脚手架、模板支架常见事故特点及预防
第一章近几年来建筑业事故特点
2011年建筑业各类别较大事故中，脚手架、模板支架坍塌事故较多，事故起数和死亡人数均居第一位，分别占40.6%和44.5% 。
2012年较大事故中模板支架类坍塌事故占到42%，较上年有所上升，需要继续加以高度重视。
2013年，全国共发生建筑施工事故2059起、死亡2489人，同比增加111起、58人，分别上升5.7% 和2.4%。
建筑业事故起数和死亡人数分别占工矿商贸企业总数的31.75%和30.96%，列行业领域事故起数和死亡人数第一位。
坍塌事故起数和死亡人数同比均上升13.3%，尤其是在较大事故起数中占比70%，反映出模板支撑、塔吊安装拆卸等作业危险性较大，作业人员比较集中，容易造成坍塌等群死群伤的事故发生，也表明，虽经过多年预防坍塌专项整治工作，有效遏制了重特大坍塌事故发生，但坍塌事故多发问题依然严重。
事故特点
总体上看，2013年建筑施工生产安全事故表现为“五个多发”的特点：
（一）脚手架、模板支撑体系不符合规范要求导致脚手架坍塌事故多发。在脚手架坍塌、模板支撑体系坍塌事故中，绝大部分是因为现场搭设和施工方案不一致，未按要求设置剪刀撑、连墙件间距过大、脚手架立竿间距过大、纵横杆设置不符合标准，导致脚手架或支撑体系整体刚度和稳定性不足而发生瞬间失稳坍塌，2013年，27起较大脚手架坍塌事故中有近20起事故的间接原因为搭设不符合规范要求。
（二）起重机械安装、顶升、拆卸环节中事故多发。塔吊等起重机械坍塌事故中，安装拆卸时坍塌事故易发，2013年共发生10起较大塔吊坍塌事故，安装顶升拆卸过程中的坍塌事故就占7起。
（三）因设备设施缺陷等引发的事故多发。2013年因设备设施缺陷或缺少而导致的事故发生424起，占事故总量的20.59%，特别是在9起较大高处坠落事故中，因吊篮钢丝绳断裂引起的就占5起。
（四）因“非法违法”“违规违章”行为导致的事故多发。2013年因非法违法行为引起的事故所占比例有所减少，88起较大事故中，仅有2起被认定为非法违法事故。但因违规违章行为导致的事故所占比例较大，因违反操作规程或劳动纪律发生事故650起，死亡759人，分别占事故总量的31.57%和30.49%。
（五）缺乏安全技术指导的村镇建设事故多发。农村自建房建设和拆除中，普遍存在由个人或无资质施工队伍施工作业的情况，施工作业中无施工图纸、施工方案等，在开挖地基、砌筑墙体、安装拆卸模板、浇筑混凝土、搭拆脚手架等重要工序上缺乏必要的技术指导，而导致事故易发。2013年，村镇建设仅较大事故就发生8起、死亡32人，同比增加5起、18人，分别上升166.7%和128.6%。
暴露出的问题
（一）施工现场“三违”行为、设施设备存在缺陷等现象普遍。一是管理人员受到工期和成本的压力，操作人员不了解或不熟悉安全规定和操作规程，存在侥幸心理，导致违章指挥和违章作业大量存在；二是设备本身安全性不足，施工设备机具的设计与质量存在缺陷，维护保养不及时、不认真；三是施工现场防护设施设置不符合有关标准的规定，且个人防护用品不符合相关要求或使用不当。
（二）教育培训不落实，一线作业人员安全知识缺乏。一是部分农民工受教育程度较低，未经培训或者缺乏针对性的培训就上岗作业；二是部分施工单位对于农民工和新进场工人的培训不认真、不严格，三级安全培训教育大都流于形式，安全培训停留在宣传和文件上，导致农民工安全意识差，安全技能缺失，缺乏自我保护能力，难以满足施工安全的需要；三是施工安全生产有关的法规、标准和作业规程只停留在项目管理层，没有落实到一线班组特别是劳务队伍。
（三）施工企业安全投入不足，安全技术方案质量不高不落实。一是部分建设单位、施工单位对安全生产工作的重要性认识不足、重视不够，安全投入不足。二是部分施工单位安全生产基础管理薄弱，规章制度和责任制没有层层落实到作业现场、工序、岗位等，施工现场相关制度缺乏针对性，且不能认真执行；三是安全技术方案未结合工程特点和实际情况，方案质量不高，针对性不强，相关论证审核不严格，且施工过程中存在不按技术方案和交底进行施工的现象，技术方案与现场作业脱节问题突出。
（四）施工现场安全监督检查不细不严，安全监管执法不严格。一是企业及项目管理人员对现场生产安全状况的监督检查不力；二是建设单位对施工现场安全管理的参与程度不够，特别是对现场施工和监理安全指导、监督不到位，安全责任不落实；三是政府行业监管部门对施工项目的监管执法不严格，检查监控效率不高，监管力度不足，监管方式需要改进，且部分地区、部分行业监管人力、资源不足。
下一步工作措施建议
（一）有针对性地开展建筑施工坍塌事故突出问题专项检查。在近年年预防坍塌事故专项整治工作的基础上，抓住关键性矛盾和突出问题，会同有关行业主管部门共同制定和实施防坍塌事故专项检查方案，重点解决技术方案与施工现场两张皮的问题，落实脚手架搭设的专业化管理、标准和规范的修订、方案的编制和执行、材料的准入和退出、浇筑工序的严格管控、新工法和新技术的推广使用等方面的措施，并对重点行业、重点地区、重点企业每季度采取“四不两直”方式进行专项检查。
（二）推动“四不两直”检查方式制度化、常态化。强化问题导向，会同有关部门加大对重点地区、重点行业、重点企业的抽查暗访工作力度，定期或不定期开展建筑施工安全专项检查，通过抽查暗访，真正发现问题，督促参建各方主体特别是建设单位、施工企业完善安全管理制度，落实安全责任。督促推动各地区、各部门对施工现场开展暗查、抽查工作，建立规范化、常态化安全检查制度。重点检查危险性较大的分部、分项工程安全管理情况、夏季汛期安全施工情况、基本建设程序履行情况、消防安全管理情况等，有效督促企业排除施工现场存在的安全隐患，避免事故的发生。
（三）进一步深化建筑施工安全标准化工作。继续督促各行业主管部门深化建筑施工安全生产标准化创建活动，树立样板企业和标杆工地，以点带面，推动建筑施工安全标准化工作的深入开展。要重点督促各行业部门尽快制定行业标准化达标细则和考评标准，并督促指导行业、企业严格按照标准细则、开展达标对标，切实推动建筑施工安全标准化工作取得实效，进一步加强施工企业和现场基础管理的规范化。
（四）提高一线作业人员安全意识和技能。配合相关部门督促施工企业认真履行一线工人安全培训的主体责任，强化对建筑施工现场管理人员、一线作业人员有针对性的安全教育培训，提高他们的安全意识和技能，尤其要注重做好企业新进员工、农民工的安全教育培训工作，切实做到员工未经培训或培训不合格不得上岗作业，并加强施工现场督查检查。
（五）开展基层安监部门监管人员业务培训，提高建筑施工安全监管效能。针对基层安监系统存在建筑施工综合监管力量薄弱，部分人员业务素质不高的问题，在2013年建筑施工安全监管业务培训班的基础上，会同总局培训中心，对重点的市、县安监部门建筑施工综合监管人员进行业务培训，提升其建筑施工相关法规知识和专业业务能力。
（六）健全和落实建筑施工安全监管制度机制。会同有关行业主管部门健全和落实建筑施工相关工作制度机制。建立每季度向各地区、各相关部门通报建筑施工安全生产形势和事故排序点评情况的相关制度机制。健全重大事故、典型事故及同类事故发生的原因分析、事故约谈和警示教育制度。建立与相关行业主管部门对重大事故、典型事故、中央企业较大建筑事故现场督导工作机制。严格落实重大建筑施工事故挂牌督办、非法较大建筑施工事故跟踪督办制度。
第二章典型事故案例介绍
典型事故案例一
案例一原因分析
1、脚手架设计构造存在缺陷（缺少联墙件及剪刀撑）。
2、使用过程中放置物料过多。
3、检查验收不严格。
典型事故案例二
案例二原因分析
1、连墙件设置不足或被拆除。
2、主节点未按规定设置小横杆或缺少扣件连接。
3、材质差以及放置物料过多。
典型事故案例三
案例三原因分析
××市×年×月×日发生一起模板支架垮塌事故，造成8人死亡以及多人受伤的重大恶性事故。
主要原因如下：
1、架体稳定性计算错误。
2、构成架体的主要材料不合格。
3、架体构造上存在明显缺陷。
4、审批论证验收均未按相关规定执行
典型事故案例四
案例四事故经过及原因分析
在建的××国际会议展览中心工程模板支撑体系发生局部垮塌事故。26人被及时送往就近的金阳医院救治，其中7人死亡、1名重伤人员正在抢救、6人住院、12人经过治疗已出院。
经现场勘查，该工程存在施工组织混乱、安全措施不到位和作业人员违章操作以致架体稳定性差等问题。事故主要原因疑为作业人员违章改变浇注顺序，造成局部支撑体系荷载受力集中并破坏平衡，导致脚手架受力不均产生变形，加上主要材料不合格以及构造缺陷进而局部坍塌。
典型事故案例五
案例五事故经过及原因分析
昆明机场引桥模板垮塌事故，事故造成7人死亡、8人重伤、26人轻伤。发生坍塌的航站区东引桥下密布钢结构承重支架，桥面混凝土箱梁结构全部垮塌，只有一侧连接钢筋与墩柱支撑面相连。垮塌的桥面钢架位于两根混凝土桥柱之间，垮塌桥面长38.5米、宽13.2米、高8米，桥面从右向左塌落，左端钢筋还连接在桥柱上，网状结构的支撑钢架全部压塌，右侧部分严重扭曲的钢架残留着损坏的扣件。
1、支撑体系采用碗扣结构形式，扣件和杆件均未达到相关标准要求。一是碗扣受力荷载严重不足；二是杆件壁厚不够；三是扣件严重锈蚀；四是扣件重复使用，未做保养，致使超过疲劳极限。
2．脚手架支撑体系搭设严重违规。仅在外纵面搭设有剪刀撑且还不规范，其余在内纵向、横向及水平向均没有按规范要求搭设剪刀撑或与结构连接，降低了支撑体系整体结构的稳定性。
3．脚手架局部细节搭设也存在严重违规现象。一是立杆不垂直，偏移量较大；二是水平杆不水平，位移量较大；三是碗扣未锁紧，杆件极易滑脱。
4．混凝土浇筑作业存在违规行为。施工作业由下至上浇筑的顺序颠倒，增加了浇筑冲击力，改变了模板受力分配和结构。
典型事故案例六
案例六事故经过及原因分析
××县××山庄会议中心一在建场馆顶板坍塌，事故导致正在现场作业的10名工人受伤，另有1人被埋在废墟下身亡。
1、方案无针对性。
2、架体构造缺陷严重。
3、混凝土浇筑错误。
4、监督管理缺失。
5、主要材料不合格。
典型事故原因汇总
第三章共性原因详细分析
共性原因（一）：主要材料不合格
模板支架及脚手架的主要材料包括：钢管、扣件、U型托、木方子等构配件目前许多钢管、扣件、可调托撑生产厂家的设备简陋，工艺落后，技术水平低，产品质量很难保证。随着市场需求量越来越大，生产厂家越来越多，许多厂家为了抢占市场，低价竞争，产品质量低劣，严重影响施工安全。不论那种构配件如果存在质量缺陷，都会是事故发生的概率增加。
导致不正常价格的原因：
1、虽然对安全生产有关键影响但钢构件租赁行业的准入门槛依然过低，只要提出申请基本就可以拿到营业执照，加上前些年出现并盛行的代租代售甚至零成本就可以办起公司来，造成今天这个市场鱼龙混杂、良莠不分，压低价格争取市场份额就成了他们惯用的手法。
2、缺少监管是造成畸形价位的主要原因，不法商人是不会做赔本买卖的，他们的低价是建立在假冒伪劣、以次充好基础上的，这这种不在一个起跑线上的竞争就使相当一部分守法诚信企业倒闭或远走他乡，劣质产品市场泛滥及激烈的市场竞争，导致模板脚手架租赁价格大幅下降，很多已经背离了合理成本，长此以往因没有合理的投资回报将会带来两种恶果：一是没有企业愿意增加投入新品，二是投入的新品全是劣质品，这将严重威胁到施工安全也阻碍行业的健康向上发展。
共性原因（二）：搭设随意性大
1.剪刀撑的重要性：
在支撑结构四周均设置剪刀撑时，垂直剪刀撑将支撑结构变成一个封闭体，极大的提高支撑结构的整体刚度，从而可大大提高支架承载力。水平剪刀撑设置在上部对支撑结构稳定承载能力贡献更大。在施工过程中，剪刀撑不随支撑结构同步搭设现象非常突出，而且剪刀撑斜杆不与支撑结构均进行扣接，大大降低剪刀撑作用。
JGJ130-2001中规定：高度在24m及以上的双排脚手架应在外侧全立面连续设臵剪刀撑；高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧两端、转角及中间间隔不超过15m的立面上，各设臵一道剪刀撑，并应由底至顶连续设臵。但是JGJ130-2011规范中规定了脚手架应在外侧全立面连续设臵剪刀撑，要求更加严格，足以说明剪刀撑在保证模板支架及脚手架稳定中的重要性。
2.扫地杆的重要性：
不设臵扫地杆，会直接造成架体稳定性计算中的计算长度增加，导致稳定承载能力急剧下降，研究表明不设臵扫地杆支撑结构非线性稳定承载力比设臵扫地杆减小15%左右，因此为了保证扣件式钢管高大模板支撑体系的安全，必须设臵扫地杆。
3.杆件间距的重要性：
实际施工中，立杆搭设的间距、步距与设计值存在差别，尤其是步距。通过现场实测立杆搭设间距与步距．并与相应的设计值比较。测试结果发现：立杆间距的实测值与设计值相近，其比值为1.05，而步距实测值与设计值比相差非常大，对支撑结构承载力结构影响非常大，也是发生事故的主要原因之一。
研究表明：可调托撑高度对支撑承载能力影响大，但当可调托撑高度在400mm承载力波动不大，故规范要求a值不得大于500mm。
共性原因（三）：浇筑顺序错误
混凝土浇筑前，施工单位项目技术负责人、项目总监确认具备混凝土浇筑的安全生产条件后，签署混凝土浇筑令，方可浇筑混凝土。
框架结构中，柱和梁板的混凝土浇筑顺序，应按先浇筑柱混凝土，后浇筑梁板混凝土的顺序。
第四章架体稳定性分析
1、不变体单元六面连续—模板支架理想状态下的力学模型
2、实验样架
3、脚手架（实验）失稳模式图
(力矩分配法求得)最大弯矩值出现在顶节点，从上往下，各节点的弯矩值约等于上一节点的1/4
4、脚手架联墙件作用
当其他条件相同，仅联墙件的竖向间距由3.6米扩大为7.2米时，临界荷载会大幅下降，其下降值33.88℅（实验值）及28.6℅（计算值）由于脚手架的失稳总是平面外失稳，因此，客观上刚性联墙件起到了铰支座的作用。
5、样架竖向剪刀撑设臵
实验样架（竖向剪刀撑）数据
不同竖向剪刀撑设臵样架的变形结果
不同（竖向）剪刀撑设臵样架的实验结果
按表1-1所示5种不同的搭设方式搭设支架，对支架施加竖向荷载，直至失稳破坏。失稳时第1、第2种搭设方式的失稳模态为“半波屈曲”，第3、第4和第5种搭设方式的失稳模态为“S型屈曲”，极限承载力见下表。
计算值和试验值的比较
竖向及水平剪刀撑设臵
(1) 周边竖向剪刀撑+顶部水平剪刀撑+底部水平剪刀撑；(2) 周边竖向剪刀撑+顶部水平剪刀撑+底部水平剪刀撑＋每隔４步设置的水平剪刀撑；(3) 周边竖向剪刀撑+顶部水平剪刀撑+底部水平剪刀撑+每隔２步设置的水平剪刀撑；(4) 周边竖向剪刀撑+中间竖向剪刀撑+顶部水平剪刀撑+底部水平剪刀撑；(5) 周边竖向剪刀撑+中间竖向剪刀撑+顶部水平剪刀撑+底部水平剪刀撑+每隔２步设置的水平剪刀撑；(6) 未设置任何剪刀撑。
不同构造措施下支架的极限承载力
剪刀撑设臵_结论
由上表可看出,无水平剪刀撑时，极限承载力降低了14.5%，当两个方向均没有设竖向剪刀撑时，极限承载力明显降低，降幅达到了55.3%，而即使在一个方向增设了竖向剪刀撑，也仅能提高极限承载力5%。所以双方向设置竖向剪刀撑是提高极限承载力的重要措施。
6、立杆步距对失稳特性的影响
从表中可以看出，立杆步距对模板支架的临界荷载有明显的影响，临界荷载随着步距的增加明显降低。
立杆伸出顶层水平杆长度（a值）对失稳特性的影响
不同a（0.3m~1m）对应的破坏图形
a值（自由端）——结论
a值（自由端）对模板支架的临界荷载有明显的影响，临界荷载随a值的增加明显降低。随着a值的增加，失稳从比较均匀的大波失稳逐渐变为长度为a的悬臂部分起主导作用的失稳模态。
立杆步距和伸出顶层水平杆长度a共同对临界荷载的影响
临界荷载与顶部超出长度a的关系图
临界荷载与立杆步距h的关系图
不同立杆间距时的临界荷载
临界荷载随立杆间距变化的曲线
竖向荷载作用下搭设步数对支架极限承载力的影响承载力(kN)
7、水平力与剪刀撑的关系
具有完备构造措施（竖向、水平剪刀撑）的支架抵抗水平荷载的能力最强，承载能力几乎没有明显的降低；当没有设水平剪刀撑时，极限承载力降低了13.3%；当没有沿水平荷载的作用方向设竖向剪刀撑时，极限承载力下降十分明显，降低了约30%；当两个方向均没有设竖向剪刀撑时，极限承载力的降幅达到了37%。由此可见，较为完备的构造措施(竖向、水平剪刀撑)是抵抗水平荷载对极限承载力影响的必备条件。
8、架体与主体结构联接的重要性
大多数模板支架体系实际上相当于一个放大了的细长压杆（我们把一座模板支架所有立杆抽象地合并成一根立杆时可以认为是细长压杆），尽管在加设了剪刀撑后可以看成空间稳定体系但仍然可能在水平力作用下存在整体失稳的趋势，加上有些剪刀撑尤其是水平剪刀撑受到立杆过于密集的影响，而弯曲布设致使作用大打折扣。
9、横向作用力
架体与主体结构联接的重要性
大多数模板支架体系实际上相当于一个放大了的细长压杆（我们把一座模板支架所有立杆抽象地合并成一根立杆时可以认为是细长压杆），尽管在加设了剪刀撑后可以看成空间稳定体系但仍然可能在水平力作用下存在整体失稳的趋势，加上有些剪刀撑尤其是水平剪刀撑受到立杆过于密集的影响，而弯曲布设致使作用大打折扣。
公式
稳定性计算
满堂支撑架立杆的计算长度应按下式计算，取整体稳定计算结果最不利值：顶部立杆段：l0= k μ1（h+2a）非顶部立杆段：l0= kμ2h式中：k——满堂支撑架计算长度附加系数，应按表5.4.6采用；h——步距；a ——立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度；应不大于0.5m，当0.2m＜a＜0.5m时，承载力可按线性插入值。μ1 、μ2——考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数，通型构造应按本规范附录C表C-2、C-4采用；加强型构造应按本规范附录C表C-3、C-5
第五章脚手架、模板支架先进技术与发展
1、国外技术
国外非常重视对各类模板支撑结构原料型材的开发，如奥地利WELSER型材公司，就是为德国派利（PERI）和奥地利多卡（DOKA）等这些知名公司提供制作模板支撑结构材料的型材公司。也是注重创新、重视产品质量的优秀企业。至今为止已生产出2万多种不同断面的型材；每天都会研发生产出5种新的断面型材；可加工钢、不锈钢以及其它金属材料；可加工型材厚度0.3-8mm,宽度最大为800mm；60条高精度冷弯成型设备，冷弯步骤最多可达60步。公司研发出在全世界拥有的一项专利，在冷轧折弯的时候，把钢型厚度可以改变，可加工的型材最厚达8厘米，任意长度。
钢的弯曲等参数是通过第三方检测机构检测通过。拥有最先进的深加工设备工艺，能满足客户提出的各种深度加工要求。如按图制作多卡公司生产模板需要的配件。激光焊接、激光切割，系统折弯非标定制型材和管材；冲孔和开口可在型材冷弯工艺之前、同时和之后完成，100%灵活度。激光焊接或高频焊接之后，再深度加工切割，按客户（如派利公司）要求再加工为支撑结构。
公司生产的型材多为建筑领域的模板支撑结构型材。建筑模板越来越倾向轻型铝材模板，公司研发出按混凝土的承重量选择不同横截面的铝型材，有些模板铝型材的横断面，看起来相似，但有细微区别。还为派利公司用于楼顶模板研制出特殊异型材。也为模板公司提供支撑。
近几年，国外模板支撑结构技术发展一直较快，尤其是欧美一些国家的模板支撑结构企业无论从技术实力、企业规模、产品质量、市场覆盖面等各方面都比我国强很多，如德国PERI、奥地利DOKA、美国HARSCO、西班牙ULMA公司等世界顶级模板支撑结构公司，每年营业额上百亿人民币。针对不同工程结构和施工要求有不同系列的产品，产品体系化、工具化很强，技术系统完善。产品除了热镀锌就是铝合金、喷塑，很少看到刷漆产品，产品材料材质及力学性能比我国稳定、尺寸误差小（他们基本上没有公差的概念）、加工精度高、质量上乘。