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扣件式钢管脚手架体系研究的必要性

2019-07-18 08:41:13

一、扣件式钢管脚手架体系的建立

扣件式钢管脚手架体系(简称“扣件架体系”)就是指为便于施工,利用基本的构配件(如扣件、钢管、脚手板、可调托撑、型钢、连墙件等)而组成的能承受一定荷载的各种工程辅助性结构的总称。工程中经常使用的有以下几种类型:

(1)单、双排落地扣件式钢管脚手架。指由水平杆分别和一排、两排立杆连接而成的脚手架,通常有里、外脚手架之分。

(2)满堂扣件式钢管脚手架及支撑架。它是指在纵、横方向,由不少于三排立杆并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑、扣件等连接构成的。若该架体顶部作业层施工荷载通过水平杆传递给立杆,顶部立杆呈偏心受压状态,则称为满堂脚手架;若该架体顶部的施工荷载通过可调托撑轴心传力给立杆,顶部立杆呈轴心受压状态,则称为满堂支撑架(含模板支撑架)。

(3)型钢悬挑扣件式钢管脚手架。型钢悬挑扣件式脚手架就是为适应高层建筑结构施工而产生的一种脚手架形式,它是将型钢(一般为槽钢)一端用U型钢筋拉环或锚固螺栓固定在楼板上,另一端悬挑出来,然后在型钢悬挑端上搭设脚手架。综上,扣件式钢管脚手架体系主要包含三种类型的脚手架。将这三种类型的脚手架统称之为广义上的脚手架,而将建筑外用和里用脚手架称之为狭义上的脚手架。

二、扣件式钢管脚手架体系事故现状

现阶段,住建部的事故快报系统将市政工程生产事故分为高空坠落、触电、坍塌、物体打击、机具伤害、起重伤害、火灾和爆炸、中毒或窒息、车辆伤害、其他伤害等几方面,但主要还是集中于前五个方面。另外,建设部令第3号规定事故分为一般事故、重大事故和特别重大事故,又把重大事故分为四个等级,其中三级重大事故(较大事故)指:死亡3人以上,9人以下;或重伤20人以上;或直接经济损失30万元以上,不满100万元的。

自2004年以来的统计数据呈现,我国在建工程事故频繁发生,虽然建筑施工事故和扣件架事故发生的起数及人数都呈下降的趋势,但形式依然严峻,特别是扣件架事故所占的比例居高不下,其导致人员伤亡的数量较多,危害严重,应引起高度重视。

建筑工程事故多发生在工程结构的施工阶段。统计数据表明,美国大约有57%的工程事故发生在施工期,俄罗斯的大约为70%,而根据对我国近十年的工程结构事故的统计分析可知,这一比例为78%左右。那么对于扣件架工程而言,由于其主要在施工阶段使用,即扣件架结构体系的整个生命周期几乎都在施工期,其失效概率比建筑结构的要大得多,因而对扣件架事故研究就显得十分重要。

三、扣件式钢管脚手架体系事故的原因

由扣件式钢管脚手架体系自身的特殊性,再结合工程实际中的事故分析,可以得出诱发扣件式钢管脚手架体系事故的因素,主要包括以下几个方面:

1.自身因素

对于构成扣件式钢管脚手架材料,规范规定其钢管宜采用少48.3x3.6mm、壁厚为3.6mm的钢管,且应为现行标准《直缝电焊钢管》CB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》CB/T3091,及《碳素结构钢》CB/T700中规定的Q235普通钢管;扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作,其螺栓拧紧扭力矩要达到65N.m,且其质量和性能应符合现行标准《钢管脚手架扣件》CB15831的规定。但目前有些钢管生产厂家为抢占市场,生产的钢管壁厚仅为3.0~3.2mm,这样使其截面惯性矩降低约10%左右,再加上多次周转,使钢管出现锈蚀、疲劳等现象,进一步减小了惯性矩,降低了脚手架的承载力和稳定性。此外,扣件的质量不达标或由于重复使用而产生缺陷,主要表现为:重量小于规范值、滑丝、变形等,导致其在拧紧力矩还达不到规范规定便发生破坏,而且使得节点刚性减弱。

2.人为因素

(l)设计方面的原因:扣件架的设计和计算通常由施工单位进行的。由于一些施工技术人员设计知识欠缺,或仅靠经验而没有对扣件架进行详细分析与设计,如对支撑系统的刚度和稳定性考虑不足,没有考虑混凝土结构抗力的时变性及浇筑路径对模板支撑体系内力的影响;对卸料平台的限重考虑过小;对密目式的挡风系数考虑不足;没有考虑温度骤变引起材料脆性变化以及地基承载力不足等情况,从而造成事故频发。另外,在模板支撑系统或扣件架设计计算时,计算简图与现场实际情况有相当大的差距。

(2)施工方面的原因:①施工操作上的原因。在实际施工中,由于工人操作不当,如搭设和拆除扣件架的顺序不当,不符合要求;连墙件间距设置不合理,没有连接牢固;构造措施没有很好保证;堆放在架体上的材料超载;大多施工企业实行劳务分包,架子工盲目提升效率,不顾施工质量,扣件没有连接牢固;脚手架的横竖斜杆没按规范要求搭设等。②施工管理上的原因。由于某些施工企业资质较差,其技术人员的业务知识水平较低或工人素质较差,缺乏相关基础知识和培训(如架子工没有规定的相应资格证书,无证上岗),造成现场管理混乱,也易出现扣件架事故;扣件架地基缓慢沉降及地基土体滑移、泡水现象,使部分立杆底座悬空;当单、双排扣件架的搭设高度超过规定值时,施工前未按照有关要求编制专项施工方案,并且没有对专项方案进行审批;相关负责人没有及时、认真进行检查和验收,也为扣件架埋下了隐患。

3.自然因素

在扣件架的使用过程中,某些自然环境方面的因素也会导致事故的发生,如地震、水灾、火灾、强风、雷电等。地震和风灾可导致扣件架发生失稳破坏;水灾可通过对扣件架地基的影响,进而引发架体沉降甚至倒塌;火灾一般会使密目式网燃烧,进而殃及钢管,使得其力学性能下降,导致人员受伤及架体倒塌;雷电可通过顶部伸出施工层的扣件架击伤施工人员。

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