從台電煤倉工作架倒塌事件

探討施工架之安全性

陳純森 技師

前言

有關營建工程之施工鷹架倒塌事件，層出不窮，筆者在去年7月4日技師報第969期曾有所批露。據報導^【1】5月29日下午2時11分，台電大林電廠新建儲煤筒倉工程，又發生駭人聽聞的施工架倒塌事件，造成2死5傷之慘劇。台電與統包商榮民工程公司，都是國內首屈一指之指標性工程單位，發生如此重大職安事故，令人不得不再探討施工鷹架之安全性。

筒倉尺度與施工構法

台電大林電廠之新建筒倉共有8座，倉頂總高度約79.8公尺，倉內直徑為46公尺，係鋼筋混凝土構造，每座筒倉可儲煤47萬噸。本標案為統包工程，採用滑模工法施工。其中1至4號筒倉已完成側壁之施工，興建中之煤倉如照片1。煤倉之外圍，除設有一般之鷹架(見照片2)外，尚有上下使用之工作梯(見照片3)，可直達側壁與滑模頂部(見照片4)，工作梯之總高度約53公尺。為了固定高聳之工作梯，在工作梯與筒倉之間均設有壁連座，見照片5。

照片1 施工中之煤倉		照片2 一般鷹架
照片3 工作梯		照片4 工作梯頂部
照片5 壁連座

施工鷹架之穩定性^【1】

參見文獻1，從圖1之幾何關係，利用力學之穩定平衡原理，可計算自立式施工鷹架，所容許之不均勻下陷量為d=b²/2r，其中d為容許下陷量，b為基座寬度，r為鷹架重心與基座之距離。如將各種寬度之鷹架，繪製鷹架高度與容許下陷量之關係，可得如圖2之結果。若以鷹架寬度2公尺計算，當高度為60公尺時，自立式之鷹架不均勻下陷6.7公分即會倒塌。基座之下陷原因，包括基座固定不確實、地基因泡水而鬆軟、安裝鷹架時之接頭未套牢、鷹架重複使用之既有變形、鷹架安裝之垂直度欠佳，以及瞬時風壓所造成額外之變形或拉拔等。

圖1 自立鷹架之穩定		圖2 自立鷹架之臨界沉陷量

壁連座之設置

當自立式鷹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3所示。

圖3 壁連座設置		圖4 壁連座力學平衡

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，參見圖4，以兩支壁連座為例，若整體鷹架之重力為W，超出臨界距離為c，壁連座之位置h₁=h₁=h，其拉力分別為t₁與t₂，若每支拉桿斷面積為A，且頂部拉桿之容許拉應力為f_t，則造成鷹架傾倒之力矩為，若壁連座有n支拉桿時，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，可得頂桿之斷面積為：

壁連座之埋入深度與混凝土之強度，均必須確實評估檢討。c值用得愈大，代表安全係數愈高，鷹架裝設之垂直度、與施工中之監測，亦十分重要，如發現明顯偏心，必須適時改善或補強。必要時外力所引起之力矩，應包括風力、地震力與橫向搖擺之側向力矩。

鷹架支柱之挫屈評估

高聳之構造物很容易造成偏心，除了利用歐以樂公式(Euler’s formula)，檢討支柱原有之軸壓挫屈強度外，因偏心或傾斜所造成之二次力矩，亦必須合併評估，以確保鋼支柱不會受壓折而挫屈，甚至倒塌。

結語

總之，施工性之鷹架或工作架，雖然為暫時使用之假設工事，其事前之安全評估、裝設之精度與使用中之監測，均不得馬虎。發生嚴重災變後，必須維持災變現場，直至鑑識單位取樣蒐集所有事證後，方能確實調查事故發生之原因，以做好日後工安事故之防範，保障職業安全。

【更正】

技師報第969期之公式係誤植，請更正為，謝謝。【參考文獻】

1.陳純森（2015年7月4日）。施工鷹架穩定性之探討。技師報，969期。

2.自由時報（2016年5月30日）。社會焦點B1。

3.陳純森（2015年11月），工程事件之鑑識預防與法務，科技圖書公司。