图。2.脚手架的搭设高度超过规范规定的，要求进行计算。搭设高度超过24米时，应对脚手架的整体刚度和稳定性从构造上进行加强，如纵向剪刀撑连续设置，增加横向剪刀撑，连墙件（拉结点）的强度相应提高，间距缩小。当搭设高度超过50米时，可采用双立杆或加密立杆间距，也可采用分段卸荷或分段搭设的方法，将各段脚手架荷载传给建筑结构承担，但要求进行设计计算。3.脚手架的设计计算必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130的规定，并经企业技术部门的专业技术人员审核，企业技术负责人签字批准。高度超过24米的落地式钢管脚手架，必须单独编制专项施工方案，并由施工企业技术部门的专业技术人员及监理单位专业监理工程师进行审核，审核合格后由企业技术负责人和监理单位总监理工程师签字。4.脚手架的施工方案应与施工现场搭设的脚手架相符，当现场因故改变脚手架类型时，必须重新修改脚手架方案并经重新审批后，方可施工。（二）立杆基础1.根