【正文】 支撐體系設(shè)計(jì)規(guī)范，也沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)荷載規(guī)定，高支模體系施工的工程經(jīng)驗(yàn)也不足，因此，高支模施工中造成工程事故的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不僅影響建設(shè)工期，嚴(yán)重的還會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)等的重大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近 14 年來，我國模板支架坍塌事故已發(fā)生 140 余起。對釀成模板支架坍塌事故的各種原因及各種能夠誘發(fā)安全事故的隱患形式和狀態(tài)進(jìn)行深入研究，融合各方面信息，構(gòu)建扣件式鋼管高大模板支撐體系風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型，建立合理實(shí)用的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型并采取相應(yīng)的預(yù)警和安全控制措施，保證施工安全。為防止模板支架坍塌事故的發(fā)生，國內(nèi)外很多專家和學(xué)者分別 從施工期荷載、穩(wěn)定承載力、安全風(fēng)險(xiǎn)控制等方面進(jìn)行了深入的試驗(yàn)和理論研究。我國目前主要采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，大多采用現(xiàn)澆混凝土施工，主要的施工工藝是在模板支撐體系的支護(hù)下進(jìn)行鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等施工。 歐洲很多國家在七八十年代就對模板支撐體系荷載進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)分析，美國洛杉磯學(xué)者 Karshenas 和 Ayoub 對美國 22 個(gè)采用模板支撐體系進(jìn)行施工的工程項(xiàng)目進(jìn)行了現(xiàn)場荷載調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)分析了待澆筑模板在砼澆筑前和澆筑中的人員、材料、施工機(jī)械等活荷載的情況，通過分析等效均布荷載的規(guī)律，最終得到施工期活荷載的分布規(guī)律及相關(guān)參數(shù)。 模板支架穩(wěn)定承載力研究現(xiàn)狀 在國外，很多國家對模板支撐體系的穩(wěn)定性計(jì)算理論和足尺試驗(yàn)研究已開展 很長一段時(shí)間，積累了大量資料。倫敦的Hindson 和 Home 采用足尺試驗(yàn)研究和理論分析對模板支架的豎向承載力和水 第 3 頁 平向承載力進(jìn)行了研究。 在國內(nèi)，很多學(xué)者也對模板支架穩(wěn)定承載力進(jìn)行了很多理論分析、試驗(yàn)研究和計(jì)算模型研究。模板支撐體系的計(jì)算模型主要有：排架模型，即把模板支架簡化為上下兩端鉸接的多層排架，其穩(wěn)定性可以簡化為兩端鉸接的等代柱的穩(wěn)定性；框架模型，借鑒框架結(jié)構(gòu)計(jì)算理論，用鋼結(jié)構(gòu)理論中的有側(cè)移框架模型理論對雙排腳手架的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并應(yīng)用于模板支撐架的分析。 東南大學(xué)土木工程學(xué)院教授 李維濱等通過對整架試驗(yàn)取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為模板支架整體穩(wěn)定承載力的計(jì)算提出了合理化建議。 模板支架安全風(fēng)險(xiǎn)研究現(xiàn)狀 模板支架坍塌事故危險(xiǎn)性巨大，每一次事故都會(huì)造成重大傷亡，因此，對模板支架施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理，對保證支架安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要現(xiàn)實(shí)意義。 2022 年，瑞士聯(lián)邦技術(shù)研究所的 并將其引入土木工程中應(yīng)用。早在 2022 年，廣州地鐵就建立了地鐵監(jiān)測信息平臺(tái)和安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系，對施工前期安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行診斷評價(jià)等，有效的控制了風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。東南大學(xué) 土 第 4 頁 木工程學(xué)院建筑工程系 劉家彬、郭正興提出了重視“扣件式鋼管模板支架的安全性”的提議，從實(shí)際事故案例出發(fā)，并基于架體不安全因素分析的方法，系統(tǒng)闡述了架體設(shè)計(jì)和施工管理的要點(diǎn)。 浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院 的金偉良、袁雪霞等則將模糊數(shù)理論引入到灰關(guān)聯(lián)綜合評估領(lǐng)域，提出對模板支架施工安全性進(jìn)行評價(jià)的方法，該方法運(yùn)用到實(shí)際工程中能夠有效的降低施工風(fēng)險(xiǎn)，顯著提高施工安全水平。浙江大學(xué)的金偉良、周繼忠、王雪艷、景玉華等均采用類似方法對模板支架的安全狀態(tài)進(jìn)行了綜合評判。 第 5 頁 第 3章 高支模體系坍塌事故原因剖析 模板支架坍塌事故在各類施工事故中的比例居高不下，一直是工程項(xiàng)目施工安全監(jiān)督的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文對近幾年來的高支模坍塌事故進(jìn)行總結(jié)，再次揭開人們久傷未愈的傷疤，深入分析事故的成因，用血的事實(shí)去警醒人們， 總結(jié)教訓(xùn)，用科學(xué)的手段和謹(jǐn)慎的態(tài)度去建造工程，以期高支模工程不再成為傷亡的重災(zāi)區(qū)。因此，模板支架坍塌事故屬于多發(fā)事故，需要高度重視，深入探究事故原因和預(yù)防措施?？偟膩碇v，引起模板支架坍塌事故的原因可以歸結(jié)為 四個(gè)方面：原材料缺陷原因、設(shè)計(jì)方案缺陷原因、構(gòu)造因素缺陷原因、施工和管理缺陷原因。在導(dǎo)致模板支架坍塌事故的因素中，構(gòu)成模板支架的鋼管和扣件質(zhì)量缺陷，是主導(dǎo)因素之一。另外，由于其多次周轉(zhuǎn)使用，加上維護(hù)保養(yǎng)不到位，更加重了它們的質(zhì)量缺陷和不合格程度。這些原材料缺陷將使模板支撐體系的穩(wěn)定承載能力大大降低，是造成模板坍 塌事故的重要安全隱患。使用前，對原材料進(jìn)行篩選，不得使用初始缺陷嚴(yán)重的材料，取其幾何參數(shù)和力學(xué)參數(shù)的實(shí)測值進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。實(shí)踐也證明，設(shè)計(jì)方案存在缺陷的項(xiàng)目，出現(xiàn)安全事故的概率非常高。 工人施工具有很大隨意性，任意減少桿件數(shù)量和加大構(gòu)件尺寸，將本身已經(jīng)存在的設(shè)計(jì)缺陷放大，很容易引發(fā)工程事故。 圖 南京某演播中心工程模板支架坍塌事故現(xiàn)場 第 7 頁 構(gòu)造因素缺陷 模板支架的設(shè)計(jì)是通過承載力計(jì)算確定的，規(guī)范為提高模板支架安全程度，在模板支架搭設(shè)過程中提出了很多構(gòu)造措施，比如，剪刀撐設(shè)置、連墻件設(shè)置、立桿 a 值（立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度）、掃地桿設(shè)置等。北京西 西工程模板支撐體系坍塌事故（見圖 ）現(xiàn)場量測到立桿頂部伸出頂層水平桿中心線至支撐點(diǎn)長度竟達(dá)到 ，懸臂端過長，很容易造成偏心受壓，嚴(yán)重降低了立桿承載力，導(dǎo)致立桿伸 圖 北京西西工程模板支撐體系坍塌事故 出段失穩(wěn)扭轉(zhuǎn)而釀成安全事故。方案和預(yù)案僅是設(shè)想，實(shí)際施工才是質(zhì)量控制的重點(diǎn)和核心，施工過程中存在很多偶然性和不確定性，很多情況是預(yù)想不到的，因此，需要通過精心施工和完善管 圖 鄭州富田太陽城工程中庭模板 理保障施工安全。如果管理人員和監(jiān)理單位把關(guān)不嚴(yán)，沒有進(jìn)行有效的質(zhì)量控制和施工管理，極易造成工程事故。 第 9 頁 第 4章 高支模體系穩(wěn)定承載力影響因素分析 高大模 板支撐體系施工的安全問題一直是建筑領(lǐng)域亟待解決的問題，因?yàn)樗鞘┕て诤傻闹饕d體，也是造成施工人員傷亡的主要原因。對待安全事故唯一正確的做法是進(jìn)行科學(xué)的分析，提出切實(shí)有效的預(yù)防措施，避免事故的再次發(fā)生。然后逐類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和深入研究，力求從局部深入到整體，全面了解模板支架穩(wěn)定性的機(jī)理。但是通過收集大量現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)鋼管壁厚能夠達(dá)到 的并不多，它們的平均值僅為 ，其截面積為，為標(biāo)準(zhǔn)值 489mm2的 %，立桿抗壓強(qiáng)度降低率為 18%（見表 ），與規(guī)范差距較大，不能滿足要求。因此，建議在進(jìn)行模板支撐 體系計(jì)算時(shí)，特別是高支模體系方案設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)取實(shí)測平均值進(jìn)行計(jì)算，即取 。規(guī)范規(guī)定鋼管直徑為 48mm，通過收集大量現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)鋼管的直徑 第 10 頁 大部分均達(dá)到了 48mm 的規(guī)范值，實(shí)測鋼管直徑平均值為 ，比規(guī)范值稍大，主要是由于現(xiàn)場使用的鋼管均涂有油漆和有不同程度的銹蝕，且多次周轉(zhuǎn)使用過的鋼管經(jīng)常還覆蓋有混凝土，使得鋼管直徑增加。因此，現(xiàn)場使用鋼管直徑符合規(guī)范要求，在實(shí)際計(jì)算中取鋼管直徑為 48mm 是安全可靠的。 我國《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（ JGJ1302022）第 條規(guī)定，扣件螺栓擰緊力矩不應(yīng)小于 40N m。 m，且有相當(dāng)一部分力矩值在 10N經(jīng)過分析得知原因主要是工人在現(xiàn)場搭設(shè)腳手架時(shí)，對于扣件的擰緊程度沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，一般用沒有力矩顯示的扳手進(jìn)行擰緊，沒有明確的指示，隨意性非常大，導(dǎo)致扣件螺栓擰緊力矩達(dá)不到規(guī)范要求。另外，經(jīng)過多次重復(fù)使用的扣件螺栓、螺母銹蝕嚴(yán)重，存在一定程度的削弱和擰不緊的問題。 m 的模板支架承載力比 50N m。 m 的模板支架，對穩(wěn)定承載能力的降低值很大。 因此，加強(qiáng)施工過程管理，實(shí)施全過程監(jiān)控，施工單位和監(jiān)理單位應(yīng)把高大模板支撐體系扣件擰緊程度列入驗(yàn)收范圍，對扣件擰緊程度進(jìn)行抽檢（抽檢數(shù)量不得少于 20 個(gè)），進(jìn)行施工質(zhì)量控制。 m 的規(guī)范值，存在一定安全隱患。 m 作為扣件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，在模板支架 第 11 頁 搭設(shè)過程中，要求采用扣件扳手對扣件擰緊，保證扣件擰緊力矩在 40～ 65N 立桿超出頂層水平桿中心線至支撐點(diǎn)的長度 立桿超出頂層水平桿中心線至支 撐點(diǎn)的長度，即立桿懸臂端，我國規(guī)范并沒有給出明確規(guī)定，但是在《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（ JGJ1302022） 條規(guī)定模板支架立桿的計(jì)算長度采用公式 L = h + 2a 計(jì)算，為確保安全，立桿按懸臂端進(jìn)行計(jì)算。 在現(xiàn)場實(shí)測中發(fā)現(xiàn)，立桿超出頂層水平桿中心線至支撐點(diǎn)的長度與模板支架搭設(shè)高度和結(jié)構(gòu)主梁高度有關(guān)。另外，由于主梁高度較大，為滿足主梁的支撐，往往在梁底加設(shè)橫桿，至于板底立桿就不再加設(shè)橫桿，造成立桿超出頂層水平桿中心線至支撐點(diǎn)的長度偏大。對于剪刀撐的搭設(shè)，施工人員往往忽 視水平剪刀撐的搭設(shè)，認(rèn)為搭設(shè)了豎向剪刀撐對于支撐模板施工已經(jīng)綽綽有余，實(shí)踐證明這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。實(shí)際測量結(jié)果證明扣件的擰緊力矩平均值僅為 24N因此，要重視剪刀撐的搭設(shè)，把剪刀撐的設(shè)置要求和設(shè)置數(shù)量做出規(guī)范，并將規(guī)范具體化，以利于執(zhí)行。 第 12 頁 頂托工作長度 我國《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（ JGJ1622022）中第 條規(guī)定：鋼管立柱頂部應(yīng)設(shè)置可調(diào)支托， U 形支托與楞梁兩側(cè)間不得留有間隙，如果有，必須楔緊，保證螺桿伸出鋼管頂部小于 200mm，螺桿外徑與立柱鋼管內(nèi)徑之差不得大于 3mm，應(yīng)保證安裝后上下同心。 圖 可調(diào)頂托的工作長度 立桿垂直度 模板支架中立桿是傳遞施工荷載的承壓構(gòu)件，安裝時(shí)如有過大的初始偏心距或初始彎曲，對立桿的受力狀態(tài)極為不利，影響模板支架的安全與功能的發(fā)揮，使其承載能力降低甚至導(dǎo)致失穩(wěn)坍塌，國內(nèi)外有很多這方面的慘痛教訓(xùn)。在實(shí)際工程中，鋼管被反復(fù)循環(huán)使用，普遍存在初始彎曲，而工人不注意對立桿的垂直度的控制，隨意施工，使得立桿垂直偏差較大，在施工現(xiàn)場用垂直度檢測儀，對部分立桿的垂直偏差進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)立桿垂直偏斜較大，平均值達(dá)到 19mm，對立桿受力極為不利。因此，在實(shí)際搭設(shè)過程中，要對立桿的垂直度要進(jìn)行控制，將其列為驗(yàn)收指標(biāo)，對于安裝高度小于 20 米的模板支架，立桿垂直度允許偏差為 H/200。在實(shí)地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)施工人員基本都能夠認(rèn)識(shí)到搭設(shè)掃地桿的重要性，但是對于掃地桿的搭設(shè)高度卻不置可否，大部分人認(rèn)為只要有掃地桿就行，高度不要太離譜就沒問題。當(dāng)掃地桿離地面高度為 米時(shí)模板支架穩(wěn)定承載力最高，在 米范圍內(nèi)其穩(wěn)定承載能力變化范圍不大，大于 米處，承載力值下降加快。 評判方法進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)規(guī)范其合格區(qū)間為 [40， 65]，取一定樣本進(jìn)行實(shí)測，取其平均值進(jìn)行評價(jià)，大于 40N取值在 [0， 1]之間，越接近 1 說明符合度越高。模板支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)具有：多且不具體，容易引發(fā)連鎖反應(yīng)，危害性大等特點(diǎn)。在每個(gè)環(huán)節(jié)，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別和分析的同時(shí)，及時(shí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，將風(fēng)險(xiǎn)消滅在萌芽狀態(tài)。 安全預(yù)測常用方法 （ 1）專家調(diào)查法 專家調(diào)查法是通過專家來進(jìn)行綜合判定以及識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)一種方法。目前，在專家調(diào)查法中最常用且具有一定代表性的是德爾菲法和頭腦風(fēng)暴法。目前，德爾菲法具有非常廣泛的代表性，結(jié)果相對比較可靠。采用頭腦風(fēng)暴法可以充分發(fā)揮出集體的智慧，從而提高風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的效率以及準(zhǔn)確性。但是，專家 第 15 頁 人數(shù)以及專家的專業(yè)水平也會(huì)直接限制專家調(diào)查法的判定結(jié)果。 安全檢查表是安全風(fēng)險(xiǎn)的重要總結(jié)資料，可以為以后同類項(xiàng)目的施工提供非常珍貴的參考意見。安全檢查表比較容易掌握，也適合我國建筑工程施工安全管理的實(shí)際情況，易于推廣且能夠事先編制，能做到系統(tǒng)化和科學(xué)化。 （ 3）幕景分析法 幕景分析法，是分析造成風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的關(guān)鍵因素以及分析風(fēng)險(xiǎn)影響程度的一種方法。在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí)，可通過圖、表、曲線等一系列形式將結(jié)果呈現(xiàn)出來。目前分析法主要分為三種類型：原始幕景、當(dāng)前幕景和原始幕景。幕景分析法需要依賴大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但是，往往這方面的數(shù)據(jù)又相對缺乏。在邏輯上， FTA 按照易于理解的演繹推理邏輯，將事故結(jié)果演繹為導(dǎo)致該事故發(fā)生的各種原 因。 這些方法往往存在下列問題： 1）、很難反映出指標(biāo)屬性間的非線性關(guān)系； 2）、各指標(biāo)在進(jìn)行權(quán)重量化時(shí)，容易受評價(jià)人的主觀因素的影響； 第 16 頁 3）、信息來源既不完整，又往往缺少完善評價(jià)規(guī)則，有時(shí)無章可循，通常在 表征各指標(biāo)間的相互關(guān)系時(shí)遇到困難，也很難將各指標(biāo)的權(quán)重分配定量化，唯一能確定的僅有其屬性特征和同類系統(tǒng)的歷史評價(jià)結(jié)果。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效地解決上述難題。從評價(jià)問題的角 度來看，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過學(xué)習(xí)己有的系統(tǒng)和它們的評價(jià)結(jié)果，了解其規(guī)則，可學(xué)會(huì) 隱含其中的人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)及對各目標(biāo)重要性的看法等直覺思維。 應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 對具體問題進(jìn)行評價(jià)有很多種途徑。待網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自行迭代并收斂后，網(wǎng)絡(luò)各神經(jīng)元之間的連接權(quán)值就是網(wǎng)絡(luò)所學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和對于此問題的評判準(zhǔn)則，它們分布存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中；此時(shí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就已然成為評價(jià)專家。在樣本數(shù)據(jù)足夠多而且準(zhǔn)確的情況下，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)樣本訓(xùn)練的情形自動(dòng)給出評價(jià)指標(biāo)的 權(quán)值，并在網(wǎng)絡(luò)迭代過程中自動(dòng)地修改權(quán)值，從而保證客觀的評價(jià)方案。不僅簡單易行，而且準(zhǔn)確度較高。 模板支