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【摘要】隨著工業企業的發展,工業廠房外的臨時設施越來越多,其中以遮陽擋雨為目的的臨設鋼棚最為普遍,安全問題日益突出。本文結合實際項目,針對臨設鋼棚的搭建和管理提出安全對策措施和建議,以期為企業和安全監管部門的安全管理提供依據。
【關鍵詞】臨設鋼棚;安全措施;安全管理
本文所述的臨設鋼棚(如圖1)是用來放置物品和遮風擋雨的臨時設施。此類鋼棚,由于缺乏設計、施工和管理方面的規定,安全問題日益凸顯:一是在結構設計、施工焊接、日常維護上主要依賴于業主和施工隊伍的經驗;二是鋼棚搭建改變了原有的建筑設計,妨礙了鄰近建筑的結構安全和防火要求。盡快出臺明確的臨時鋼棚的設計、施工、維護管理規定或明確要求,已成當務之急。本文在此結合具體工程實例進行探討。
1.臨設鋼棚安全隱患分析
安全事故具有突發性,它與管理密不可分。對于建筑安全事故的預防,國內已積累了較多經驗,但是對于臨設鋼棚,在這方面的管理尚處空白,缺乏明確的設計、施工及維護管理規定或要求。因此,當前企業搭設的臨設鋼棚存在著各種各樣的安全問題。筆者根據臨設鋼棚的安全評估調查,從人、物、環境和管理等四個方面進行分析,然后結合實例進行進一步的說明。
1.1人為因素
國內外建筑事故統計表明,由人的不安全行為導致的事故達90%以上[1],不安全行為已經成為引發事故的最主要原因。修建臨設的建設方,為了能夠充分利用有限的空間,擴大生產規模、方便材料和產品的堆放,存在搭設臨設鋼棚盡可能利用空間擴大生產的意愿。由于缺乏明確的臨設鋼棚設置、設計、施工質量規定,其設計和施工過程主要依賴業主的需求和施工方的經驗,對不合理的要求和做法缺乏剛性的制度約束,容易導致不安全的設計、施工和管理,形成臨設鋼棚壽命周期內一系列不安全的行為。因此,對這類制度缺乏而導致的各類事故隱患應高度警惕。
1.2物料因素
臨設鋼棚的施工方,因為沒有明確的施工方法和施工質量規定和要求,施工方經常會在施工期間偷工減料,且在修建的時候為了節約成本和縮短工期,而減少焊點,進行不合理的支撐和搭接,采用易燃但價廉的屋面覆蓋材料。有些施工方為了承攬業務,使用價格更為便宜的鋼材、價格更為低廉的非環保性質的黏結劑和涂料等,而不考慮使用后可能會出現的安全隱患等。管理規定、標準的缺乏,導致在安裝、驗收、維護過程缺乏監管,無資質的施工隊伍和人員進入現場后,也可能因防護不到位出現安全事故。檢查現場,也常發現一些出現傾斜的地方并未進行支撐處理,搭接不規范,無防護、銹蝕嚴重等問題,如圖2所示。
1.3環境因素
環境對臨設鋼棚的安全影響主要體現在兩個方面:一是在修建臨設鋼棚物的過程中,未能針對相應的環境做相對應的安全防護措施;二是臨設鋼棚在搭建完成后,周邊的安全距離發生變化,常見問題就是有礙消防。臨設鋼棚物是在原有的建筑物的周邊搭建的額外構筑物,而原有建筑是按照相關的設計標準來修建的,額外搭建就可能阻礙消防通道,或者阻礙消防栓等應急設施的使用。如圖3所示。
1.4管理因素
到目前為止,對臨設鋼棚設計、施工、維護各地缺乏明確的規定,在設計至施工、日常管理維護各階段工作中,多憑經驗開展工作,質量參差不齊,存在監管空白,普遍缺乏規范適用的安全監督和管理制度。在實際中的檢查也發現,即使是同處同一工業園區同期搭建的臨設鋼棚,在投入使用幾年之后,鋼架的銹蝕、變形及完整情況差異明顯。
2.實例分析
2.1工程概況
重慶某工廠從2005年開始投入使用,在投入使用一段時間后,由于生產、銷售產品為汽車零部件,對防雨、防曬和防風有一定的要求,在采用相關防范措施后,仍不能滿足工廠對生產用的倉儲要求,故自行搭建彩鋼結構棚8處,主要有:(1)生產A區廠房周邊,搭建了主要用于防雨、防曬彩鋼臨設鋼棚,面積約為3477.5m2。(2)生產B區搭建6處,B區1號廠房靠大門一處,用于堆放周轉物品,面積約為1465.5m2;B區2號成品庫房天橋走廊兩處,用于防雨、防曬保護通道;面積約為150m2;B區2號廠房一層靠停車場兩處,用于防雨、防曬保護通道;面積約為120m2;B區2號廠房一樓靠市政一處,用于空箱放置,面積約為1100m2。(3)辦公樓屋頂搭建防雨防曬棚,面積約為350m2。
2.2臨設鋼棚的安全隱患
(1)占用原有的消防通道,導致原消防通道無法正常使用。(2)鋼棚普遍存在遮擋消防栓、滅火器、安全逃生通道的問題,影響正常的廠內運輸,鋼架支撐常被廠內運輸工具(如鏟車、人力拖車等)碰掛變形,從而傾斜、腐蝕加重。(3)鋼梁、檀條銹蝕嚴重。(4)鋼棚拉桿與鋼梁、鋼梁與鋼梁之間和鋼棚處鋼梁與墻體焊接點存在數量不足甚至虛焊情況,鋼梁只是靠重力或框架結構約束,擱置在承重位置上,遇大風大雨就有塌落的可能。(5)鋼柱緊固不到位,鋼柱與鋼梁之間出現松動或位移。
2.3安全整改措施
安全檢查后明確以下整改要求:(1)拆除和調整阻礙消防通道的臨設鋼棚,確保防火間距,根據《建筑設計防火規范》(GB50016-2018)中的防火間距3.4.1條規定,防火間距為12-14m[2],并保證至少4m寬的消防車道。(2)對遮擋消防栓、滅火器或其他應急設施的棚下結構進行改造,直至消除。(3)A區辦公樓屋頂晾衣棚列入單位工作計劃更新或者拆除,對銹蝕構件進行除銹維護,對構件節點連接進行普查,發現松動或損壞的盡快緊固或更換。(4)對臨設鋼棚構件節點連接進行普查,發現松動或損壞的應緊固或更換,對銹蝕構件進行除銹防腐維護工作。(5)對B區臨設鋼棚撞掛變形的鋼柱維修加固,加設防撞鋼箍;增加鋼棚吊梁拉桿與廠房結構連接處的焊點,增加連接件。
3.對臨設鋼棚設計、施工和維護管理方面的分析和建議
上述臨設鋼棚實例存在的隱患情況在其他廠搭建的鋼棚也普遍存在。現從臨設鋼棚的材料、跨度、寬厚比、強度、穩定性、連接、節點、抗震、防火和防腐等多個方面來探討并提出建議。(1)對于材料方面。選用的鋼材必須有較高的強度和良好的塑性。需要根據《鋼結構設計規范》(GB50017-2017)第4.4.1條規定來檢測材料的性能。[3]建議搭設鋼棚采用Q235鋼,并且厚度或者直徑應該大于16mm。(2)根據現場情況,建議臨設鋼棚的總跨度一般不宜超過40m,如果跨度超過40m,則考慮分段設置,以防在受到外力沖擊時整體變形和坍塌。(3)對于支撐截面板件的寬厚比應滿足安全性、適用性和耐久性要求。所以選擇材料時,應滿足寬厚比大于或等于BS2級材料構件。(4)臨設鋼棚的強度必須有較高的抗拉強度、受彎強度、受剪強度、折算應力和屈服點。臨設鋼棚的穩定性需滿足能夠承受一定的外力,在鋼棚外力作用下它的結構不發生變形,使用功能不受到影響,承載能力不會減小。根據主梁,及最大跨度和主梁間距了解鋼結構夾層樓面恒荷載和鋼結構夾層樓面活荷載。對最不利鋼梁進行驗算,其中計算信息有:荷載信息、計算參數、材料信息、截面塑性發展系數。然后對其進行應力驗算,主要有:受彎強度驗算、受剪強度驗算、折算應力驗算、受彎穩定性驗算。只有滿足穩定性要求,才能進行施工。(5)臨設鋼棚的連接和節點:①盡可能地減少焊縫的數量和尺寸。即選用型鋼或者沖壓件代替焊件。在設計時,焊縫的對接接頭應該選用“X”型或者“V”型接口。②通過現場模擬焊工操作,節點區應擁有至少16~50mm的空間,才能便于施焊并保證質量。③焊接應該滿足結構穩定性的整體要求。若不能滿足,需在原來施焊的地方進行二次施焊。④節點應該設立梁與梁、梁與柱的交叉位置,以便施工、防護和維修。(6)一般情況下對臨時設施在抗震上是不做要求的。但工業廠房的臨設鋼棚體量大,屬于高大構筑物,具備一定的危險性,應在設計中考慮抗震要求。根據《建筑抗震設計規范》(GB50011),中國南部地區大部分抗震設防烈度為6度,少數地區的抗震設防烈度為7度[4]。臨設鋼棚多數應達到抗震設防烈度6度。(7)臨設鋼棚的防火。①常用屋面板性能如表1所示。通過比較四種屋面板,因為玻璃瓦相對于其他的三種金屬屋面板,玻璃鋼透明面板價格相對便宜、易施工、使用壽命較長,遇到明火也不助燃,能達到B2難燃級別,推薦采用。②臨設鋼棚的鋼柱設置不能減少消防車通道寬度(≥4m)。(8)臨設鋼棚的防腐。①為降低管理維護成本角度,推薦采用底面二合一防腐漆,常見的底面二合一防腐漆性能比較見表2。比較各種底面二合一防腐漆,環氧樹脂防腐漆相對于其他防腐漆,價格相對便宜,污染最小,因此推薦使用環氧樹脂防腐漆。②柱腳應采用C30的混凝土,并且保護層厚度不小于50mm,包裹的混凝土高出室外地面不小于150mm,室內地面不小于50mm。柱腳外宜設置防撞鋼箍,防撞箍高度宜為1.2~1.5m,直徑在0.4m左右。③在鋼結構防腐施工中,需要先除油、除銹,隨后涂刷第一層底漆,第一層底漆固化后再涂抹第二層底漆,第二層底漆固化后再涂抹第三層底漆,每次涂抹底漆之后都需要對底漆厚度進行測量,以此來確保涂層厚度符合鋼結構防腐要求[5]。
4.結論
綜上所述,結論如下:(1)臨設鋼棚的梁、柱選用Q235的碳素鋼結構,并且保證高厚比達到BS2級。(2)臨設鋼棚的跨度宜控制在40m以內。(3)臨設鋼棚的設計應驗算受彎強度、受剪強度、腹板上邊緣折算應力和受彎穩定性。(4)臨設鋼棚搭建時不能占用或堵塞消防通道,妨礙消防設施,保證消防車道≧4m。(5)臨設鋼棚屋面板宜采用能用螺絲固定的玻璃鋼透明面板,防腐漆宜采用環氧樹脂防腐漆,每年檢查、去銹、進行防腐涂刷一次,日常注意檢查螺絲和焊接處的堅固、腐蝕情況,出現問題及時解決。
參考文獻
[1]鄭宇.建筑安全事故成因分析及預警管理研究[J].工程技術研究,2017(02):154+163.
[2]GB50016-2014[2018年版]建筑設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社,2018.
[3]GB50017-2017鋼結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2017.
[4]GB50011-2010[2016年版]建筑抗震設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2016.
[5]李靈運.鋼結構防腐技術的應用及工程管理要點[J].全面腐蝕控制,2018,32(09):95-96.
作者:伍培 易佳向 尹高紅 龔寶釤 鄧鴻文 肖繼攀 單位: 重慶科技學院