模板坍塌事故是建筑施工中極易引發(fā)群體傷亡的危險源之一，尤其隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，大層高的建筑越來越多，一些高度大于4.5m，且采用扣件式鋼管模板支撐架的模板工程頻頻發(fā)生了坍塌事故，造成重大的人身傷亡和財產(chǎn)損失。
2000年11月16日某紡織公司正在澆筑砼的鍋爐房屋面平臺突然發(fā)生壩塌事故，造成11人死亡、2人重傷、1人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)257.5萬元。該屋面排架支撐采用Φ48×3.5的鋼管搭設(shè)。熱電廠架搭設(shè)基本以主梁軸線為基準(zhǔn)，距梁軸線0.5m左右兩側(cè)設(shè)置兩根立桿，其余部分以間距不超過1.8m為原則平均分配立桿間距，立桿間距實(shí)際值為1.7m左右，水平桿的豎向間距為1.8m左右。立桿大部分采用對接扣件上下搭接，僅在接近屋面板模板部位，為了調(diào)整高度而采用兩個旋轉(zhuǎn)扣件作搭接。據(jù)勘查，水平桿在縱橫方向每隔一個步距均缺設(shè)一根，排架支撐中沒有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐。排架搭設(shè)沒有設(shè)計計算文件及指導(dǎo)施工的書面技術(shù)文件。
據(jù)屋面結(jié)構(gòu)平面分析，得出排架支撐受載區(qū)域大體為3.25m2（2.5×1.3m），其下部支撐立桿為2根Φ48×3.5的鋼管。下面按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130—2001）對架體進(jìn)行力學(xué)分析：
（一）荷載分析
（1）結(jié)構(gòu)靜荷載
主梁 0.4×1.5×1.3=0.78m3
次梁 0.25×0.9×2.5=0.563m3
樓板 [（2.5×1.3）-（0.4×1.3）-（2.1×0.25）]×0.12=0.27m3
（0.78+0.563+0.27）×25000=40325N ……………①
（2）木模板荷載
3.25×300=975N ……………………………………②
（3）施工活荷載
3.25×1000=3250N …………………………………③
1.2[①+②]+1.4③=54110N
傳遞至單根立桿的荷載為27055N
（二）穩(wěn)定分析
有鋼管、扣件作排架的支撐設(shè)計必須進(jìn)行詳細(xì)的受力分析和計算，是施工安全管理中的強(qiáng)制性要求，這對于本安全支撐高度大于4.5m的高支撐架尤為重要。而模板支撐的實(shí)際搭設(shè)處理與理論計算假定是否相近又是極其重要的計算依據(jù)。由于采用扣件相互連接，各個節(jié)點(diǎn)都存在一系列的可變因素，如偏心、位移、堅固扭矩不足等，這些因素均影響到計算中桿件長細(xì)比的確定。長細(xì)比的難以確定直接影響桿件的穩(wěn)定分析。因此，實(shí)際工程中的計算模式的假定必須嚴(yán)格按最有利于安全的角度出發(fā)。
由于軸心受壓桿件的長細(xì)比按規(guī)范要求應(yīng)限制在λ=150之內(nèi)，也就是當(dāng)考慮鋼管的計算長度l0≤2370mm時，才能符合規(guī)范要求。若要滿足此要求，就必須在計算桿件兩端形成良好的鉸接狀態(tài)（如安裝水平剪刀撐，形成水平剛度較強(qiáng)的狀態(tài)）。本案例支撐水平桿步距雖要求為1800mm，但實(shí)際水平桿“在縱橫方向每隔一個步距均缺設(shè)一根”，因此按2步高作為“良好的鉸接狀態(tài)”進(jìn)行驗(yàn)算，則λ=（2×1800）/15.78=228，查表， =0.146。
穩(wěn)定驗(yàn)算：N/（A）=378.8N/mm2>f=205N/mm2。
以上分析不難看出事故的技術(shù)原因主要是：
1．本案例屋面設(shè)計標(biāo)高較大，離地面達(dá)21m，與二層平臺（標(biāo)高+4.50m）間距達(dá)16.5m。因此，支撐豎向高度較大，采用?48×3.5鋼管作豎向立桿，水平間距1.0~1.7m明顯過大，水平桿上下間距1.8m，沒有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐，導(dǎo)致支撐系統(tǒng)整體性極差，即沒有形成可靠的空間受力結(jié)構(gòu)。
2．在未計入施工中泵送砼直接對模板支撐的沖擊力時，支撐立桿受力已達(dá)27kN以上。假設(shè)鋼管立桿的計算長度為3600mm，則鋼管穩(wěn)定驗(yàn)算中的計算值已達(dá)378.8N/mm2，此值已大大超過~235鋼的設(shè)計強(qiáng)度值205N/mm2和屈服強(qiáng)度值235Nmm2。因此支撐立桿已不穩(wěn)定，發(fā)生坍塌事故已是必然。
在我國，扣件式風(fēng)管模板支撐架是建筑施工中常用的支撐方式，但因?yàn)槿鄙傧鄬?yīng)的設(shè)計計算專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使現(xiàn)有的設(shè)計計算存在著不確定、不安全的因素，尤其是對于支撐高度大于4.5m的梁板模板支撐架，更是由于安全技術(shù)和事故預(yù)案的不完善，導(dǎo)致模板坍塌事故頻頻發(fā)生。加上施工現(xiàn)場缺乏必要的緊急救援系統(tǒng)，無法在坍塌事故發(fā)生后及時施救，以至于造成大量的人員傷亡，為預(yù)防模板坍塌事故的發(fā)生，確?？奂戒摴苣０逯渭艿氖褂冒踩褪┕と藛T安全，有必要對同類事故的預(yù)案編制內(nèi)容和緊急救援系統(tǒng)的建立進(jìn)行分析及探討。
2000年11月16日某紡織公司正在澆筑砼的鍋爐房屋面平臺突然發(fā)生壩塌事故，造成11人死亡、2人重傷、1人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)257.5萬元。該屋面排架支撐采用Φ48×3.5的鋼管搭設(shè)。熱電廠架搭設(shè)基本以主梁軸線為基準(zhǔn)，距梁軸線0.5m左右兩側(cè)設(shè)置兩根立桿，其余部分以間距不超過1.8m為原則平均分配立桿間距，立桿間距實(shí)際值為1.7m左右，水平桿的豎向間距為1.8m左右。立桿大部分采用對接扣件上下搭接，僅在接近屋面板模板部位，為了調(diào)整高度而采用兩個旋轉(zhuǎn)扣件作搭接。據(jù)勘查，水平桿在縱橫方向每隔一個步距均缺設(shè)一根，排架支撐中沒有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐。排架搭設(shè)沒有設(shè)計計算文件及指導(dǎo)施工的書面技術(shù)文件。
據(jù)屋面結(jié)構(gòu)平面分析，得出排架支撐受載區(qū)域大體為3.25m2（2.5×1.3m），其下部支撐立桿為2根Φ48×3.5的鋼管。下面按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130—2001）對架體進(jìn)行力學(xué)分析：
（一）荷載分析
（1）結(jié)構(gòu)靜荷載
主梁 0.4×1.5×1.3=0.78m3
次梁 0.25×0.9×2.5=0.563m3
樓板 [（2.5×1.3）-（0.4×1.3）-（2.1×0.25）]×0.12=0.27m3
（0.78+0.563+0.27）×25000=40325N ……………①
（2）木模板荷載
3.25×300=975N ……………………………………②
（3）施工活荷載
3.25×1000=3250N …………………………………③
1.2[①+②]+1.4③=54110N
傳遞至單根立桿的荷載為27055N
（二）穩(wěn)定分析
有鋼管、扣件作排架的支撐設(shè)計必須進(jìn)行詳細(xì)的受力分析和計算，是施工安全管理中的強(qiáng)制性要求，這對于本安全支撐高度大于4.5m的高支撐架尤為重要。而模板支撐的實(shí)際搭設(shè)處理與理論計算假定是否相近又是極其重要的計算依據(jù)。由于采用扣件相互連接，各個節(jié)點(diǎn)都存在一系列的可變因素，如偏心、位移、堅固扭矩不足等，這些因素均影響到計算中桿件長細(xì)比的確定。長細(xì)比的難以確定直接影響桿件的穩(wěn)定分析。因此，實(shí)際工程中的計算模式的假定必須嚴(yán)格按最有利于安全的角度出發(fā)。
由于軸心受壓桿件的長細(xì)比按規(guī)范要求應(yīng)限制在λ=150之內(nèi)，也就是當(dāng)考慮鋼管的計算長度l0≤2370mm時，才能符合規(guī)范要求。若要滿足此要求，就必須在計算桿件兩端形成良好的鉸接狀態(tài)（如安裝水平剪刀撐，形成水平剛度較強(qiáng)的狀態(tài)）。本案例支撐水平桿步距雖要求為1800mm，但實(shí)際水平桿“在縱橫方向每隔一個步距均缺設(shè)一根”，因此按2步高作為“良好的鉸接狀態(tài)”進(jìn)行驗(yàn)算，則λ=（2×1800）/15.78=228，查表， =0.146。
穩(wěn)定驗(yàn)算：N/（A）=378.8N/mm2>f=205N/mm2。
以上分析不難看出事故的技術(shù)原因主要是：
1．本案例屋面設(shè)計標(biāo)高較大，離地面達(dá)21m，與二層平臺（標(biāo)高+4.50m）間距達(dá)16.5m。因此，支撐豎向高度較大，采用?48×3.5鋼管作豎向立桿，水平間距1.0~1.7m明顯過大，水平桿上下間距1.8m，沒有設(shè)置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐，導(dǎo)致支撐系統(tǒng)整體性極差，即沒有形成可靠的空間受力結(jié)構(gòu)。
2．在未計入施工中泵送砼直接對模板支撐的沖擊力時，支撐立桿受力已達(dá)27kN以上。假設(shè)鋼管立桿的計算長度為3600mm，則鋼管穩(wěn)定驗(yàn)算中的計算值已達(dá)378.8N/mm2，此值已大大超過~235鋼的設(shè)計強(qiáng)度值205N/mm2和屈服強(qiáng)度值235Nmm2。因此支撐立桿已不穩(wěn)定，發(fā)生坍塌事故已是必然。
在我國，扣件式風(fēng)管模板支撐架是建筑施工中常用的支撐方式，但因?yàn)槿鄙傧鄬?yīng)的設(shè)計計算專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使現(xiàn)有的設(shè)計計算存在著不確定、不安全的因素，尤其是對于支撐高度大于4.5m的梁板模板支撐架，更是由于安全技術(shù)和事故預(yù)案的不完善，導(dǎo)致模板坍塌事故頻頻發(fā)生。加上施工現(xiàn)場缺乏必要的緊急救援系統(tǒng)，無法在坍塌事故發(fā)生后及時施救，以至于造成大量的人員傷亡，為預(yù)防模板坍塌事故的發(fā)生，確?？奂戒摴苣０逯渭艿氖褂冒踩褪┕と藛T安全，有必要對同類事故的預(yù)案編制內(nèi)容和緊急救援系統(tǒng)的建立進(jìn)行分析及探討。