扣件钢管架支模安全性的学习体会

文献概况与事故背景

本文由东南大学土木工程学院刘家彬、郭正兴完成，发表于《施工技术》2002年第31卷第3期。研究以南京市电视台新演播大厅屋盖混凝土浇筑时发生的模板支架整体倒塌事故为切入点，系统探讨了扣件钢管架支模的安全性问题。这一事故是我国建筑工程施工安全领域的标志性事件之一，引发了行业对模板支撑体系安全性的深刻反思。

扣件钢管架支模的结构体系分析

扣件钢管架的基本构成

扣件钢管架支模体系由钢管立杆、水平杆、剪刀撑、扣件连接件及可调托撑等组成。其结构体系本质上是一种空间桁架结构，通过扣件的刚性连接实现杆件间的力传递。与碗扣式、盘扣式等新型脚手架相比，扣件钢管架的节点刚度较低，整体稳定性相对较弱。

整体倒塌的力学机理

模板支架整体倒塌的力学机理通常涉及以下环节：局部构件失效→应力重分布→相邻构件超载→连锁失效→整体倒塌。扣件钢管架由于其节点刚度较低，在受到不均匀荷载（如混凝土浇筑顺序不当、泵管反力）时，容易产生局部变形，触发连锁失效。

从结构稳定性角度，模板支架属于压弯构件组合体系，其稳定性受以下因素影响：立杆长细比、立杆间距、水平杆设置层数、剪刀撑配置、地基承载力、荷载偏心等。文献结合大空间支模实例，总结了成功经验，这些经验对当前施工安全仍具有重要指导价值。

安全性控制的关键要素

设计阶段的控制要点

模板支架的设计是安全的第一道防线。设计阶段应明确以下参数：

• 荷载计算：包括恒荷载（模板自重、混凝土自重）、活荷载（施工荷载、泵管反力）、风荷载等，荷载组合应符合规范规定。
• 立杆稳定性验算：采用欧拉公式或经验公式验算立杆的轴压稳定承载力，长细比控制在规范限值内。
• 节点承载力验算：扣件连接节点的承载力应满足传递力要求，特别是立杆与水平杆的连接节点。
• 地基承载力验算：支架底部应设置垫板或基础，地基承载力应满足要求，防止不均匀沉降。

施工阶段的控制要点

施工阶段是安全事故的高发期，控制要点包括：

• 立杆垂直度控制：立杆垂直度偏差不应超过架高的1/300，且全高偏差不应超过50 mm。
• 扣件拧紧力矩：扣件拧紧力矩应为35~45 N·m，过松导致滑移，过紧导致扣件损坏。
• 混凝土浇筑顺序：应采用对称、均匀、分层浇筑方式，避免局部荷载过大。
• 监测预警：大型模板支架应设置位移监测点，实时监测支架变形，超限时立即停止浇筑。

扣件质量与钢管规格的控制

从钢管制造与焊接的角度，扣件钢管架用钢管的质量直接影响支架的安全性。目前市场上存在大量非标钢管，其壁厚偏差大、材质不明，严重威胁施工安全。建议：

• 钢管应符合GB/T 13793（直缝电焊钢管）或GB/T 3091（低压流体输送用焊接钢管）标准；
• 壁厚偏差应在规范允许范围内（通常≥80%标称壁厚）；
• 扣件应符合GB/T 15831标准，进行扭矩试验验证；
• 建立钢管与扣件的进场检验制度，不合格产品严禁使用。

事故教训与安全管理启示

南京市电视台模板支架倒塌事故暴露了以下管理问题：

1. 设计缺陷：支架设计未充分考虑大空间结构的特殊性，立杆间距过大，水平杆设置不足。
2. 施工违规：扣件未按要求拧紧，部分立杆垂直度偏差超标，剪刀撑设置不连续。
3. 监测缺失：施工过程中未设置变形监测，未能及时发现支架的异常变形。
4. 管理松散：安全责任制落实不到位，技术交底流于形式。

这些教训提醒我们，施工安全是系统工程，需要从设计、材料、施工、监测、管理等多个环节协同控制。任何环节的缺失都可能导致灾难性后果。

与钢管制造技术的关联思考

模板支架用钢管虽然属于普通碳素结构钢管，但其制造质量直接影响施工安全。从钢管制造角度，建议关注以下方面：

• 焊接质量：直缝电焊钢管的焊缝质量是关键，焊缝区域应无未焊透、气孔等缺陷。建议对支架用钢管进行焊缝超声波检测抽检。
• 尺寸精度：钢管外径和壁厚的尺寸精度影响支架的承载能力计算。壁厚偏差过大会导致承载力计算与实际不符。
• 材质保证：钢管材质应符合标准规定，力学性能满足要求。建议建立材质追溯制度，确保钢管来源可查。

学习心得

这篇文献虽发表于2002年，但其所揭示的模板支架安全问题至今仍是建筑施工安全领域的重点关注对象。近年来，我国多次发生模板支架坍塌事故，造成了重大人员伤亡和经济损失。这些事故再次证明，施工安全不能靠运气，必须依靠科学的设计、严格的管理和规范的施工。作为钢管制造领域的技术人员，我深刻认识到：我们生产的每一根钢管，都可能成为施工安全的保障或隐患。钢管的质量不仅是产品指标，更是工程安全的基石。从钢管制造到施工应用，从材料性能到结构设计，从工艺控制到安全管理，每一个环节都需要专业人员的严谨态度与责任担当。唯有如此，才能从根本上保障工程安全，避免悲剧重演。