施工贗架穩定性之探討

陳純森技師

近年來施工贗架坍塌之事件層出不窮，雖然勞動主管機關積極查察，贗架倒塌之事件仍然每年不斷發生，經統計國內近二年有下列贗架倒塌之工安事件。今年3月26日台塑越南鋼廠亦發生嚴重之贗架倒塌事件，媒體報導造成14死30傷。贗架之安全設置不可不審慎。如104年3月18日嘉義市秀泰影城、104年3月1日台中市文心路、104年1月27日新北市碧潭橋頭補強工程、104年1月23日台北市羅斯福路、103年2 月24日新北市新莊昌德街、103年1月12日 新北市三重捷運菜寮站 、102年12月13日高雄某「科大」體育館、102年10月24日中壢民族路六段 、102年5月22日台南新營某工業廠房、101年11月12日桃園市正康三街、100年7月15日台中市金○酒店、100年7月4日桃園市某工地、99年9月30日國道六號北山交流道工程及99年9月24日高雄岡山興隆街某公司煙囪等工程。

贗架介紹

贗架係一種施工期間之臨時性工作架，此架設工程於施工完畢後必須拆除還原，故以「贗」字稱呼，俗稱「鷹架」並非正名。依據CNS 4750之標準，贗架之種類分單管施工架與框式施工架，其中以後者較常使用。框式施工架之配置如圖1所示，係由立架組合而成，立架分為簡易型與標準型兩種，圖2為簡易型立架，圖3為標準型加勁立架，贗架正面必須裝設斜向之交叉拉桿。立架之腳柱及橫架之材料採用STK500高強度之鋼管，其餘之鋼材或扣件則採用普通強度之鋼料，如 STK400或SS400等。立架之寬度為600~1,200mm，高度則自1,600~2,000mm不等。

圖1 框式施工架【1】		圖2簡易型立架【1】
圖3 標準型加勁立架【1】

贗架之穩定分析

由於贗架係臨時性之假設工事，施工人員常常將陋就簡，未確實做好基礎之穩固與立架之架設，如稍有不均勻之沉陷，或重心偏移，贗架整體之偏心所造成之額外力矩，極容易造成傾斜或倒塌。自立式贗架容許之偏斜角度或不均勻下陷程度得以圖4分析說明，

圖4 贗架之臨界狀態【2】		圖5 自立贗架之臨界沉陷量【2】

假設贗架之寬度b，高度h，重心之位置位於h/2之位置，當贗架之外側之支柱下陷或重心傾斜，並轉動至A點，其垂直下陷量為d，則贗架傾倒之臨界狀態為重心C與A成鉛垂線，重心C與柱腳D之距離為r，由幾何學之關係可求得以下公式。

式中

d=支柱之沉陷量；

b=贗架之寬度；

r=贗架重心距離立架腳座之距離；

從上式得知，自由站立之贗架，當支柱之不均勻下陷量超過上式時，贗架即會倒塌。將上式之參數繪製其關係如圖5所示，若贗架寬度60cm，贗架高度20m，僅能容許2cm之下陷。

贗架傾倒之因素

以前述之下陷量d除以寬度b所得之弧度，即為贗架傾倒之臨界斜率，造成此臨界傾斜度之因素很多，包括基座固定不確實、如照片1所示，基座之地基下陷、基座之地質因泡水而鬆軟、安裝贗架時之接頭未套牢、贗架重複使用之既有變形、贗架安裝之垂直度欠佳，及瞬時風壓所造成額外之變形或拉拔等。

照片1 基座固定不確實【2】		圖6 繫牆牽條設置【2】
圖7 壁連座強度計算【2】

壁連座之設置

  當贗架之重心超過臨界範圍時，其額外之力矩必須借重壁連座或繫牆牽條之固定設施予以抵抗，如圖6所示。壁連座所用之鋼條直徑、鋼條強度、埋入深度、壁體強度與接著強度都是決定抵抗傾倒效果之重要因素，設計者與施工者均必須謹慎評估與施作。參見圖7，若整體贗架之重力為W，超出臨界距離為c，壁連座之位置h₁=h₂=h，壁連座之拉力分別為t₁與t₂，壁連座之每支拉桿斷面積為A，且頂部拉桿之容許拉應力為f_t，則造成贗架傾倒之額外力矩為

壁連座抵抗之彎矩強度為

  令作用力矩與拉桿之抗彎矩強度相等，且假定拉桿之受力均在彈性範圍內，可得每支拉桿之斷面積為

結語

  總之，施工贗架雖為臨時性設施，但其安全性實不容忽視，為防止倒塌事件之發生，除了須由專業技師設計規劃外，現場施工之狀況亦必須與設計條件完全吻合，方能奏效。

【參考文獻】

1.CNS 4750。

2.陳純森（2015）。工程鑑定之實務與學識。法務部檢察官講習會講義。