論文概要： 《建設工程安全生產(chǎn)管理條例》已于 2004 年 2 月 1 日開始實施，條例規(guī)定（第四十九條）：施工單位應當制定本單位生產(chǎn)安全事故應急救援預案 ..... ；本文從一起模板坍塌事故分析入手，闡述了扣件式鋼管模板支撐體系坍塌事故發(fā)生的原因，以及預防措施，同時對模板坍塌事故應急預案的編制作了簡要的分析。

第一部分 案例技術分析

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 4.5 米，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 年某月，上海某正在澆筑砼的鍋爐房工程屋面平臺突然發(fā)生坍塌事故，造成 11 人死亡、 2 人重傷、 1 人輕傷 , 直接經(jīng)濟損失達 257.5 萬元。坍塌部位位于整個鍋爐房北側，平面尺寸約為 18m × 34.6m ，標高＋ 20.00m （＋ 21.00m ）。屋面為梁板結構， 18m 跨度主梁尺寸為 400mm × 1500mm ，主要次梁的尺寸為 250mm × 900mm ，板厚 120mm 。框架柱＋ 16.50m ～＋ 20.00 （＋ 21.00m ）范圍與梁板一起澆筑。屋面排架支撐采用φ 48 × 3.5 的鋼管搭設，傳力至＋ 4.50m 的二層平臺。

排架搭設基本以主梁軸線為基準，距梁軸線 0.5m 左右兩側設置兩根立桿，其余部分以間距不超過 1.8m 為原則平均分配立桿間距，立桿間距實際最大值為 1.7m 左右，水平桿的豎向間距為 1.8m 左右。立桿上下搭接大部分采用對接扣件，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一根，排架支撐中沒有設置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐。在二層平臺中有三個 4.0m × 8.6m × 1.5m 集料坑區(qū)域，立桿直接落于坑底。排架搭設沒有設計計算文件及指導施工的書面技術文件。施工時，平臺東端砼采用泵車送達后人工駁運，西端為直接布料。

從標高＋ 20.00m （＋ 21.00m ）屋面結構平面布置圖分析，得出排架支撐最大受載區(qū)域大體為 3.25 m 2 （ 2.5m × 1.3m ），其下部支撐立桿為 2 根φ 48 × 3.5 的鋼管。下面按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（ JGJ130 － 2002 ）對架體進行力學分析：

㈠荷載分析

⑴結構靜荷載

主梁 0.4 × 1.5 × 1.3 ＝ 0.78m 3

次梁 0.25 × 0.9 × 2.5 ＝ 0.563m 3

樓板 ［（ 2.5 × 1.3 ）－（ 0.4 × 1.3 ）－（ 2.1 × 0.25 ）］× 0.12 ＝ 0.27m 3

（ 0.78 ＋ 0.563 ＋ 0.27 ）× 25000 ＝ 40325N

⑵木模板荷載

3.25 × 300 ＝ 975N

⑶施工活荷載

3.25 × 1000 ＝ 3250N

1.2 ［⑴＋⑵］＋ 1.4 ⑶＝ 54110N

傳遞至單根立桿的荷載為 27055N

㈡穩(wěn)定分析

用鋼管、扣件作排架的支撐設計必須進行詳細的受力分析和計算，是施工安全管理中的強制性要求，這對于本案例支撐高度大于 4.5 米的高支撐架尤為重要。而模板支撐的實際搭設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)點都存在一系列的可變因素，如偏心、位移、緊固扭矩不足等，這些因素均影響到計算中桿件長細比的確定。長細比的難以確定直接影響桿件的穩(wěn)定分析。因此，實際工程中的計算模式的假定必須嚴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比按規(guī)范要求應限制在λ＝ 150 之內(nèi)，也就是當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，形成水平剛度較強的狀態(tài)）。本案例支撐水平桿步距雖要求為 1800mm ，但實際水平桿“在縱橫方向每隔一個步距均缺設一根”，因此按 2 步高作為“良好的鉸接狀態(tài)”進行驗算，則λ＝ 3600 ／ 15.78 ＝ 228 ，此時的φ＝ 0.146 。

穩(wěn)定驗算：σ＝ N ／（φ× A ）＝ 378.8Mpa

以上分析不難看出事故的技術原因主要是：

⒈本案例屋面設計標高較大，離地面達 21m ，與二層平臺（標高＋ 4.50m ）間距達 16.5m 。因此，支撐豎向高度較大，采用φ 48 × 3.5 鋼管作豎向立桿，水平間距 1.0m~1.7m 明顯過大，水平桿上下間距 1.8m ，沒有設置連續(xù)的豎向和水平剪刀撐，導致支撐系統(tǒng)整體性極差，即沒有形成可靠的空間受力結構。

⒉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 27kN 以上。假設鋼管立桿的計算長度為 3600mm ，則鋼管穩(wěn)定驗算中的計算應力已達 378.8Mpa ，此值已大大超過 Q235 鋼的設計強度值 205Mpa 和屈服強度值 235Mpa 。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，扣件式鋼管模板支撐架是建筑施工中常用的支模方式，但因為缺少相對應的設計計算專業(yè)標準，使現(xiàn)有的設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，更是由于安全技術和事故預案的不完善，導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防措施和應急預案進行分析及探討。