工業(yè)廠房臨設(shè)鋼棚安全評估分析

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【摘要】隨著工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廠房外的臨時設(shè)施越來越多，其中以遮陽擋雨為目的的臨設(shè)鋼棚最為普遍，安全問題日益突出。本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，針對臨設(shè)鋼棚的搭建和管理提出安全對策措施和建議，以期為企業(yè)和安全監(jiān)管部門的安全管理提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】臨設(shè)鋼棚；安全措施；安全管理

本文所述的臨設(shè)鋼棚（如圖1）是用來放置物品和遮風(fēng)擋雨的臨時設(shè)施。此類鋼棚，由于缺乏設(shè)計(jì)、施工和管理方面的規(guī)定，安全問題日益凸顯：一是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工焊接、日常維護(hù)上主要依賴于業(yè)主和施工隊(duì)伍的經(jīng)驗(yàn)；二是鋼棚搭建改變了原有的建筑設(shè)計(jì)，妨礙了鄰近建筑的結(jié)構(gòu)安全和防火要求。盡快出臺明確的臨時鋼棚的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理規(guī)定或明確要求，已成當(dāng)務(wù)之急。本文在此結(jié)合具體工程實(shí)例進(jìn)行探討。

1.臨設(shè)鋼棚安全隱患分析

安全事故具有突發(fā)性，它與管理密不可分。對于建筑安全事故的預(yù)防，國內(nèi)已積累了較多經(jīng)驗(yàn)，但是對于臨設(shè)鋼棚，在這方面的管理尚處空白，缺乏明確的設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)管理規(guī)定或要求。因此，當(dāng)前企業(yè)搭設(shè)的臨設(shè)鋼棚存在著各種各樣的安全問題。筆者根據(jù)臨設(shè)鋼棚的安全評估調(diào)查，從人、物、環(huán)境和管理等四個方面進(jìn)行分析，然后結(jié)合實(shí)例進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

1.1人為因素

國內(nèi)外建筑事故統(tǒng)計(jì)表明，由人的不安全行為導(dǎo)致的事故達(dá)90%以上[1]，不安全行為已經(jīng)成為引發(fā)事故的最主要原因。修建臨設(shè)的建設(shè)方，為了能夠充分利用有限的空間，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、方便材料和產(chǎn)品的堆放，存在搭設(shè)臨設(shè)鋼棚盡可能利用空間擴(kuò)大生產(chǎn)的意愿。由于缺乏明確的臨設(shè)鋼棚設(shè)置、設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量規(guī)定，其設(shè)計(jì)和施工過程主要依賴業(yè)主的需求和施工方的經(jīng)驗(yàn)，對不合理的要求和做法缺乏剛性的制度約束，容易導(dǎo)致不安全的設(shè)計(jì)、施工和管理，形成臨設(shè)鋼棚壽命周期內(nèi)一系列不安全的行為。因此，對這類制度缺乏而導(dǎo)致的各類事故隱患應(yīng)高度警惕。

1.2物料因素

臨設(shè)鋼棚的施工方，因?yàn)闆]有明確的施工方法和施工質(zhì)量規(guī)定和要求，施工方經(jīng)常會在施工期間偷工減料，且在修建的時候?yàn)榱斯?jié)約成本和縮短工期，而減少焊點(diǎn)，進(jìn)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(yè)務(wù)，使用價格更為便宜的鋼材、價格更為低廉的非環(huán)保性質(zhì)的黏結(jié)劑和涂料等，而不考慮使用后可能會出現(xiàn)的安全隱患等。管理規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)的缺乏，導(dǎo)致在安裝、驗(yàn)收、維護(hù)過程缺乏監(jiān)管，無資質(zhì)的施工隊(duì)伍和人員進(jìn)入現(xiàn)場后，也可能因防護(hù)不到位出現(xiàn)安全事故。檢查現(xiàn)場，也常發(fā)現(xiàn)一些出現(xiàn)傾斜的地方并未進(jìn)行支撐處理，搭接不規(guī)范，無防護(hù)、銹蝕嚴(yán)重等問題，如圖2所示。

1.3環(huán)境因素

環(huán)境對臨設(shè)鋼棚的安全影響主要體現(xiàn)在兩個方面：一是在修建臨設(shè)鋼棚物的過程中，未能針對相應(yīng)的環(huán)境做相對應(yīng)的安全防護(hù)措施；二是臨設(shè)鋼棚在搭建完成后，周邊的安全距離發(fā)生變化，常見問題就是有礙消防。臨設(shè)鋼棚物是在原有的建筑物的周邊搭建的額外構(gòu)筑物，而原有建筑是按照相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)急設(shè)施的使用。如圖3所示。

1.4管理因素

到目前為止，對臨設(shè)鋼棚設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)各地缺乏明確的規(guī)定，在設(shè)計(jì)至施工、日常管理維護(hù)各階段工作中，多憑經(jīng)驗(yàn)開展工作，質(zhì)量參差不齊，存在監(jiān)管空白，普遍缺乏規(guī)范適用的安全監(jiān)督和管理制度。在實(shí)際中的檢查也發(fā)現(xiàn)，即使是同處同一工業(yè)園區(qū)同期搭建的臨設(shè)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(shí)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(chǎn)、銷售產(chǎn)品為汽車零部件，對防雨、防曬和防風(fēng)有一定的要求，在采用相關(guān)防范措施后，仍不能滿足工廠對生產(chǎn)用的倉儲要求，故自行搭建彩鋼結(jié)構(gòu)棚8處，主要有：（1）生產(chǎn)A區(qū)廠房周邊，搭建了主要用于防雨、防曬彩鋼臨設(shè)鋼棚，面積約為3477.5m2。（2）生產(chǎn)B區(qū)搭建6處，B區(qū)1號廠房靠大門一處，用于堆放周轉(zhuǎn)物品，面積約為1465.5m2；B區(qū)2號成品庫房天橋走廊兩處，用于防雨、防曬保護(hù)通道；面積約為150m2；B區(qū)2號廠房一層靠停車場兩處，用于防雨、防曬保護(hù)通道；面積約為120m2；B區(qū)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(shè)鋼棚的安全隱患

（1）占用原有的消防通道，導(dǎo)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(nèi)運(yùn)輸，鋼架支撐常被廠內(nèi)運(yùn)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(yán)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(diǎn)存在數(shù)量不足甚至虛焊情況，鋼梁只是靠重力或框架結(jié)構(gòu)約束，擱置在承重位置上，遇大風(fēng)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(xiàn)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(diào)整阻礙消防通道的臨設(shè)鋼棚，確保防火間距，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2018）中的防火間距3.4.1條規(guī)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(yīng)急設(shè)施的棚下結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，直至消除。（3）A區(qū)辦公樓屋頂晾衣棚列入單位工作計(jì)劃更新或者拆除，對銹蝕構(gòu)件進(jìn)行除銹維護(hù)，對構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)松動或損壞的盡快緊固或更換。（4）對臨設(shè)鋼棚構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)松動或損壞的應(yīng)緊固或更換，對銹蝕構(gòu)件進(jìn)行除銹防腐維護(hù)工作。（5）對B區(qū)臨設(shè)鋼棚撞掛變形的鋼柱維修加固，加設(shè)防撞鋼箍；增加鋼棚吊梁拉桿與廠房結(jié)構(gòu)連接處的焊點(diǎn)，增加連接件。

3.對臨設(shè)鋼棚設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)管理方面的分析和建議

上述臨設(shè)鋼棚實(shí)例存在的隱患情況在其他廠搭建的鋼棚也普遍存在?，F(xiàn)從臨設(shè)鋼棚的材料、跨度、寬厚比、強(qiáng)度、穩(wěn)定性、連接、節(jié)點(diǎn)、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(qiáng)度和良好的塑性。需要根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）第4.4.1條規(guī)定來檢測材料的性能。[3]建議搭設(shè)鋼棚采用Q235鋼，并且厚度或者直徑應(yīng)該大于16mm。（2）根據(jù)現(xiàn)場情況，建議臨設(shè)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(shè)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(yīng)滿足安全性、適用性和耐久性要求。所以選擇材料時，應(yīng)滿足寬厚比大于或等于BS2級材料構(gòu)件。（4）臨設(shè)鋼棚的強(qiáng)度必須有較高的抗拉強(qiáng)度、受彎強(qiáng)度、受剪強(qiáng)度、折算應(yīng)力和屈服點(diǎn)。臨設(shè)鋼棚的穩(wěn)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(jié)構(gòu)不發(fā)生變形，使用功能不受到影響，承載能力不會減小。根據(jù)主梁，及最大跨度和主梁間距了解鋼結(jié)構(gòu)夾層樓面恒荷載和鋼結(jié)構(gòu)夾層樓面活荷載。對最不利鋼梁進(jìn)行驗(yàn)算，其中計(jì)算信息有：荷載信息、計(jì)算參數(shù)、材料信息、截面塑性發(fā)展系數(shù)。然后對其進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算，主要有：受彎強(qiáng)度驗(yàn)算、受剪強(qiáng)度驗(yàn)算、折算應(yīng)力驗(yàn)算、受彎穩(wěn)定性驗(yàn)算。只有滿足穩(wěn)定性要求，才能進(jìn)行施工。（5）臨設(shè)鋼棚的連接和節(jié)點(diǎn)：①盡可能地減少焊縫的數(shù)量和尺寸。即選用型鋼或者沖壓件代替焊件。在設(shè)計(jì)時，焊縫的對接接頭應(yīng)該選用“X”型或者“V”型接口。②通過現(xiàn)場模擬焊工操作，節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)擁有至少16~50mm的空間，才能便于施焊并保證質(zhì)量。③焊接應(yīng)該滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的整體要求。若不能滿足，需在原來施焊的地方進(jìn)行二次施焊。④節(jié)點(diǎn)應(yīng)該設(shè)立梁與梁、梁與柱的交叉位置，以便施工、防護(hù)和維修。（6）一般情況下對臨時設(shè)施在抗震上是不做要求的。但工業(yè)廠房的臨設(shè)鋼棚體量大，屬于高大構(gòu)筑物，具備一定的危險性，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮抗震要求。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011），中國南部地區(qū)大部分抗震設(shè)防烈度為6度，少數(shù)地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度[4]。臨設(shè)鋼棚多數(shù)應(yīng)達(dá)到抗震設(shè)防烈度6度。（7）臨設(shè)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?yàn)椴Ａ呦鄬τ谄渌娜N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(dá)到B2難燃級別，推薦采用。②臨設(shè)鋼棚的鋼柱設(shè)置不能減少消防車通道寬度（≥4m）。（8）臨設(shè)鋼棚的防腐。①為降低管理維護(hù)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(huán)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(huán)氧樹脂防腐漆。②柱腳應(yīng)采用C30的混凝土，并且保護(hù)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(nèi)地面不小于50mm。柱腳外宜設(shè)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(jié)構(gòu)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(jìn)行測量，以此來確保涂層厚度符合鋼結(jié)構(gòu)防腐要求[5]。

4.結(jié)論

綜上所述，結(jié)論如下：（1）臨設(shè)鋼棚的梁、柱選用Q235的碳素鋼結(jié)構(gòu)，并且保證高厚比達(dá)到BS2級。（2）臨設(shè)鋼棚的跨度宜控制在40m以內(nèi)。（3）臨設(shè)鋼棚的設(shè)計(jì)應(yīng)驗(yàn)算受彎強(qiáng)度、受剪強(qiáng)度、腹板上邊緣折算應(yīng)力和受彎穩(wěn)定性。（4）臨設(shè)鋼棚搭建時不能占用或堵塞消防通道，妨礙消防設(shè)施，保證消防車道≧4m。（5）臨設(shè)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(huán)氧樹脂防腐漆，每年檢查、去銹、進(jìn)行防腐涂刷一次，日常注意檢查螺絲和焊接處的堅(jiān)固、腐蝕情況，出現(xiàn)問題及時解決。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭宇.建筑安全事故成因分析及預(yù)警管理研究[J].工程技術(shù)研究，2017（02）：154+163.

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[3]GB50017-2017鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

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[5]李靈運(yùn).鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)的應(yīng)用及工程管理要點(diǎn)[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(xué)院