承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全性提升的優(yōu)先級(jí)研究

賀奇峰，曾暉，陳志成，姚帆

（1.五邑大學(xué) 土木建筑學(xué)院，廣東 江門(mén) 529020；2.春濤國(guó)際建筑工程有限公司，廣東 廣州 510000）

腳手架是建設(shè)施工中必要的分部分項(xiàng)工程，按材料不同可分為竹、木和金屬腳手架等，按構(gòu)造形式不同可分為懸掛式、門(mén)式、扣件式和承插式腳手架等[1]，其中承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架具有整體穩(wěn)定性好、承載力大、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件易管理和裝拆靈活等優(yōu)點(diǎn)，已成為路橋、鐵路和商業(yè)建筑等工程當(dāng)前常用腳手架形式之一[2-3].但承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架在使用過(guò)程中，時(shí)有安全事故發(fā)生，故以有效的方法和技術(shù)來(lái)保障承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架的安全使用顯得十分必要.關(guān)于承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全相關(guān)的研究已經(jīng)取得了一定成果.在國(guó)內(nèi)，一方面是先后頒布了 GJ231—2010、GB51210—2016等一系列相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[4-5]，以保障承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架在設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收中能更好地做到安全適用；另一方面是學(xué)術(shù)成果，王旭峰等[6]利用模糊數(shù)學(xué)理論確定了腳手架整體安全狀態(tài)的定量表達(dá)式，并計(jì)算出腳手架實(shí)際所處的安全狀態(tài).鄭屹峰[7]針對(duì)2006—2010年間的腳手架安全事故案例，分別采用事故樹(shù)分析理論和灰色關(guān)聯(lián)分析理論對(duì)其進(jìn)行定性和定量分析，確定事故關(guān)鍵性原因.黃宏偉等[8]將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法應(yīng)用在白鶴灘水電站左岸引水系統(tǒng)混凝土腳手架工程的搭拆安全性預(yù)評(píng)價(jià)中，預(yù)測(cè)事故發(fā)生的可能性及破壞程度.國(guó)外的研究側(cè)重于研究事故案例分析、安全性評(píng)測(cè)和結(jié)構(gòu)安全性建模分析等方面，Hadipriono等[9]運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)85個(gè)腳手架坍塌事故展開(kāi)分析，以確定導(dǎo)致事故發(fā)生的直接或間接因素；Khudeira[10]系統(tǒng)分析了高層腳手架設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收等方面的問(wèn)題，歸納總結(jié)了關(guān)鍵性安全因子；Zhang等[11]對(duì)鋼腳手架的結(jié)構(gòu)性能及安全性用有限元仿真模型進(jìn)行分析，以期發(fā)現(xiàn)腳手架在工程實(shí)踐中安全性的關(guān)鍵防范點(diǎn).

通過(guò)梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的研究集中在分析已發(fā)事故案例、安全狀態(tài)評(píng)定、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和結(jié)構(gòu)安全分析等方面，鮮有研究能夠確定承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全性提升的優(yōu)先級(jí)（其中優(yōu)先級(jí)是指承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架的多個(gè)安全性影響因素獲得資源分配優(yōu)先權(quán)的順序）.確定承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全性提升的優(yōu)先級(jí)有助于集中施工項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)資源，采取針對(duì)性措施提升承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架工程的安全性，保障建設(shè)施工活動(dòng)的安全實(shí)施，實(shí)現(xiàn)建設(shè)施工精細(xì)化管理，避免決策失誤和資源浪費(fèi).為此，本文以一般的 IPA方法為基礎(chǔ)，采用環(huán)比評(píng)分方法、三角模糊數(shù)評(píng)分方法和博弈組合方法改進(jìn)其重要性和表現(xiàn)性測(cè)度方法；然后識(shí)別承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架的安全性影響因素，以此作為IPA方法的分析要素；最后依據(jù)改進(jìn)后的IPA方法對(duì)某承插型扣件式鋼管腳手架工程案例進(jìn)行安全性分析，將影響因素分成4個(gè)象限，并對(duì)每個(gè)象限的影響因素進(jìn)行分析，以確定該工程實(shí)例安全性提升的優(yōu)先級(jí).

1 IPA方法及其適用性改進(jìn)

IPA（Importance-Performance Analysis，重要性-現(xiàn)狀表現(xiàn)性分析）方法被廣泛應(yīng)用于滿(mǎn)意度和服務(wù)質(zhì)量的研究中，是一種能夠簡(jiǎn)單有效測(cè)量項(xiàng)目改進(jìn)優(yōu)先級(jí)、提高資源利用率的工具[12-14].其思路是通過(guò)對(duì)比要素重要性程度和現(xiàn)狀表現(xiàn)性之間的差異，將要素劃分成不同的象限區(qū)域，以此識(shí)別優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)要素[13].一般IPA方法的操作過(guò)程：在識(shí)別分析對(duì)象評(píng)分要素的基礎(chǔ)上，通過(guò)李克特量表讓受訪者對(duì)各要素直接打分，獲得單個(gè)要素重要性和現(xiàn)狀表現(xiàn)性得分的平均值，再以要素的重要性、現(xiàn)狀表現(xiàn)性分別作為縱軸和橫軸，以所有要素重要性和現(xiàn)狀表現(xiàn)性調(diào)查得分的均值作為IPA象限的分割線，將平面劃分為 4個(gè)象限.其中，第Ⅰ象限為高重要性和高現(xiàn)狀表現(xiàn)性的要素，建議繼續(xù)保持；第Ⅱ象限為高重要性和低現(xiàn)狀表現(xiàn)性的要素，建議優(yōu)先改進(jìn)；第Ⅲ象限為低重要性和低現(xiàn)狀表現(xiàn)性的要素，建議次優(yōu)先改進(jìn)；第Ⅳ象限為低重要性和高表現(xiàn)性的要素，建議維持現(xiàn)狀，同時(shí)還要監(jiān)控資源的投入量，避免供給過(guò)剩[14].

承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架工程是建設(shè)施工中的重大危險(xiǎn)源之一，導(dǎo)致其發(fā)生安全事故的影響因素不是單一的，而是多個(gè)現(xiàn)狀表現(xiàn)性較差的影響因素共同作用的，其中原材料質(zhì)量、安全防護(hù)設(shè)施和完工驗(yàn)收等關(guān)鍵影響因素出現(xiàn)問(wèn)題是可能導(dǎo)致安全事故發(fā)生的重要原因，其他一些較為次要的影響因素起到間接的推動(dòng)作用.承插型盤(pán)扣式腳手架安全性影響因素在重要性和現(xiàn)狀表現(xiàn)性?xún)蓚€(gè)方面存在差異，其中影響因素的發(fā)生概率和影響大小決定其重要性差異，影響因素在實(shí)際工程中的具體表現(xiàn)情況決定其現(xiàn)狀表現(xiàn)性差異.這正好滿(mǎn)足了使用一般 IPA方法的基本條件，根據(jù)影響因素的發(fā)生概率和影響大小對(duì)其重要性程度打分，根據(jù)影響因素在工程中的實(shí)際表現(xiàn)情況對(duì)其現(xiàn)狀表現(xiàn)性打分，按照重要性程度越高越優(yōu)先和現(xiàn)狀表現(xiàn)性越差越優(yōu)先的劃分原則來(lái)確定各影響因素的改進(jìn)優(yōu)先級(jí)，進(jìn)而利用優(yōu)先級(jí)為腳手架安全管理提供建議和措施.但一般 IPA方法最初是為改進(jìn)服務(wù)和提高顧客滿(mǎn)意度而提出的分析方法，將其運(yùn)用到腳手架安全性因素分析中，需要對(duì)其進(jìn)行必要的適用性改進(jìn)，以提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性.

一般的IPA方法有兩個(gè)假設(shè)前提：要素的重要性和現(xiàn)狀表現(xiàn)性得分相互獨(dú)立；單個(gè)要素的現(xiàn)狀表現(xiàn)性與分析對(duì)象整體的現(xiàn)狀表現(xiàn)性呈線性對(duì)稱(chēng)關(guān)系[15].實(shí)踐中很難完全滿(mǎn)足這樣的前提，為此有文獻(xiàn)依據(jù)研究對(duì)象的需要，從調(diào)整IPA象限分割線位置、屬性值測(cè)量方法和重要性確定方法等方面對(duì)IPA方法進(jìn)行了改進(jìn).本文為了IPA方法能更好應(yīng)用于腳手架工程安全性評(píng)價(jià)，對(duì)其提出3點(diǎn)適用性改進(jìn)：1）改用三角模糊數(shù)評(píng)分方法測(cè)度要素的表現(xiàn)性，考慮表現(xiàn)性測(cè)度時(shí)的模糊性和不確定性，降低假設(shè)條件的影響；2）改用環(huán)比評(píng)分法確定要素重要性值，直接體現(xiàn)指標(biāo)的相對(duì)重要性，改善一般IPA方法通過(guò)打分確定重要性值時(shí)指標(biāo)重要性?xún)?yōu)先級(jí)比較不夠準(zhǔn)確的缺陷；3）IPA方法在運(yùn)用的過(guò)程中，參與評(píng)分的專(zhuān)業(yè)人士往往會(huì)有多個(gè)，評(píng)分結(jié)果存在一定程度的不一致性，因此本文引入博弈組合方法，將多個(gè)專(zhuān)業(yè)人士確定的多個(gè)評(píng)分值結(jié)成聯(lián)盟作為整體，再采取合作博弈的思想確定組合評(píng)分結(jié)果.

1.1 博弈組合方法

博弈組合法是基于多個(gè)評(píng)價(jià)主體的單一評(píng)價(jià)結(jié)果，在各個(gè)評(píng)分結(jié)果中間尋找一致或妥協(xié)，權(quán)衡各方面后再組合單一評(píng)價(jià)結(jié)果的計(jì)算方法.也可以歸結(jié)為對(duì)m個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果任意線性組合，求解一種線性組合與m個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果的最小離差：

1.2 環(huán)比評(píng)分方法確定要素重要性評(píng)分值

環(huán)比評(píng)分法是一種依據(jù)評(píng)價(jià)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)確定各要素比重標(biāo)度進(jìn)而得到要素重要性值的方法，具有評(píng)價(jià)專(zhuān)家需要確定的評(píng)價(jià)值數(shù)量較少、不易產(chǎn)生判斷性矛盾和不需一致性檢驗(yàn)等優(yōu)勢(shì)[16].環(huán)比評(píng)分方法確定各指標(biāo)重要性值的具體操作步驟如下：

表1 比重標(biāo)度

3）按式（1～3）計(jì)算組合重要性值.

1.3 三角模糊數(shù)評(píng)分法確定要素表現(xiàn)性評(píng)分值

三角模糊數(shù)評(píng)分法確定各要素現(xiàn)狀表現(xiàn)性值的具體操作步驟如下：

（2）空中三角測(cè)量環(huán)節(jié)。空中三角測(cè)量成果的正確性是數(shù)字線劃圖成果質(zhì)量保障的前提條件，空三成果決定了立測(cè)建模以及立體像對(duì)的精度。同時(shí)，如未經(jīng)過(guò)外業(yè)實(shí)地檢查，在生產(chǎn)過(guò)程中很難發(fā)現(xiàn)空三成果導(dǎo)致的成果精度問(wèn)題。因此，在進(jìn)行立體測(cè)圖生產(chǎn)之前，首先應(yīng)確?？杖晒恼_性及精度。

1）構(gòu)建模糊評(píng)語(yǔ)集，并定義其對(duì)應(yīng)三角模糊數(shù)和三角模糊區(qū)間，如表2所示.

表2 模糊評(píng)語(yǔ)集及其對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù)

3）按式（1～3）計(jì)算組合重要性值.

2 腳手架安全性影響因素的識(shí)別

本文通過(guò)文本分析的數(shù)據(jù)搜集方法，主要從3種途徑獲取關(guān)于承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全性影響因素的原始資料數(shù)據(jù)：1）國(guó)家和地方頒布的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；2）以“腳手架工程”、“承插型盤(pán)扣式”、“安全事故”和“安全管理”為關(guān)鍵詞或主題在CNKI全文數(shù)據(jù)庫(kù)檢索搜集相關(guān)文獻(xiàn)；3）在谷歌、百度、微信公眾號(hào)等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搜集相關(guān)的推文和資訊文章.在此基礎(chǔ)上，按照扎根理論[18]的研究范式對(duì)承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架的安全性影響因素進(jìn)行識(shí)別，“扎根”于搜集到的原始資料，在海量的原始資料中獲取有價(jià)值的分析片段，使用概況性的語(yǔ)言凝練概念，自下而上建構(gòu)承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全性影響因素體系.最終識(shí)別出的影響因素體系涵蓋設(shè)計(jì)方案、搭建質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)管理三方面的內(nèi)容，每個(gè)方面都包括若干影響因素，共15項(xiàng)關(guān)鍵性影響因素，具體如表3所示.

表3 承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架的安全性影響因素

3 腳手架安全性提升的優(yōu)先級(jí)排序

本文以某商業(yè)住宅工程為對(duì)象，對(duì)其承插型盤(pán)扣式外腳手架體系的安全影響因素改進(jìn)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序.該住宅為地下2層和地上31層的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下負(fù)2層均為車(chē)庫(kù)，首層的層高為5.20 m，二層以上層高為3.00 m，建筑總高度99.80 m，建筑面積為210 785.8 m.建設(shè)施工過(guò)程中采用承插型盤(pán)扣式外腳手架體系，工字鋼懸挑，共分5次型鋼懸挑的方式進(jìn)行搭設(shè)，懸挑工字鋼分別設(shè)置在第5、11、17、23、29層樓面.

3.1 重要性與表現(xiàn)性的測(cè)度

先邀請(qǐng)3位對(duì)腳手架工程較為熟悉的專(zhuān)業(yè)人士采用比重標(biāo)度對(duì)承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全性影響因素的重要性進(jìn)行評(píng)分，然后組織3位現(xiàn)場(chǎng)管理人員采用模糊評(píng)語(yǔ)集對(duì)該工程實(shí)例各項(xiàng)影響因素的現(xiàn)狀表現(xiàn)性進(jìn)行評(píng)分，獲取IPA評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)，再根據(jù)上述的計(jì)算方法和步驟得到如表4所示的各項(xiàng)影響因素的組合重要性值和表現(xiàn)性值.

表4 承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全性影響因素的重要性與表現(xiàn)性評(píng)分

3.2 安全性改進(jìn)的優(yōu)先級(jí)分析

圖1 IPA象限分析圖

1）第 I象限是優(yōu)勢(shì)區(qū)域，影響因素的重要性程度和現(xiàn)狀表現(xiàn)性都高，包括實(shí)際工況的針對(duì)性(X1)、原材料質(zhì)量(X3)和構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接(X6)，一般采取穩(wěn)定或持續(xù)提升策略.但X3的現(xiàn)狀表現(xiàn)性評(píng)分僅略高于象限分界值，易進(jìn)入重點(diǎn)優(yōu)先改進(jìn)象限（第II象限），應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注并采取改進(jìn)措施.

2）第 II象限是重點(diǎn)優(yōu)先改進(jìn)區(qū)域，影響因素的重要性程度高、現(xiàn)狀表現(xiàn)性低，包括基礎(chǔ)的處理(X4)、安全防護(hù)設(shè)施(X8)和技術(shù)交底與驗(yàn)收(X10)，在該象限區(qū)域內(nèi)投入充足物質(zhì)資源能夠最有效地提升該工程實(shí)例的安全性.

3）第III象限是次優(yōu)先改進(jìn)區(qū)域，影響因素的重要性程度和現(xiàn)狀表現(xiàn)性都低，包括原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)(X9)、腳手架信息監(jiān)測(cè)(X11)、設(shè)施構(gòu)件檢修制度(X13)和相關(guān)人員專(zhuān)業(yè)能力(X14)，在資源充足的條件下可以對(duì)滯后且亟待改善的影響因素進(jìn)行優(yōu)化，其中X9和X13都能影響X3的現(xiàn)狀表現(xiàn)性，故X3的改進(jìn)措施應(yīng)當(dāng)綜合X9和X13的情況共同制定.

4）第IV象限是供給過(guò)度區(qū)域，影響因素的重要性程度低、現(xiàn)狀表現(xiàn)性高，相對(duì)高重要性區(qū)域不太能影響該工程實(shí)例的安全性狀態(tài)，包括結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性(X2)、桿件的搭設(shè)(X5)、卸載體系設(shè)置(X7)、違章作業(yè)情況(X12)和安全施工保障措施(X15)，建議保持正常發(fā)展的同時(shí)，節(jié)約資源且適度優(yōu)化.

3.3 改進(jìn)建議

參照改進(jìn)IPA方法分析得到的腳手架安全性提升的優(yōu)先級(jí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研對(duì)該工程提出幾個(gè)改進(jìn)方向：1）組織人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)腳手架的基礎(chǔ)處理和安全防護(hù)設(shè)施進(jìn)行重點(diǎn)排查，對(duì)不滿(mǎn)足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和存在重大安全隱患的部分進(jìn)行限時(shí)整改；2）應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云儲(chǔ)存和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)構(gòu)建腳手架安全管理子系統(tǒng)，提高技術(shù)交底與驗(yàn)收、監(jiān)測(cè)和不安全狀態(tài)預(yù)警等管理工作的效率；3）完善腳手架原材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收和設(shè)施構(gòu)件檢修制度，采用流程再造的方法對(duì)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收和設(shè)施構(gòu)件檢修的工作流程進(jìn)行重構(gòu)，從源頭控制殘次產(chǎn)品的流入，在使用過(guò)程中定期保養(yǎng)、維修和清理?yè)p壞產(chǎn)品，保障腳手架原材料的質(zhì)量；4）加強(qiáng)相關(guān)人員專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)，將傳統(tǒng)的工程經(jīng)驗(yàn)交流與現(xiàn)代培訓(xùn)手段相結(jié)合，引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、AR模擬、專(zhuān)題講座和知識(shí)競(jìng)賽等培訓(xùn)方式，為人才成長(zhǎng)提供多種路徑.

4 結(jié)語(yǔ)

本文運(yùn)用進(jìn)行了適用性改進(jìn)的IPA方法以便簡(jiǎn)單有效地確定承插型盤(pán)扣式腳手架安全性提升的優(yōu)先級(jí)順序，并為工程實(shí)踐中腳手架安全管理的資源實(shí)現(xiàn)了有效配置，為節(jié)約人力、物力、工程成本提供了快速判斷的方法.由于該方法是通過(guò)重要性和現(xiàn)狀表現(xiàn)性 2個(gè)維度以及 2個(gè)分割點(diǎn)構(gòu)成 4個(gè)象限來(lái)確定腳手架安全因素改進(jìn)的優(yōu)先排序，使得鄰近分割線的影響因素的優(yōu)先級(jí)劃分的結(jié)果存在局部爭(zhēng)議.為了持續(xù)改進(jìn)判斷方法，可在原有 2個(gè)維度上增加成本維度，將平面區(qū)域劃分升級(jí)為空間區(qū)域劃分，構(gòu)建空間劃分標(biāo)準(zhǔn)，以提高優(yōu)先級(jí)劃分的精細(xì)化程度.