论文概要： 《建设工程安全生产管理条例》已于 2004 年 2 月 1 日开始实施，条例规定（第四十九条）：施工单位应当制定本单位生产安全事故应急救援预案 ..... ；本文从一起模板坍塌事故分析入手，阐述了扣件式钢管模板支撑体系坍塌事故发生的原因，以及预防措施，同时对模板坍塌事故应急预案的编制作了简要的分析。

第一部分 案例技术分析

模板坍塌事故是建筑施工中极易引发群体伤亡的危险源之一，尤其随着城市现代化的发展，大层高的建筑越来越多，一些高度大于 4.5 米，且采用扣件式钢管模板支撑架的模板工程频频发生了坍塌事故，造成重大的人身伤亡和财产损失。

2000 年某月，上海某正在浇筑砼的锅炉房工程屋面平台突然发生坍塌事故，造成 11 人死亡、 2 人重伤、 1 人轻伤 , 直接经济损失达 257.5 万元。坍塌部位位于整个锅炉房北侧，平面尺寸约为 18m × 34.6m ，标高＋ 20.00m （＋ 21.00m ）。屋面为梁板结构， 18m 跨度主梁尺寸为 400mm × 1500mm ，主要次梁的尺寸为 250mm × 900mm ，板厚 120mm 。框架柱＋ 16.50m ～＋ 20.00 （＋ 21.00m ）范围与梁板一起浇筑。屋面排架支撑采用φ 48 × 3.5 的钢管搭设，传力至＋ 4.50m 的二层平台。

排架搭设基本以主梁轴线为基准，距梁轴线 0.5m 左右两侧设置两根立杆，其余部分以间距不超过 1.8m 为原则平均分配立杆间距，立杆间距实际最大值为 1.7m 左右，水平杆的竖向间距为 1.8m 左右。立杆上下搭接大部分采用对接扣件，仅在接近屋面板模板部位，为了调整高度而采用两个旋转扣件作搭接。据勘查，水平杆在纵横方向每隔一个步距均缺设一根，排架支撑中没有设置连续的竖向和水平剪刀撑。在二层平台中有三个 4.0m × 8.6m × 1.5m 集料坑区域，立杆直接落于坑底。排架搭设没有设计计算文件及指导施工的书面技术文件。施工时，平台东端砼采用泵车送达后人工驳运，西端为直接布料。

从标高＋ 20.00m （＋ 21.00m ）屋面结构平面布置图分析，得出排架支撑最大受载区域大体为 3.25 m 2 （ 2.5m × 1.3m ），其下部支撑立杆为 2 根φ 48 × 3.5 的钢管。下面按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（ JGJ130 － 2002 ）对架体进行力学分析：

㈠荷载分析

⑴结构静荷载

主梁 0.4 × 1.5 × 1.3 ＝ 0.78m 3

次梁 0.25 × 0.9 × 2.5 ＝ 0.563m 3

楼板 ［（ 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木模板荷载

3.25 × 300 ＝ 975N

⑶施工活荷载

3.25 × 1000 ＝ 3250N

1.2 ［⑴＋⑵］＋ 1.4 ⑶＝ 54110N

传递至单根立杆的荷载为 27055N

㈡稳定分析

用钢管、扣件作排架的支撑设计必须进行详细的受力分析和计算，是施工安全管理中的强制性要求，这对于本案例支撑高度大于 4.5 米的高支撑架尤为重要。而模板支撑的实际搭设处理与理论计算假定是否相近又是极其重要的计算依据。由于采用扣件相互连接，各个节点都存在一系列的可变因素，如偏心、位移、紧固扭矩不足等，这些因素均影响到计算中杆件长细比的确定。长细比的难以确定直接影响杆件的稳定分析。因此，实际工程中的计算模式的假定必须严格按最有利于安全的角度出发。

由于轴心受压杆件的长细比按规范要求应限制在λ＝ 150 之内，也就是当考虑钢管的计算长度 L0 ≤ 2370mm 时，才能符合规范要求。若要满足此要求，就必须在计算杆件两端形成良好的铰接状态（如安装水平剪刀撑，形成水平刚度较强的状态）。本案例支撑水平杆步距虽要求为 1800mm ，但实际水平杆“在纵横方向每隔一个步距均缺设一根”，因此按 2 步高作为“良好的铰接状态”进行验算，则λ＝ 3600 ／ 15.78 ＝ 228 ，此时的φ＝ 0.146 。

稳定验算：σ＝ N ／（φ× A ）＝ 378.8Mpa

以上分析不难看出事故的技术原因主要是：

⒈本案例屋面设计标高较大，离地面达 21m ，与二层平台（标高＋ 4.50m ）间距达 16.5m 。因此，支撑竖向高度较大，采用φ 48 × 3.5 钢管作竖向立杆，水平间距 1.0m~1.7m 明显过大，水平杆上下间距 1.8m ，没有设置连续的竖向和水平剪刀撑，导致支撑系统整体性极差，即没有形成可靠的空间受力结构。

⒉在未计入施工中泵送砼直接对模板支撑的冲击力时，支撑立杆受力已达 27kN 以上。假设钢管立杆的计算长度为 3600mm ，则钢管稳定验算中的计算应力已达 378.8Mpa ，此值已大大超过 Q235 钢的设计强度值 205Mpa 和屈服强度值 235Mpa 。因此支撑立杆已不稳定，发生坍塌事故已是必然。

在我国，扣件式钢管模板支撑架是建筑施工中常用的支模方式，但因为缺少相对应的设计计算专业标准，使现有的设计计算存在着不确定、不安全的因素，尤其是对于支撑高度大于 4.5m 的梁板模板支撑架，更是由于安全技术和事故预案的不完善，导致模板坍塌事故频频发生。加上施工现场缺乏必要的紧急救援系统，无法在坍塌事故发生后及时施救，以至于造成大量的人员伤亡，为预防模板坍塌事故的发生，确保扣件式钢管模板支撑架的使用安全和施工人员安全，有必要对同类事故的预防措施和应急预案进行分析及探讨。