扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析及技术措施.docx

1、欢迎光临安全人之家https:/扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析及技术措施扣件式钢管模板高支撑体系在土木工程施工中应用广泛，但因对支模架体系受力性能认识不清、搭设构造不规范等导致的模板支架坍塌事故时有发生。如何有效防止发生高大支模架突发性整体坍塌事故一直是工程建设人员关注的热点，为此建设部规定了高大模板工程所指的对象为：水平混凝土构件模板支撑系统高度超过 8m，或跨度超过18m，施工总荷载大于 10kN/m，或集中线荷载大于 15 kN/m 的模板支撑系统；并规定对高大支模工程应加强专项施工方案的编制及专家审查，以避免支架整体坍塌。1 高大支模架基本受力特性扣件式钢管高大支模排架一般有两种受力

2、模式：一是钢管排架顶部水平杆传力支模模式，梁或板等水平混凝土构件的自重和施工荷载通过底模下的木枋将荷载传至水平杆，水平杆又通过与立杆扣接的直角扣件将荷载传至立杆，如图 1 所示。试验表明当直角扣件的拧紧力矩达 4065N/m 时，单扣件在 12kN 的荷载下会滑动，其抗滑承载力设计值可取 8 kN；双扣件在 20 kN 荷载下会滑动，其抗滑承载力设计值可取 12 kN1。对于钢管排架顶部水平钢管传力支模形式，其支架的承载力主要是由支架顶部水平钢管与立杆的扣件抗滑力决定的。二是钢管排架立杆顶端设可调托座传力支模模式，在钢管顶端插入Tr38、长度为 600mm 的可调托座，支架立杆呈轴心受压状态。

3、这种支模方法在高架桥或其他连续箱梁桥施工中应用较多，其支架的承载力主要由支架的稳定承载力决定，如图 2 所示。欢迎光临安全人之家https:/2 高大支模架坍塌事故分析2.1 钢管排架立杆顶端扣件滑脱的坍塌模式 2004 年南京某高架桥浇筑混凝土连续梁桥面时，近 50m 的桥面突然发生支模架整体坍塌，造成正在施工的数十名工人受伤。经查看坍塌的扣件式钢管支模架，其排架水平杆步高为 1.6m，桥墩的墩梁处搭设架体的基本尺寸为双向 600mm600mm，纵向的箱室梁腹板部位的架体基本尺寸为 600 mm900 mm，板下基本尺寸为 900mm900 mm，每根立杆每步的双向水平杆均不缺少，因此该架体

4、构造基本完整2。由于顶部梁板下的 150mm150mm 的大木枋均搁置在扣件钢管顶部的水平杆上，通过顶部支架节点的扣件摩擦力传递施工荷载，这种支模形式的支架承载力一般由顶部扣件抗滑力决定。调查结果表明，由于顶部传力双扣件的拧紧力矩不足，导致在混凝土浇筑至接近顶板基本完成时，因直角扣件节点抗滑力不足而发生支架整体下沉直至缓慢坍塌。2.2 钢管排架顶部立杆伸出水平杆长度过大的坍塌模式2.2.1 事故概况北京“西西”工程 4 号地项目中庭为处于地面上1-5 层的一个共享空间，由于长 25.2 m、宽 16.8 m 的扣件式钢管高支模架发生整体坍塌事故，造成施工人员 8 死 21 伤。该厅堂楼盖面积为

5、 423m，为四周支承于框架梁上的预应力空心楼板（板厚 550mm，折算厚度 376mm，欢迎光临安全人之家https:/板内预埋400GBF 管），南侧边梁 KL17 截面 850 mm950 mm、北侧边梁KL22截面1 000 mm1 300 mm,东西两侧边梁K27和K30均为600mm600 mm，混凝土总量为 198.6m。基本架体间距 12001200mm，步高 1500mm，顶部插可调托（图 3），总支模高度为 21.8 m，插有可调托的立杆伸出顶层横向水平杆的长度为 1 2001 500 mm，扫地杆离地 300500 mm3。2.2.2 支架坍塌计算分析按支架实际搭设尺寸建

6、立有限元整体模型，计算支架的整体稳定性。计算假定如下：（1）模板支架结构为三维空间杆系结构，立杆支座与地面铰接；（2）水平杆与立杆之间半刚性连接，节点刚度系数取东南大学试验测试值；（3）忽略偏心作用，立杆顶端受轴心竖向力 P；（4）节点刚度在结构失稳前保持不变，不考虑节点偏心作用。钢管壁厚按实测取 3.0mm 计算，立杆顶层悬臂端长度 1 500 mm，弹性模量为 2.06105 N/mm，钢材为 Q235，水平杆与立杆为半刚性连接，其抗扭转刚度按拧紧力矩 20Nm 取为 1.6107Nmm/rad。计算模拟结果表明，模板支架由于立杆顶端局部侧移过大导致支架呈整体失稳破坏形式，其单根立杆稳定极限承载力 Pcr=10.9 kN；而按该工程混凝土构件的尺寸，按荷载标准值组合，立杆轴力 N=1.0NGK+1.0NQK,NGK和NQK分别为恒荷载和活荷载在立杆中引起的轴力欢迎光临安全人之家https:/标准值，计算得出楼板下支架单根立杆 N 板=16.4kN；对比计算机模拟算得的极限承载力