A3 — 北京西西工程支模架坍塌事故_支模架坍塌事故分析
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A32001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（下称《规范》）第5.6条进行计算，未限制立杆顶部伸出长度（即《规范》中的a值），据调查，现场管理人员口头交底立杆顶部伸出长度应小于1.5m；《施工方案》未计算施工活荷载，导致计算结果与现场实际有较大偏差。立杆顶部伸出部分为整个模板支架的最薄弱部位，其长度a的大小对整体支撑架的稳定承载能力起决定性作用。经对《施工方案》中模板支撑架设计计算章节进行校核验算得知：按“几何不可变杆系结构”验算的结果不能满足承载力要求，按照“非几何不可变杆系结构”验算的结果已达到杆件承载力的极限，采用脚手架的计算方法所得结果也超出杆件承载力限值，因此可判定该模板支撑架方案设计结果已达到其承载力极限值，强度无富裕量，甚至已占用部分承载力安全储备，按该《施工方案》要求搭设的支撑架，处于濒临失稳坍塌的状态，尚未坍塌部位立杆顶部构造尺寸见图3。
图3 立杆悬臂段太长、部分立杆采用扣件与横杆连接
（2）《施工方案》第4.6条“剪刀撑设置要求”未要求设置中间立杆纵向剪刀撑和各道水平剪刀撑，不符合《规范》第6.8.2条第二款“满堂模板支撑架四边与中间每隔四排立杆应设置一道由底到顶的纵向剪刀撑,高于4m的模板支架,其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑”的规定。
（3）《施工方案》未根据施工现场条件，提出与周边已有建筑结构进行可靠拉接的技术措施。事故部位为21.8m标高、约400m2的中庭预应力顶板，其下部高大空间内东、西、南边有2、3、4层结构边梁及边柱。虽《规范》未作拉结规定，但《施工方案》中技术构造措施如提出支撑架与周边结构进行可靠刚性拉接的要求，可有效提高该高大模板支撑架的结构稳定性，坍塌的支模架。见图4。
图4 支模架无剪刀撑、未与四周已浇结构进行拉结（4）该《施工方案》编制粗糙，无立杆平面布置图、立面图、剖面图、节点详图，无质量检查标准，计算系数取值既不符《规范》，也不符现场常规搭设尺寸，针对性、可操作性较差。2.3 架体构造问题
（1）对现场残留的模板支撑架勘察时发现，部分模板支撑架无扫地杆，不符合《规范》第6.3.2条（强制条文）的要求。
（2）模板底部部分立杆采用旋转扣件接长，在立杆顶部伸出部分上产生了附加偏心力矩，部分立杆仅与大横杆连接，立杆不落地，严重降低了立杆的承载能力，见图3。
（3）《施工方案》第4.6条规定，剪刀撑沿脚手架外侧及全高连续设置，每六步四跨设置一道剪刀撑。但在现场东南角、西南角未倒塌的模板支架上未发现任何剪刀撑，违反了《规范》第6.8.2条与《施工方案》第4.6条的规定，见图4。（4）《施工方案》规定支撑架步距1.5m，现场实际残留支撑架步距为1.4～1.7m不等。
（5）由现场勘察发现，中庭东南角残留的部分模板支撑架立杆顶部和底部用螺纹钢筋代替可调底座，承载时对立杆顶部产生了附加偏心力矩，大大降低了立杆的承载能力。
（6）现场检测的扣件拧紧力矩为10～40N•m，大多不到20N•m，大大降低了节点的承载能力，不满足《规范》的要求。
（7）现场检测的立杆顶部伸出部分达到1.8m，大大降低了立杆的承载能力，见图3。
2.4 材料质量问题
（1）扣件式钢管脚手架钢管规格为φ48×3.5mm，现场测量到的钢管壁厚为2.7～3.5mm不等，其中壁厚为3.0mm的较多，不符合《规范》第3.1.2条的规定。经立杆稳定计算，钢管壁厚为3.0mm时，其稳定承载力比壁厚为3.5mm时降低13%。
（2）扣件螺母厚度大多数在11～13mm之间，有若干仅9mm，小于相关标准规定的14±0.5mm；从现场已经破坏的扣件断口看，扣件有明显铸造缺陷，材质及力学性能有待进一步检测。
（3）现场实测用于模板支撑的可调托撑螺杆直径大部分为φ30～32.7mm，小于标准规定的φ38mm，易产生附加弯矩，降低承载力；可调托撑的“Ｕ”型托和可调底座的底板钢板厚度大多数为4.3mm，有的仅３mm，小于标准规定厚度5mm,因此变形严重,且可调托撑翼缘板高度不够，对支撑木方起不到防脱落作用；可调托的Ｕ型板与丝杆之间未焊接加筋板，使多数U形板发生变形、断裂，见图5。
图5 可调托撑螺杆偏细、托板变形
3.事故结论
（1）《施工方案》编制粗糙，结构设计与计算存在严重缺陷，不能保证施工安全要求。
（2）搭设的模板支撑架立杆顶部伸出长度过大是本次事故发生的主要原因。（3）现场搭设的模板支撑架存在若干节点无扣件、扣件螺栓拧紧扭力矩普遍不足、立杆搭接或支撑于水平杆上、缺少剪刀撑等严重缺陷，造成支撑体系局部承载力大为降低，是事故发生的重要技术原因之一。
（4）现场搭设的模板支撑架中使用的钢管杆件、扣件、顶托等材料存在质量缺陷，也是事故发生的重要技术原因之一。
（5）在模板支架搭设过程中，安全保证体系、安全人员配置、模板支架方案设计审批、安全生产技术交底、日常安全检查、隐患整改、模板支架搭设验收、材料进场验收等管理环节严重缺失，是事故发生的管理原因。
4.事故教训
自2000年10月25日发生南京电视台大演播厅顶盖模板支撑架整体坍塌的重大事故以来，虽生产安全和建设主管部门一再三令五申，要求必须高度重视高大空间模板支撑架安全，认真编好安全专项施工方案，加强技术和安全管理，以杜绝类似事故再次发生，但仍然未能引起某些施工单位警觉，导致近年来类似事故不断发生。本工程事故不仅伤亡惨重、损失巨大、影响恶劣，也集中反映了此类事故的典型成因，带来沉重的教训与深刻的警示，因此在施工中应注意：
（1）应对高大空间模板支撑架施工安全予以高度重视，认真编制安全专项施工方案，采取严格的安全技术措施确保施工生产安全。如将其混同于一般支撑架，在技术和安全上缺失管理，将可能导致惨重的后果。
（2）应将技术工作放置在安全工作基础的位置上，高度重视技术，安全才有保障。应明确规定合理的安全指标，确保技术措施达到足够的安全度，并制定可行的应急救援预案。技术安全工作做的越充分，安全就越有保障。
（3）应坚决解决施工单位将施工技术安全文件（施工组织设计、安全专项方案、安全技术措施、技术安全交底材料等）仅用于投标、报审、应付各种施工查验手续的普遍问题，在施工中应严格执行所编制的各种施工安全技术文件，不得随意违反、随意变更。
（4）应扩大施工技术人员的工作权限，仅提“安全一票否决制”是不够的，应当提技术和安全都可以一票否决，或者实施“技术安全”一票否决制，因为没有技术对安全工作的保证支持，安全不能得到有效地确保。
（5）应在材料验收中落实《规范》中“φ48×3.5钢管壁厚允许误差为0.5mm”及扣件承载能力的要求，解决目前钢管、扣件、顶托的规格、质量混乱，优劣混杂使用的严重问题。
（6）必须切实加强施工中的技术和安全管理工作，遏制片面追求经济利益，忽视技术安全要求的倾向。
