新型框式施工架研發 - Kun Shan Universityoa.lib.ksu.edu.tw/OA/bitstream/987654321/56323/2/93s309.pdfIOSH93-S309 新型框式施工架研發 Research on New Scaffold System

IOSH93-S309

新型框式施工架研發

Research on New Scaffold System

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

IOSH93-S309

新型框式施工架研發

Research on New Scaffold System

研究主持人：張智奇

計畫主辦單位：行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

研究期間：中華民國九十三年一月至九十三年十二月

印製日期：中華民國九十四年二月

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

中華民國九十四年二月

i

摘 要 在國內營建工程技術不斷在進步與轉型，同時隨著人民生活水準的提升，對於

新、舊建築結構物及公共工程的施工與補強品質上的要求也隨之提昇。但是，在提昇

工程品質及工程進度的同時，卻往往忽略了臨時工程在不良的施工環境中，對於施工

人員生命危害程度之安全性，進而導致在國內營建工程災害中，因模板支撐倒塌崩塌

而傷亡的統計數字顯示高達勞工災變比例 20%，僅次於墜落滾落的意外。

目前國內對施工架型式、夾具項目之相關研究顯示，並無明確的描述施工架型

式、夾具等結構在細部設計及力學行為方面。再作進一步的探討。本研究是針對施工

架及細部構件進行評估與分析，利用有限元素法(ANSYS)及結構分析軟體(SAP2000)

做為主要研究方式。首先對各相關文獻中有關承載力的實驗進行暸解，先行利用數植

值模擬方式建立理論之強度模型並初步評估各種可能發生問題的狀況。然後依據國家

標準規定之測試方式設計符合其實驗重點的實驗用油壓設備及夾具，利用該實驗設備

對市售之框式施工架進行測試。一方面確定現有施工架之強度，另一方面將模擬結果

與實驗值做比較，以瞭解模擬的可行性與正確性。接著，對國家標準（CNS）框式施

工架的相關規定：立架之壓縮試驗、立架之垂直撓度試驗進行分析及探討，並將相關

施工架研究資料結果整合後，提供建議做為 CNS 將來的修正參考。

利用以上實驗及數值模擬所得的結果，本研究提供兩種新型施工架設計。利用數

值分析確認在理論上確實比傳統施工架的強度高。最後本研究委託廠商製作這兩種新

型式的立架進行實驗以驗証數值分析的結果。實驗結果證實新設計比傳統設計高出百

分之二十至二十五強度，以材料成本為考量的初步評估也顯示新設計應該可以符合成

本效益。實驗過程中也顯示兩種新設計中，有一種較不受製作不良之影響，因此較值

得推薦。

最後，本研究依研究結果在結果與建議章節中統整了對國家標準（CNS）及未來

研究方向的建議。

關鍵詞：框式施工架、國家標準、承載力、數值模擬

ii

Abstract Scaffold is indispensable equipment on work site. The collapse of the scaffold system

(as a supporting system or as a working platform) will cause serious loss to lives of workers

as well as damage to property. The safety issues of scaffolding systems are often

overlooked due to the nature of the temporary structures such as scaffolding systems. In

recent years, 20% of the safety incidents are related to the collapse of the temporary

structures according to the statistics of the council of labor affairs. This rate is second only to

the falling incidents.

The current research uses numerical simulation (ANSYS and SAP2000) to study the

mechanical behavior of the scaffold. First, a review of the existing literatures is conducted.

Numerical models are built based on the review. Thorough numerical studies are performed

using these models. Testing equipment and accessories are designed and built according to

the standard CNS testing requirements. Experiments are performed on commercially

available scaffolds. These experiments can show if these scaffolds meet the requirements of

the CNS standard as well as validify the numerical models used in the computer simulations.

The results of these simulations and experiments can also give some suggestions to the CNS

testing standard.

Based on the above results, two new scaffold designs are proposed. Numerical simulations

indicate that the loading capacities of these new designs are higher than those of the

conventional design. New scaffolds are custom made using these new designs. Experiment

results on these custom made scaffolds show that the loading capacities of these new design

scaffolds are actually higher. Preliminary analysis also indicates that these new designs are

economically feasible. During the experiments, it also shows that one of these two designs is

more insensible to the manufacture defects.

Lastly, suggestions to the CNS standard and future research are presented.

Key Words: Scaffold, CNS, Bearing Capacity, Numerical Simulation

iii

目錄

摘 要 ....................................................................................................................................... i

Abstract .................................................................................................................................... ii

目錄 ......................................................................................................................................... iii

圖目錄 ...................................................................................................................................... v

表目錄 ................................................................................................................................... viii

第一章 緒論 ............................................................................................................................ 1

第一節 研究動機與目的 .................................................................................................... 1

第二節 研究方法與步驟 .................................................................................................... 3

第三節 研究流程 ................................................................................................................ 5

第二章 文獻回顧 .................................................................................................................... 6

第一節 文獻探討 ................................................................................................................ 6

第二節 國內營造業施工架使用現況 ................................................................................ 8

第三節 施工架災害案例分析與探討 .............................................................................. 16

第四節 現地調查 .............................................................................................................. 32

第三章 框式施工架之模擬分析 .......................................................................................... 36

第一節 單片立架挫屈分析 .............................................................................................. 37

第二節 不同型式之施工架強度模擬 .............................................................................. 39

第三節 交叉拉桿對施工架之強度模擬 .......................................................................... 53

第四節 整體立架不同約束條件下之強度模擬 .............................................................. 57

第四章 新型施工架之實驗測試 .......................................................................................... 65

第一節 油壓機載重系統之建立 ...................................................................................... 65

第二節 新型施工架夾具之細部設計 .............................................................................. 69

第三節 待測架之組立及測試 .......................................................................................... 76

第四節 施工架測試之強度處理 ...................................................................................... 89

第五節 施工架之安全性評估及適用性 .......................................................................... 91

第五章 新型施工架之研發 .................................................................................................. 93

iv

第一節 新型施工架雛形 .................................................................................................. 93

第二節 新型施工架模型分析及探討 .............................................................................. 94

第三節 新型施工架實驗及模型分析探討 ...................................................................... 99

第四節 新型施工架之多層多架間模擬 ........................................................................ 102

第六章 結論與建議 ............................................................................................................ 104

第一節 結論 .................................................................................................................... 104

第二節 建議 .................................................................................................................... 105

誌謝 ...................................................................................................................................... 107

參考文獻 .............................................................................................................................. 108

附錄一 問卷設計Ⅰ—大型工地 ...................................................................................... 111

附錄二 問卷設計Ⅱ—小型工地 ...................................................................................... 113

附錄三 問卷設計Ⅲ及統計結果 ...................................................................................... 114

附錄四 廠商單片施工架實驗與分析報告 ...................................................................... 122

附錄五 第一次專家座談會議紀錄 .................................................................................. 127

附錄六 第二次專家座談會議紀錄 .................................................................................. 131

v

圖目錄

圖 1-1 本計畫之研究流程...................................................................................................... 5

圖 2-1 在工地中拆除了一側的交叉拉桿(圖片來源：本研究報告) ................................... 9

圖 2-2 雙邊皆沒有設置交叉拉桿(圖片來源：本研究報告) ............................................... 9

圖 2-3 交叉拉桿拆除及變形之情形(圖片來源：本研究報告) ........................................... 10

圖 2-4 地面不平整時，施工架底層以竹子接續之情形...................................................... 10

圖 2-5 地面不平整時，施工架底層以鋼筋接續[19] ........................................................... 11

圖 2-6 工地裡最底層施工架兩側交叉拉桿均拆除及變形之情形...................................... 12

圖 2-7 施工架連接處使用制式插銷之情形(圖片來源：本研究報告) ............................... 12

圖 2-8 施工架連接處未使用插銷之情形.............................................................................. 13

圖 2-9 工作板橫架沒鉤在施工架尚且無固定之情形.......................................................... 14

圖 2-10 僅利用鐵絲將施工架固定之情形............................................................................ 14

圖 2-11 事故發生後倒塌之施工架由頂部往前照................................................................ 17

圖 2-12 倒塌之施工架左側照................................................................................................ 17

圖 2-13 倒塌現場圖一............................................................................................................ 19

圖 2-14 倒塌現場圖二............................................................................................................ 19

圖 3-1 單片立架以 3-D 方式分析之變形圖 ......................................................................... 43

圖 3-2 不同高度、寬度立架 3-D 分析之變形圖-1 .............................................................. 44

圖 3-3 不同高度、寬度立架 3-D 分析之變形圖-2 .............................................................. 45

圖 3-4 單片立架以 2-D 方式分析之變形圖 ......................................................................... 48

圖 3-5 一架間三層施工架的破壞模式[33] ........................................................................... 48

圖 3-6 一架間一到五層施工架的破壞模式[42] ................................................................... 49

圖 3-7 加勁材桿接料位置圖.................................................................................................. 51

圖 3-8 在不同架間受均佈載重示意圖.................................................................................. 58

圖 3-9 不同架間時層數與承載力的關係圖.......................................................................... 59

圖 3-10 不同層數時架間數與承載力的關係圖.................................................................... 60

圖 3-11 在不同架間受非均佈載重示意圖............................................................................ 61

圖 3-12 不同架間時層數與非均佈載重承載力的關係圖.................................................... 61

圖 3-13 不同層數時架間數與非均佈載重承載力的關係圖................................................ 62

圖 3-14 在不同架間受非均佈載重示意圖............................................................................ 63

vi

圖 3-15 不同架間時層數與承載力的關係圖........................................................................ 63

圖 3-16 不同層數時架間數與承載力的關係圖.................................................................... 64

圖 4-1 實驗機設計簡圖.......................................................................................................... 66

圖 4-2 實驗機測試單片立架示意圖...................................................................................... 66

圖 4-3 實驗機測試組合施工架示意圖.................................................................................. 67

圖 4-4 實驗機作為萬用實驗機示意圖.................................................................................. 67

圖 4-5 實驗機實機圖.............................................................................................................. 68

圖 4-6 CNS 立架的壓縮試驗示意圖 ..................................................................................... 70

圖 4-7 單片立架實驗夾具設計圖.......................................................................................... 71

圖 4-8 單片立架實驗夾具中之角錐插銷.............................................................................. 71

圖 4-9 角錐插銷置於承座圖-1 .............................................................................................. 72

圖 4-10 角錐插銷置於承座圖-2 ............................................................................................ 72

圖 4-11 角錐插銷置於承座上之剖面圖................................................................................ 73

圖 4-12 承座置於底座上及其可調方向示意圖.................................................................... 73

圖 4-13 組立施工架實驗夾具設計圖.................................................................................... 74

圖 4-14 組立施工架實驗夾具微調示意圖............................................................................ 75

圖 4-15 待測單片立架組立圖................................................................................................ 78

圖 4-16 單片立架測試中........................................................................................................ 78

圖 4-17 單片立架挫屈破壞後之變形狀態............................................................................ 79

圖 4-18 立架編號 1 的立架實驗所得荷重-位移圖 .............................................................. 79

圖 4-19 立架編號 1 的立架實驗所得荷重-時間圖 .............................................................. 80

圖 4-20 立架編號 1 的立架實驗所得位移-時間圖 .............................................................. 80

圖 4-21 施工架單管實驗現場測試圖(實驗一) ..................................................................... 82

圖 4-22 施工架單管實驗之荷重-位移圖(實驗一)................................................................ 83

圖 4-23 施工架單管實驗之荷重-時間圖(實驗一)................................................................ 83

圖 4-24 施工架單管實驗之位移-時間圖(實驗一)................................................................ 84

圖 4-25 施工架單管實驗現場測試圖(實驗二) ..................................................................... 84

圖 4-26 施工架單管實驗之荷重-位移圖(實驗二)................................................................ 85

圖 4-27 施工架單管實驗之荷重-時間圖(實驗二)................................................................ 85

圖 4-28 施工架單管實驗之位移-時間圖(實驗二)................................................................ 86

圖 5-1 模型一:不同加勁材料長度示意圖 ............................................................................ 94

vii

圖 5-2 模型二-不同加勁材料長度示意圖 ............................................................................ 96

圖 5-3 模型三:不同加勁材料長度示意圖 ............................................................................ 97

圖 5-4 單片立架分析模型...................................................................................................... 98

圖 5-5 多層多架間餐最大彎矩位置...................................................................................... 102

viii

表目錄

表 2-1 問卷調查結果精簡版.................................................................................................. 33

表 2-2 各項目中一直發生到偶而發生比例超過 50%的題目 ............................................. 34

表 2-3 其他因素意見統計表.................................................................................................. 35

表 2-4 建議統計表.................................................................................................................. 35

表 3-1 A、B 型式立架相關尺寸表（單位：CM） ............................................................. 37

表 3-2 單片立架挫屈載重值與本文模擬數值之比較.......................................................... 37

表 3-3 模擬不同模型施工架-立架分析圖表 ........................................................................ 41

表 3-4 施工架-立架型式類型 A ............................................................................................ 42

表 3-5 施工架-立架型式類型 B............................................................................................. 42

表 3-6 各種高度、寬度立架數值分析所得之強度(TON)................................................... 46

表 3-7 施工架-立架型式類型 A ............................................................................................ 47

表 3-8 施工架-立架型式類型 B............................................................................................. 47

表 3-9 不同尺寸立架 A1、A3、A4 類案例之挫屈強度（TON）..................................... 49

表 3-10 不同尺寸立架在各種狀況下挫屈強度之折減率（%） ........................................ 50

表 3-11 加勁材料焊接位置表................................................................................................ 51

表 3-12 模擬不同模型施工架-斜撐分析圖表 ...................................................................... 54

表 3-13 施工架-斜撐型式-類型 A ......................................................................................... 55

表 3-14 不同尺寸立架組成之施工架 A1、A2、A3 類案例之挫屈強度 ........................... 55

表 3-15 不同尺寸立架組成之施工架在各種狀況下挫屈強度之折減率............................ 56

表 3-16 以紀文獻之整體立架挫屈強度之誤差（單位: % ） ............................................ 57

表 3-17 類型 A 式立架相關尺寸表....................................................................................... 58

表 3-18 類型 A 立架多層多架間與承載力的關係表（單位：TON）............................... 58

表 3-19 類型 A 立架多層多架間與承載力-非均佈力之模擬關係表 ................................. 61

表 4-1 文獻中一架間施工架強度實驗值.............................................................................. 69

表 4-2 CNS 標準立架的外部尺寸（單位：CM）............................................................... 70

表 4-3 實驗用立架尺寸（CM） ........................................................................................... 77

表 4-4 CNS 對立架強度之規定 ............................................................................................. 81

表 4-5 CNS 對立架強度之規定 ............................................................................................. 81

表 4-6 CNS 對立架強度之規定 ............................................................................................. 82

ix

表 4-7 施工架強度與模擬值.................................................................................................. 87

表 4-8 兩家廠商施工架強度平均值檢定.............................................................................. 88

表 4-9 兩家廠商施工架對厚度校正強度之平均值檢定...................................................... 88

表 5-1 主鋼管/主鋼管不變與新型加勁鋼材厚變動時之分析結果 .................................... 94

表 5-2 主鋼管/主鋼管不變與新型加勁鋼材厚變動時之挫掘強度成效 ............................ 95

表 5-3 單片施工架分析模擬結果.......................................................................................... 97

表 5-4 單立架分析模擬結果.................................................................................................. 98

表 5-5 本實驗模型相關尺寸.................................................................................................. 99

表 5-6 單片施工架實驗與模擬分析比較.............................................................................. 99

表 5-7 單片施工架測試最大荷重曲線圖.............................................................................. 101

表 5-8 多層多架間之整體立架挫掘強度綜合分析結果...................................................... 102

表 5-9 整體施工架不同管厚之挫掘強度.............................................................................. 103

表 5-10 整體施工架之材料使用率........................................................................................ 103

1

第一章 緒論

第一節 研究動機與目的

一、研究動機

目前國內營建施工人員在不完備的臨時工程環境內作業，使得營建工程災害因模

板支撐倒塌崩塌而傷亡的統計數字顯示高達勞工災變比例 20%，僅次於墜落滾落的意

外。由於現有市售框式施工架大多不符合國家標準規範，且在施工架相關研究中並未

針對施工架型式及細部構件設計進行修改設計。因此本研究希望整合了國內相關研究

資料、實驗設計、並以數值模擬分析對臨時工程進行相關施工方法、施工架型式、夾

具型式、環境安全等方面進行探討，並針對現有施工架設計之強度及其缺點，研發新

型施工架立架。

綜整而言，目前國內施工架存在問題包括以下幾點：

（一） 目前國內對施工架型式、夾具項目等結構在細部設計及力學行為方面並無明

確的描述。

（二） 國家標準對於施工架相關尺寸以及元件檢驗法之規範並無相對驗證的實驗或

是模擬做為依據。

（三） 整體施工架支撐強度方面，國家標準沒有一完整之規範。

（四） 國家規範在交叉拉桿未搭設、底部腳柱在不穩定的平面上等缺失而造成結構

之承受力衰減影響並無參考之依據。

（五） 我國現在對於使用過的施工架再利用並未有嚴格之規定，因此，一般工地常

見施工架構件滿目滄夷，凹凸不平，這些受損構件是否能提供足夠強度？對

整體施工架強度影響為何？這些問題似乎沒有做太多研究。

二、研究目的

由上述可知，在國內已有專家學者針對國家 CNS 標準規範進行相關施工架型式之

力學行為之研究，對於施工架、細部夾具設計及環境改善策略部分則較少深入探討。

有鑑於此，本研究整合了國內相關研究資料、實驗設計、數值模擬結果後，針對臨時

2

工程進行相關施工方法、施工架型式、夾具型式、環境安全等探討，並針對現有施工

架設計之強度及其缺點，研發新型施工架立架，使其強度能在不同狀況下維持一致，

不致於有不穩定及強度大量折減的情況，並提出有效設計方案，以期能提昇國家標準

規範之安全性及使用性。因此，如何有效提昇施工架結構整體的安全性及適用性，降

低營建工程人員在臨時工程內作業時意外事件發生，是本研究的主要目的。

3

第二節 研究方法與步驟

本研究主要是針對框式施工架進行評估與分析，利用有限元素分析軟體及

SAP2000 結構分析軟體做為主要分析模擬方式。先對各文獻中相關彈性挫屈分析

及承載力的實驗進行模擬，將模擬結果與實驗值做比較，以瞭解模擬的可行性與

正確性。接著，對國家標準框式施工架的相關規定，包括立架之壓縮試驗、立架

之垂直撓度試驗，進行模擬分析及討論並將結果整合，提供建議做為 CNS 將來的

修正參考；再來對兩種不同型式立架所構成的整體施工架承載力進行模擬分析，

做為支撐時載重之設計參考，且更進一步對其中較常使用的立架型式，求得其立

架與整體施工架承載力的關係式，同時考慮其關係式的可靠度問題。最後於工地

上常見之交叉拉桿未搭設、底部腳柱在非穩定的平面等問題進行研究討論，並將

結果做為勞動檢查單位檢查工地時的參考依據。

一、研究方法

1. 現有國家標準規範施工架之實驗測試。

2. 有限元素分析及 SAP2000 結構分析軟體求出施工架在強度折減大小。

3. 有限元素分析及 SAP2000 結構分析軟體求出施工架在不同幾何形狀影響性。

4. 提出補強方法及全新型構架之兩種設計方案。

5. 利用有限元素分析及 SAP2000 結構分析軟體，找出較佳的設計方案。

6. 製作新型實驗試體並將測試結果與實驗結果比對探討。

二、研究步驟

1. 透過調查與資料收集，了解施工架施工災害發生類型、原因與防制方法。

2. 參考歷年職災案例，針對因支撐群組崩塌造成之職災，探討其危害原因。

3. 分析施工架基本設計強度。

4. 將以上原因納入數值模擬中，找出在不同因素下影響強度大小以及在不同幾何

形狀下影響性。

5. 針對數值模擬所得之結果提出解決方案。

6. 由數值模擬找出較佳方案。

4

7. 再製作新型實驗試體進行測試並與模擬值比較。

8. 彙總研究成果與資料並提出建議。

5

第三節 研究流程

圖 1-1 本計畫之研究流程

整合國內施工架

災害原因

探討施工架防治策略

及研究方法

國內施工架及細部

夾具設計以有限元

素方法研究

整合國內施工架

相關法規資料

收集施工架研究資料

及案例探討

提出審查施工架及細部

夾具安全品質建議事項

Yes

結論與建議

No

專家訪

談與座談

國內施工架及細部

夾具設計以結構分

析方法研究

施工架及細部夾具

實驗模擬研究

新型施工架及細部

夾具實驗模擬研究

探討分析結果

改善程度

6

第二章 文獻回顧

第一節 文獻探討

施工架與模板支撐的鋼架倒塌主要原因為強度不足及不良施工環境所造成的，

由於臨時工程施工架皆為細長型鋼管結構，所以在承受過大的載重狀態下，造成破壞

的原因大部份都是挫屈破壞（Buckling failure），而產生側向的大變形造成瞬間全

面性的崩塌，所造成的災害可想而知。有鑑於此，在施工架的支撐力問題與安全性便

是討論的重點，而本研究將對施工架相關文獻做一探討。以下是相關文獻摘要:

自 1729 年開始 Grundy 和 Kabalia[9]針對多層建築施工時之工作載重進行相關

探討研究。高健章等[10]亦利用材料試驗機對單架間多層施工架進行壓力破壞試驗，

並以橡皮墊模擬地面支撐缺陷，且收集國內使用情況相關資料以便對其材質、設計及

施工做各項的建議，研究鋼管鷹架施工支撐之安全性，檢討其現存缺失。Jan and

Lee[11,12,13]提出以數值方法來求鋼管施工架的基本單元挫屈預測式，是以單架間

單層為一基本單元，以能量法為理論基礎搭配迭代法求出不同層數之鋼管施工架的極

限載重及挫屈模態。ACI347 委員會[14]對模板支撐的部分，提供一個完整的需求標準

並建議模板的活載重，包括施工人員、機具之重量和衝擊力，且在不同模版的薄厚，

建議一設計載重值於支撐架或支柱之設計。Mosallam 和 Chen[15]探討了施工架支撐

系統倒塌之原因，並認為足夠數量的支撐架及適當之側向支撐是提供足夠支撐力之關

鍵。而陳瀛州、吳嘉恆、顏聰等[1,16,17]針對鋼管施工架於工地實際施工情形、臨

時支撐之自動檢查、權責界定和責任歸屬等問題進行問卷調查，並調查整理營建災害

事件之相關檔案資料。自 1991 年中興大學與普渡大學合作，進行一系列鋼管施工架

支撐行為之理論研究，發展一套支撐系統之非線性分析程式[4]，利用實際尺寸施工

架實驗結果，決定各個不連續點及邊界之參數。中興大學並與本會合作進行一系列鋼

管施工架模板支撐安全性研究。紀人超[18]開始針對三種簡易式門型立架進行壓力破

壞試驗，對施工架一架間一至三層和二架間一層試驗，並於戶外進行五排四架間五層

之大型全尺寸之施工架載重試驗；林雍智[19]針對混凝土灌漿步驟及路徑對施工架承

載能力之影響加以探討，實際調查現場工地情況，歸納出五種常見之灌漿步驟及路

7

徑，並針對此五種不同的灌漿步驟及路徑進行單架間單層之整體壓力載重試驗。蔡慰

龍[20]針對整體施工架受偏心載重、施工架頂層有側向位移、高低調整器造成的相關

因素，對施工架整體承載能力的影響性加以探討。巫昆霖[21]對於高挑空支撐系統之

承載力提出探討，並且特別著重於門型框式施工架底部高低調整底座之影響及頂部木

支撐的效應。顏聰等[22]整合與本會合作相關的多項研究，已達到建立一套支撐倒塌

的預警系統。范清舜[23]由於全尺寸施工架試驗成本甚高，且所需的空間相當大，便

利用彈性模型設計原理，嘗試設計一施工架縮小模型試驗裝置，來模擬全尺寸施工架

支撐系統之結構行為。由於之前都考慮結構的靜力行為來討論相關安全性，楊永斌等

[24,25]則特別針對鋼管施工架之動力特性提出探討。由於門型鋼管施工架之破壞模

式屬於彈性挫屈，所以當系統趨近破壞時因勁度降低導致其自然頻率亦隨之下降，因

此，可藉由觀察支撐系統基本振動頻率之變化，來偵測支撐系統是否已接近破壞，以

提供預警之用。黃木源[26]針對國內常用的簡易式門型鋼管施工架，探討其支撐能力

和頻率特性。顏聰等[27]使用數值分析及試驗方法，探討模版支撐系統中鋼管施工架

承受偏心載重，對承載力與破壞方式的影響。黃玉麟等[28]針對單片的門型施工架進

行研究，考慮其加勁鋼材位置的最佳化問題。本所與朝陽技術學院合作進行相關研究

[29]，主要針對施工架作業現行法規的適用性及適時性進行討論，對於法規「營造安

全衛生設施標準」[5]中的不當條文進行相關建議。

施工架因為細長型鋼管結構，在承受過大的載重狀態下，大多會造成挫屈破壞

（Buckling failure）產生側向的大變形造成瞬間全面性的崩塌，有鑑於此，在施工

架的支撐力問題與安全性便是討論的重點。

由上述文獻中，可知國內對臨時工程之施工架安全性已有相當研究時間，但卻沒

有專家學者對施工架及夾具之細部設計進行著墨，因此本研究將探討如何改善現有

施工架強度，以提昇施工架之安全。並探討如何提高施工架之可靠度及操作性。

8

第二節 國內營造業施工架使用現況

施工架為營造業中各工種最常使用之施工設備之一，但在平日之定期維修及保

障作業勞工安全上皆未受重視，且施工技術層面之改良與研發亦緩慢，且因眾多工

種皆須輪流使用，亦造成管理及維護上之不易，因此，很容易因安全防護設備之不

足及勞工一時之不安全行為而發生事故。且施工架屬於臨時作業之假設工程，在達

到工程目的後即被撤除，因此其重要性常被忽視，以致在施工過程中發生倒塌及人

員墜落之事故時有所聞，如此不但造成工期延誤、財物損失甚至導致人員之傷亡。

影響框式施工架組合而成之高挑空支撐系統承載強度的因素眾多，例如一般工

地常見的一種情況是工人為了進出工地或搬運器材的方便，將模板支撐或施工架的

交叉拉桿拿掉。另外一種情況是在現地組裝模板支撐時，因高度不能完全配合模板

高度，常以短鐵棒甚至木棒補足高度。依據本所所作之研究，這些不當組裝情形，

會使模板支撐或施工架產生不穩定以及強度折減等後果，在研究報告中發現，這些

情況可以將支撐強度減少 60%以上。

施工架結構不完整及不穩定的影響主要為下列幾點：

（一） 工地中常將外牆施工架內側的交叉拉桿拆除，使整體施工架只有一側有交叉

拉桿，如圖 2-1 所示。或將交叉拉桿拆除，如圖 2-3所示，不僅影響施工架

之完整性，也可能造成施工架之承載力降低。

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圖 2-1 在工地中拆除了一側的交叉拉桿(圖片來源：本研究報告)

（二） 施工架搭設完成後，作業人員為了材料及設備進出方便而擅自拆除施工架配

件，造成單邊或雙邊皆無交叉拉桿，如圖 2-2 所示。

圖 2-2 雙邊皆沒有設置交叉拉桿(圖片來源：本研究報告)

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圖 2-3 交叉拉桿拆除及變形之情形(圖片來源：本研究報告)

（三） 工地中地常常有不平或者是立架的彎曲變形，造成施工架底部的某些腳柱懸

空在地基不平整的情況下，而使用竹子(如圖 2-4)、鋼筋(如圖 2-5)或木頭互

相接續施工架最底層之情形，這種作法並不合乎規定也存在著較大的危險

性，因為施工架最底層是承受最大荷重的地方，安全考量上應將地基處理完

畢後再進行架設。

圖 2-4 地面不平整時，施工架底層以竹子接續之情形

(圖片來源：我國營造施工架使用現況安全評估研究報告)

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圖 2-5 地面不平整時，施工架底層以鋼筋接續[19]

(圖片來源：我國營造施工架使用現況安全評估研究報告)

（四） 鋼管施工架均應設置高低調整底座。此舉可以消除地面不平整所造成的問

題，更可增加鋼管架底部之旋轉彈性勁度，提昇整體的承載極限強度。目前

工地並沒有完全在施工架底部架設高低調整器及底座，大部份如果架設在地

面上之施工架都不會架設，其使用範圍不得大於 25 公分，若大於 25 公分比

較有傾斜的危險。

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圖 2-6 工地裡最底層施工架兩側交叉拉桿均拆除及變形之情形

(圖片來源：我國營造施工架使用現況安全評估) （五） 目前工地在已完成組搭之施工架連接處若沒有使用制式插銷，會有七成的比

例會使用鐵絲代替制式插銷，最主要的原因，除了成本的考量外就是施工的

便利性。只是在使用鐵絲時大部份的工地僅將其直接插入而已，並沒有將其

交叉綁住，因此鐵絲有可能會有脫落的情形，造成施工架連接處會有分開的

危險。

圖 2-7 施工架連接處使用制式插銷之情形(圖片來源：本研究報告)

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圖 2-8 施工架連接處未使用插銷之情形

(圖片來源：本研究報告)

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（六） 施工架搭設間距可能會有部份的橫架無法鉤住(如圖 2-16) 目前工地並沒有

完全使用有扣鎖之橫架(如圖 2-15)，而且許多工地雖然使用有扣鎖之橫板但

是卻沒有將扣鎖扣上，或者扣鎖已經被混凝土卡住不能使用。

圖 2-9 工作板橫架沒鉤在施工架尚且無固定之情形

(圖片來源：南區勞動檢查所網站 http://www.slio.gov.tw)

圖 2-10 僅利用鐵絲將施工架固定之情形

(圖片來源：本研究報告)

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倒崩塌事故及歷年職業災害案例可知，失效的原因除了人為因素以外，事實上

也包含了臨時構造物本身。摘要分析其災害原因如下：

(一)人為因素

1. 偷工或圖方便。

2. 施工架未與地面固定，使施工架之有效強度大幅降低，造成施工架倒崩塌。

3. 交叉拉桿未確實與施工架固定，使立架的有效長度變長，而容易造成挫屈破

壞。

4. 應力不平均，並產生額外的力矩，使立架與橫向支撐或交叉拉桿間的接頭破

壞。

5. 拆除部分支撐材，造成局部地區應力集中，而使周圍的桿件破壞。

(二)施工架本身因素

1. 材料老舊變形，強度降低並會產生偏心載重。

2. 材料受損，不但強度降低且會造成局部應力集中。

3. 基礎下陷，使臨時構造物的桿件產生變形，不但造成應力集中，且會產生額外

的彎矩應力。

4. 殘留應力，會造成材料力學行為的改變，影響極限強度。通常因設計不當或構

件尺寸不合，或銲接不當等原因。

施工架倒塌災變屬於不穩定結構破壞之型式，預警時間極短並令人措手不及，

且倒塌現場往往一片狼藉，一般常借助周圍尚完整之構架加上現場不同分工之施工

人員口述之災變情形做為判定災害發生原因之因素。人為因素所造成的災害，最有

效的預防對策，除了加強檢查外，最重要的還是在於事業單位自主管理工作的推

動，包括自動檢查、定期巡視及內外部稽核等。此外，針對各項作業訂定標準作業

程序。而適當的教育訓練及宣導，對於作業勞工安全意識及習慣的養成，也有非常

顯著的效果。

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第三節 施工架災害案例分析與探討

營造業的職業災害案例中，臨時構造物之倒崩塌所佔比例約為百分之二十。其

中施工架的倒塌事件大多發生於施工過程之中，一旦倒塌將造成現場工作人員集體傷

亡，導致極為嚴重的損失。以下就施工架之災害案例進行分析與探討：

一. 移動式施工架倒塌墜落致死職業災害案

(一)災害發生經過：

經罹災者一起工作之油漆工鄭○○所述：災害發生時（九十二年九月八日十三時

十分許），勞工陳○○爬上高度 12 公尺處之移動式施工架時，並將安全帶綁於施工

架上尚未開始噴漆，我們則在地面上剷除滴落之油漆，我先聽到一小聲「碰」油槽底

部鋼板凸起的聲音，隨即聽到一大聲「碰」施工架倒下的聲音，在施工架倒下前我有

用 24VOLT 手電筒，看到施工架底部鋼板凸出來，較一般變形大很多，施工架倒下後

我跑至陳○○墜落後位置，看到他眉毛處受傷，隨即將他送醫急救不治死亡。

(二)災害發生原因：

1.直接原因：高處墜落致死。

2.間接原因：

不安全狀況：移動式施工架未依強度設計施工及未將施工架底部橡膠

滑輪固定人員即上至施工架上作業。

不安全動作：無。

3.基本原因：

(1)危害意識不足。

(2)未協調管制巡視施工架使用之安全措施。

(三)災害防止對策：

1. 對於施工架應有適當之保護並維持各部分之牢固。

2. 為防止施工架倒塌引起危害之必要安全衛生設備及其作業，應訂定自動檢查計

畫，實施自動檢查，以維護施工架穩定。定期檢查時對於每一構件及接合處應

確認其安全無虞，方得繼續使用，遇有不當之處應立即予以更換或補強。

3. 應訂定適合需要之安全衛生工作守則，報經檢查機構備查後，公告實施。

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災害示意圖如下：

圖 2-11 事故發生後倒塌之施工架由頂部往前照

(圖片來源：行政院勞工委員會北區勞動檢查所網站http://www.nlio.idv.tw/)

圖 2-12 倒塌之施工架左側照

(圖片來源：行政院勞工委員會北區勞動檢查所網站http://www.nlio.idv.tw/)

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二. 勞工從事模板清潔作業發生墜落致死職業災害案

(一)災害發生經過：

據目擊者甲稱：災害發生當日九十三年一月三十日上午七時三十分許，我偕同罹

災者乙及她姊姊共五人一同上工，當日被指派至工程之文物館六樓進行地面環境清理

作業，因該樓層地面有很多鋼筋廢料，我們必須先將鋼筋廢料集中後才能進行地面清

理工作，因此我們五人將鋼筋廢料集中暫置於靠中庭南側之施工架上所搭設之木製平

台上，災害發生前約於下午十六時左右，我在靠木製平台護欄旁位置，負責將其他人

搬運過來的鋼筋廢料搬到平台上，由罹災者於木製平台協助接運並置於該平台上，當

時罹災者表示要上廁所，故將扣掛於旁邊鐵架上之安全帶自身上解開並拿下安全帽，

於這段時間我在附近進行其他清理工作，之後罹災者上完廁所回到平台上並叫我，我

走過去才彎下腰，剛要搬起鋼筋交給罹災者時，即看到罹災者還沒來得及扣繫安全帶

及安全帽前，即連同木製平台及鋼筋廢料一起墜落，並傳來轟一聲巨響，我到護欄旁

往下看後，便馬上下樓探視，之後工地負責人也馬上趕過來，並探視是否仍有氣息，

約過十餘分鐘後救護車到達，由罹災者姊姊陪同送往林口長庚醫院救治。等語。

(一)災害原因分析：

1. 直接原因：由六樓高之工地墜落，頭部、胸部外傷，出血性休克致死。

2. 間接原因：不安全狀況

(1)高度二公尺以上作業，未使作業勞工確實佩掛安全帶及安全帽。

(2)施工架上物料之儲放及荷重之分配超過其荷重限制。

(3)施工架未依預期施工時之最大荷重妥為設計。

3. 基本原因：

(1)未確實實施工作場所之巡視。

(2)未具體告知該承攬人有關其事業工作環境、危害因素暨有關安全衛生規定應採取

之措施。

(3)未確實實施自動檢查。

(二)災害防止對策：

1. 高度二公尺以上作業，應使作業勞工確實佩掛安全帶及安全帽。

2. 施工架上物料之儲放及荷重之分配不得超過其荷重限制。

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3. 施工架應依預期施工時之最大荷重妥為設計。

災害示意圖如下

圖 2-13 倒塌現場圖一

(圖片來源：行政院勞工委員會北區勞動檢查所網站http://www.nlio.idv.tw/)

圖 2-14 倒塌現場圖二

(圖片來源：行政院勞工委員會北區勞動檢查所網站http://www.nlio.idv.tw/)

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三. 在施工架上從事安裝鋼板因施工架倒塌墜落死亡災害

(一)災害發生經過：

台電公司將某發電廠第三、四號機靜電集塵器飛灰改善工程交付某甲外商公司台

北分公司承攬，甲公司將該工程轉包某乙鋼鐵工業公司再承攬，乙公司再將靜電集塵

器保溫外殼安裝工程交付某丙公司第三次承攬。

八十一年五月三日下午四時許，勞工 A、B、C 三人在施工架安裝第三號靜電集塵

器保溫外殼彩色鋼板，此時施工架已無與保溫外殼連結，當 A 及 B 在安裝第一層彩色

鋼板，而 C 正準備安裝第二層左邊第一塊彩色鋼板時，施工架向外傾倒 A、B 及時抓

住保溫外殼角鐵，C 則隨傾倒施工架及彩色鋼板墜落地面，經送醫急救無效，於當晚

八時許死亡。

保溫外殼施工架為單片直立式、高 14 公尺，每隔垂直距離 3.4 公尺、水平間距 2

公尺使用固定螺絲鎖定器鎖定於靜電集塵器保溫外殼上之槽形鋼上，當時有五六塊，

總重約 3128 公斤之彩色鋼板，斜放於施工架上。

(二)災害發生原因：

1.依據當地法院檢察署相驗書記載：罹災者死亡原因為頭部擦傷，顱內出血致死。

2.勞工在施工架上從事安裝彩色鋼板作業，可能因空間狹窄影響施工，將施工架固

定於保溫外殼槽形鋼之固定螺絲鎖定器拆除，致施工架無法穩定，且無法抵抗剪

力，又有約 2128 公斤重彩色鋼板斜放於施工架上，對施工架產生斜向推力，於瞬

間向外傾倒，罹災者隨之墜地傷重死亡。

3.未實施自動檢查。

4.對勞工未實施安全衛生訓練，勞工安全衛生意識不足。

5.未訂定安全衛生工作守則，供勞工遵循。

(三)災害防止對策：

為防止類似災害再發生，有採取下列措施之必要。

1.為保持施工架之穩定，施工架與建築物之垂直、水平距離連接處之鎖定器不得

拆除。

2.施工架上物料之荷重不得超過其最高載重量。

3.應訂定自動檢查計畫，對必要安全衛生設施及作業實施自動檢查。

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4.對勞工應實施從事工作及預防災變之訓練，並將本案例列入訓練教材，提高勞

工安全衛生知識，防止類似災害發生。

5.應訂定安全衛生工作守則，內容包括高架作業安全事項，報經檢查機構備查

後，公告實施。

四. 在施工架安裝排水管隨施工架倒地死亡災害

(一)災害發生經過：

屋主甲將增建鐵屋工程交付乙承攬，乙將覆蓋彩色鋼板部分交付丙等四人共同再

承攬，八十二年三月六日上午八時三十分許，丙等帶同勞工丁到工地覆蓋鐵屋屋頂及

牆壁彩色銅板，至十時三十分許覆蓋完成，乃將施工架移至欲安裝落水管處，丁爬上

施工架將施工架頂端與鐵屋之工字鐵樑綁在一起後下來吃點心，於上午十一時許，丁

再上施工架頂端在距地面高約 3.3 公尺處接手由地面傳送之直徑 65 公厘、長 4.8 公

尺塑膠管，一手抓住施工架、一手將塑膠管接到水槽排水管接頭，突然與施工架一起

傾倒地面，經送醫急救無效死亡。

該施工架係以鍍鋅鐵管焊接組成，長約 3 公尺，當時將二個施工架連接成為總長

度約５．５公尺。

(二)災害發生原因：

1.依據當地地檢署相驗書記載：罹災者死亡原因為高處摔落，頭部挫傷腦出血死

亡。

2.罹災者於安裝落水管時站立之施工架直立不穩固，僅在頂端一處以尼龍繩將施

工架與屋頂工字型樑綁在一起，可能因施工架震動致尼龍繩斷裂，引起施工架

傾倒，使罹災者一起落地傷重死亡。

3.未設置勞工安全衛生管理人員，實施自動檢查。

4.對勞工未實施安全衛生訓練，勞工安全衛生知識不足。

5.未訂定安全衛生工作守則，供勞工遵循。

(三)防止災害政策：

為防止類似災害再發生，有採取下列措施之必要。

1.對於施工架之穩定，應在適當之垂直、水平距離處與建築物妥實連接。

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2.應設置勞工安全衛生管理人員，對所使用之設備及其作業訂定自動檢查計劃，

實施自動檢查。

3.對勞工應實施從事工作所必要之安全衛生教育、訓練，並將本案例列入訓練教

材，提高勞工安全衛生知識，防止類似災害發生。

4.應訂定適合需要之安全衛生工作守則，內容包括高架作業安全事項，報經檢查

機構備查後，公告設施。

五. 在橋墩從事施工架爬梯組立作業發生倒塌被壓死災害

(一)災害發生經過：

交通部台灣區國道高速公路局將中山高速公路新竹一員林段拓寬工程（苗栗交流

道一三義交流道）第四三二標工程（後龍溪橋）交由某營造有限公司承攬；於八十六

年元月九日下午一時由工務所監工甲派四名泰工（乙、丙、丁、戊）到 P18W 橋墩處

組立施工架爬梯，由兩名泰工（乙、丙）負責組立，另兩名泰工（丁、戊）負責準備

材料及傳送，監工甲在現場管理，因 P21W 準備灌漿，去檢查模板鋼筋而不在現場，

於下午二十三十分許組立到第八層時，整個施工架爬梯往西南傾倒，泰勞丙被施工架

爬梯壓在地上，另一位泰勞乙受撞傷仍在醫院療養已無生命危險。

(二)災害原因分析：

本災害原因可能係泰勞乙和丙兩人在第八層組立加上因於河床上之橋墩陣風較

大，而第五層施工架爬梯頂端之固定橋墩之鋼索未綁好，造成一端鬆拖施工架組立爬

梯往西南傾倒，泰勞丙被壓住送醫不致死亡，乙因吊掛在爬梯上而撞傷之災害。

1.直接原因：施工架爬梯傾倒泰勞被壓死及撞傷災害。

2.間接原因：

不安全情況：施工架爬梯未妥適與橋墩固定。

不安全動作：固定橋墩之鋼索未綁緊。

3.基本原因：未訂定安全衛生工作守則。

(三)災害防止對策：

1.雇主應依勞工衛生法及有關規定，會同勞工代表訂定適合其需要之安全衛生守

則，報經檢查機構備查後公告實施。

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2.雇主對施工架組配作業主管應使其受營造作業主管安全衛生教育訓練。

3.對吊升荷重五公噸以上移動式起重機之之操作人員，雇主應僱用經中央主管機

關認可之訓練或經技能檢定之合格人員充任之。

4.雇主對於施工架之穩定，應依下列規定：

(1)施工架不得與混凝土模板支撐或其它臨時構造連接。

(2)應以斜撐材料適當而充分之支撐。

(3)在適當之垂直、水平距離處與建築物妥實連接，其間隔在垂直方向以不超過

五˙五公尺；水平方向以不超過七˙五公尺為限。但獨立無傾倒之虞者，不

在此限。

(4)獨立之施工架，在該架最後拆除前至少應有三分之一隻腳踏桁不得移動，並

使之與橫擋或立柱紮牢。

(5)鬆動之磚、排水管、煙囪或其他不當材料，不得用以建造或支撐施工架。

(6)嚴格要求勞工於使用鋼索固定時，應使用鋼索之索夾固定。

六. 拆除施工架時隨傾倒施工架墜落死亡災害

(一)災害發生經過：

某甲水泥廠將旋窯更新工程交付某乙工程公司承攬，乙公司將該工程中之生料保

溫工程交付某丙時業公司再承攬，丙公司又將其中架設施工工程交付某丁第三

次承攬，本災害係第三次承攬人之勞工於拆除施工架時發生。

八十一年十一月十二日下午一時四十分許，勞工 A、B 二人倒工地某號窯靜電集

塵器外之圓竹施工架上準備拆除施作架，首先以直徑六公厘麻繩綁住施工架上

端，然後站在施工架上，由上而下依序拆。

當天下午三時三十分許，拆除之施工架剩下長約七公尺、寬五公尺時，施工架突

然傾倒，B 及時跳上集塵器外之寬約一公尺平台上，A 則隨傾倒施工架墜落約

20 公尺下方的地面，B 立即下來地面會同其他工人將罹災者送某綜合醫院急救

無效，於當天下午五時十五分許死亡。

該倒塌之施工架係以末梢直徑四公分之孟宗竹搭設，由第三次承攬人於八十一年

七月三十日搭設完成供再承攬人作保溫工程使用，再承攬人於八十一年十一月

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二日施工完竣後，交由第三次承攬人拆除，於拆除施工架時，有設置施工架踏

板，但未於適當之垂直、水平距離處與建築物連接。

(二)災害發生原因：

罹災者站在施工架上拆除施工架構材時，未在施工架之適當垂直、水平距離處與

建築物連接，致施工架傾倒，罹災者隨傾倒施工架墜落地面，傷重死亡。

(1)拆除施工架未指派作業管理人員負責監督指揮施工。

(2)對勞工未實施安全衛生訓練，勞工安全衛生意識不足。

(3)未訂定安全衛生工作守則，供勞工遵循。

(三)災害防止對策：

為防止類似災害再發生，有採取下列措施之必要。

(1)對施工架之穩定應在適當之垂直、水平距離處與建築物妥實連接。

(2)對施工架之拆除，應由對此項工作具有豐富經驗之作業管理人員負責監督指

揮施工，並由熟練勞工拆除。

(3)對勞工應實施從事工作及預防災變之訓練，並將本案例列入訓練教材，提高

勞工安全衛生知識，防止類似災害發生。

(4)應訂定安全衛生工作守則，內容包括高架作業安全事項，報經檢查機構備查

後，公告實施。

七. 拆除鋼管施工架發生其上方之雨庇倒塌災害

(一)災害發生經過：

甲實業股份有限公司將彰化一廠土木工程交由乙工程股份有限公司（以下簡稱乙

公司），乙公司復將該工程隻鋼管鷹架工程交由丙企業有限公司（以下簡稱全鋼公

司），丙公司以每拆一組施工架五○元（不含運送），實作時算，交由 A 龍負責施

作，於八十六年十二月二十四日十一時三十分許，鷹架工 B 與 C 共同拆除鋼管施工

架，當他們將雨庇下方西側之鋼管架拆除，約三分鐘後，鄭能坤站於雨庇下方西側，

雨庇突然倒塌，C 被壓於雨庇下方，經送依不致死亡。

(二)災害發生原因分析：

本次災害發生原因可能為，八十六年十二月二十四日十一時三十分許，B 與 C 未

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將植入鋼筋深度不足，結合強度不夠之雨庇再支撐，即逕行將鋼管施工架拆除，致雨

庇無支撐而倒塌，C 下半身被押送醫不治死亡。

1.直接原因：被倒塌雨庇鎖壓胸腔內出血致死。

2.間接原因：不安全狀況：未將結合強度不夠之雨庇再支撐即逕行將鋼管施工架

拆除。

3.基本原因：

(1)未設勞工安全衛生人員。

(2)未訂定安全衛生工作守則。

(3)未實施勞工安全衛生教育訓練。

(4)未訂定自動檢查計劃，實施自動檢查。

(5)未設置施工架組配作業主管負責監督指揮施工。

(三)災害防止對策：

1.雇主應依事業之規模、性質，實施安全衛生管理；並應依中央主管機關之規定

設置勞工安全衛生人員（勞工安全衛生主管）實施自動檢查。

2.雇主對其設備及其作業，應訂定自動檢查計劃實施自動檢查。

3.雇主僱用勞工從事工作應對勞工施以從事工作及預防災變所必要之安全衛生教

育、訓練。

4.雇主應依勞工安全衛生法及有關規定，會同勞工代表訂定適合其需要之安全衛

生工作守則，報經檢查機構備查後公告實施。

5.雇主對於施工架之構築、拆除及重組等組配作業，應選任經訓練之施工架組配

作業主管負責監督指揮施工。

6.拆除結合強度不夠之庇雨下方施工架，應先再支撐或補強雨庇後才拆除。

八. 施工架平台倒塌被重壓死災害

(一)災害發生經過：

八十六年三月十六日（星期日）案預定時間晚上十點甲領班應參與吊運空心磚

作，當晚九點四十分泰工 UA193、WA218、UA234 到達工地簽到，九點五十分吊車、吊

卡車及堆高機就定位備用，十點另一領班乙指派泰工掀開覆工版，設置護欄後，開始

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吊運空心磚。此時所有工作人員均未看到甲在場參加作業。十一點四十分工程丙查問

未到場原因，沒有人知道，即到甲平日停車地點查看，未見甲之汽車停放，以為甲因

今日為星期天可能不上班。直到十七日凌晨一點四十分左右，吊運作業暫停，全體休

息吃宵夜。吃飯盒時，泰工發現對面施工架下有一只漂亮之機車安全帽，並告知領班

乙，乙即與泰工前往查看，才發現未出工之甲被壓在工作架下，乙呼叫甲並觸摸其身

體，發覺全身已冰冷僵硬，並無氣息，即告之泰工勿動現場，並立刻報告工地值日轉

知相關人員、單位及家屬前來處理。

(二)災害原因分析：

1.依據台灣台北地方法院檢察署相驗屍體證明書記載，死亡直接原因為甲腹腔內

出血休克死亡。

2.因施工架平台設計之拉桿斜撐遭拆除，死者甲因施工架平台倒塌重壓死亡。

3.對於施工架未位有適當之保護並維持各部分之牢穩。

4.對於施工架之穩定未以斜撐材料做適當而充分之支撐。

(三)災害防止對策：

1.對於施工架應有適當之保護並維持各部分之牢穩。

2.對於施工架之穩固應以斜撐材做適當而充分之支撐。

九. 某工程有限公司勞工高某遭鋼管鷹架倒塌墜落致死職業災害檢查報告書

(一)災害發生經過：

具現場目擊者水泥工林某所述：「民國七十九年六月二十五日八時我與高某負責

該營建 FG 棟左側壁外牆粉刷工作補牆工作，因歐菲莉颱風過境不久，前一日（六月

二十四日）某興業有限公司已派員檢修，並增高第十層部分隻鋼管鷹架架設，當時我

與高某站在鋼管鷹架之水平架上粉刷外牆，上午完成二樓及三樓之部分，下午往五樓

繼續工作，一直工作至下午十四時許，突然間鋼管鷹架全數倒下，我幸好及時抓住五

樓外牆鋼筋，未隨塌下之鋼管鷹架掉落地面，故僅受輕傷，高某不幸摔落地面當場死

亡。」等語。

(二)災害現場概況：

災害現場位於該營建 FG 棟左側壁之鋼管鷹架工程，長度共二十八公尺，高度三

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十公尺，已架至十樓，一樓未架設，底部以每支一八○公分間距架設三腳架支撐

（110 ㎝ × 50 ㎝），鋼管材質係屬鍍鋅鐵管（口徑四公分），每節高一八○公分，

各節間採套接方式連接，中間再架上水平架，一般一節鋼管架約可支撐五噸荷重，最

底層鋼管鷹架（指第二層樓處）於七十九年二月二十五日開始架設後，依結構體完成

之高度而逐層增設鋼管鷹架，該鋼管鷹架並未在適當間隔與建築物妥時連接。

(三)災害原因分析：

1.據台灣板橋地方法院檢察署相驗屍體證明書上所載高某之死亡原因為：

(1)顱內出血致死

(2)頭部挫裂傷

(3)高處墜落

2.肇事之鋼管鷹架已全數塌下，依據當場作業之泥水工林某及負責鷹架架設之

劉某等之陳述以及本所派員勘查結果。研判本災害發生之可能原因如下：

未肇事之前一天（六月二十四日，發生災害為六月二十五日），因歐菲莉颱

風過境影響該原設置之第二至第九層鋼管鷹架受晃動，（雖曾派員檢修，但

未予詳查）致該最下一層（及第二層），鋼管鷹架底部所使用之支撐鷹架之

三角架螺栓鬆動。而施工單位又在原已鬆動不穩定之鋼管鷹架之第九層上

方，再架設第十層，更加速鋼管鷹架下方原設置支撐鋼管鷹架之三角架荷重

增加。另該鷹架架設後，未於適當之水平，垂直距離與建築物妥實連接。故

當泥水工高某，林某等人在第五層鋼管鷹架上實施外牆粉刷作業時，可能由

於上數之靜荷重與活荷重增加，終於導致鋼管鷹架突生倒塌，造成高某墜地

重傷死亡及林某受輕傷事件。

(1)直接原因：施工架倒塌後墜落死亡。

(2)間接原因：不安全情況：

施工架之構築未依力學原理，妥為規劃、施工架未在適當之垂直，水

平距離與建築物妥實連接。

(3)基本原因：

未訂定勞工安全衛生工作守則、未實施勞工安全衛生教育及預防災變

訓練、未實施自動檢查。

28

十. 站在施工架上之木梯從事作業因施工架倒塌致墜落死亡災害

(一)災害發生經過：

裕隆汽車製造股份有限公司將「三義廠同仁速設暨訓練中心」工程交由甲營造股

份有限公司承建，甲營造股份有限公司再將工程之水電低電壓消防等工程交由乙水電

工程有限公司承做，乙水電工程有限公司再將承做工程之風管工程交由丙工程股份有

限公司承做，八十六年十一月二十七日九時許，現場工人Ａ與Ｂ、Ｃ三人至工地地下

室，由Ｃ在工地找到一只木梯架在鋼管施工架工作台上，郭員站在木梯上裝設膨脹螺

栓，現場工人Ａ與Ｂ在地面協助Ｃ，俟Ｃ裝完成後約十一時許爬下木梯至地面，換由

Ｂ站在木梯上用鐵鎚敲除（平）內牆突出鐵線，現場工人Ａ與Ｃ在地面從事風管加

工，約十一時三十分許，發現鋼管施工架倒塌，木梯掉落地面，Ｂ跌坐靠在內牆，經

送醫不治死亡。

(二)災害原因分析：

本災害發生原因為罹災者站在斜置於施工架上與內牆間之木梯上，因施工架傾

倒，致木梯人員跌落至地面造成顱內出血死亡災害。

1.直接原因：高處墜落造成顱內出血不治死亡。

2.間接原因：不安全狀況：

(1)在施工架上使用梯子。

(2)高處作業未使用安全帶。

3.基本原因：

(1)未設置勞工安全

(2)未訂定自動檢查計劃，實施自動檢查。

(3)未實施勞工安全衛生教育、訓練。

(4)未訂定安全衛生工作守則。

(三)災害防止對策：

1.應訂定自動檢查計劃，對使用之設備及其作業實施自動檢查。

2.對勞工應實施從事工作所必要之安全衛生教育、訓練，並將本案列入訓練教

材，提高勞工安全衛生知識，防止類似災害發生。

29

3.應訂定適合需要之安全衛生工作守則，報經檢查機構備查後，公告實施。

4.雇主對於在高度二公尺以上之高處作業，勞工有墜落之虞者，應使勞工確實使

用安全帶、安全帽及其他必要之防護具。

十一. 澆置一樓樓版混凝土發生模板倒塌災害

(一)災害發生經過：

甲建設公司將集合住宅新建工程交付乙建設公司承攬，乙公司分別將該工程之模

板工程交付丙工程公司再承攬，將該工程之搗工部分交付丁工程公司再承攬，八十二

年九月二十六日上午在工地澆置一樓樓版混凝土，其順序為由四周往中央澆置，於中

午十二時三十分許已澆置完成一塊樓版後，由勞工Ａ將樓版的混凝土堆平時，突然模

板倒塌，Ａ隨倒塌模板墜落地下一樓，臂部被四號鋼筋刺入，經送醫急救無效死亡。

發生模板倒塌之樓版長６公尺、寬４公尺，挑高３．３公尺，樓版混凝土厚２５

公分，但３．５公尺見方的樓板部分設計厚達８０公分，故於２５公尺公分厚保麗

龍，在第二次澆置２５公尺公分厚混凝土版。

模板支柱、貫材欄柵均為６×６公分角材上舖９０×１８０×１．２公分襯板，模

板支柱間距８０公分，立於鋼筋混凝土樓版面，角材支撐每高度１．７公尺設置縱橫

向水平繫條、支撐材料均為新品，未有明顯損壞變形或腐蝕。

(二)災害發生原因：

1.依據當地地檢署相驗書記載：罹災死亡原因為右內大腿部挫刺傷、顱內出血致

死。

2.澆置一樓樓版混凝土時，對於約３．５公尺見方設計版厚達８０公分之樓版，

未遵守每次僅得澆置２５公分厚之規定，一次澆置５０公分後之規定，使該部

分荷重起過該樓版模板支撐之預期負荷，造成模板倒塌罹災者墜落死亡。

3.對勞工未實施安全衛生訓練，勞工安全衛生知識不足。

(三)防止災害對策：

未防止類似災害再發生，有採取下列措施之必要。

1.在工地內負責監督指揮混凝土澆置作業之人員，應嚴格管制每次澆置混凝土厚

度，避免超出模板支撐之預期荷重，造成模板倒塌。

30

2.對勞工應施從事工作所必要之安全衛生教育、訓練，並將本案例列入訓練教

材，提高勞工安全衛生知識、防止類似災害發生。

十二. 維持施工架側向穩定之繫牆桿及鐵線被切除，造成施工架倒塌

(一) 災害發生經過：

八十七年一月十二日十六時許，本市大同區某銀行大樓新建工程正進行花崗石石

材安裝作業，建築物南側、東側外牆施工架突然倒塌，二名於二樓外牆從事花崗石材

作業之勞工隨之墜落，並被壓於倒塌之施工架下，經搶救後，於十七時五十分救出傷

者勞工甲，送醫救治，幸無大礙。十九時三十分救出勞工乙，送醫救治，但傷重不

治。

(二) 災害發生原因：

1.維持施工架側向穩定之繫牆桿及鐵線被切除，而造成施工架倒塌。

2.勞工從事作業時，被倒塌之施工架壓死。

3.對施工進度之協調、管理缺乏適當之掌控。

(三) 災害防止對策：

1.施工架應由專業人員事先依結構力學原理妥為設計，同時應在適當之垂直、水

平距離處與建築物妥實連接。

2.為防止施工架倒塌引起危害之必要安全衛生設備及其作業，應訂定自動檢查計

畫，實施自動檢查，以維護施工架穩定。定期檢查時對於每一構件及接合處應

確認其安全無虞，方得繼續使用，遇有不當之處應立即予以更換或補強。

3.加強各有關作業之進度聯繫及協調，對有影響施工安全之作業，應事先評估考

慮如何補強，並確實執行。

由施工架倒塌的案例及原因分析，可以歸納出我國營造工程臨時構造物及錨定裝

置，存在以下幾項問題：

（一）成品規格問題

1. 雖然 CNS 有三角托架與壁連座（繫牆桿）的構造標準，但在國內的大部分工地均

未依規定使用。

31

2. 施工架的品質不良、銲接不佳或連結零件不合規格，導致支撐力不足，同時亦影

響錨定的荷載。

3. 使用 3 號鋼筋替代繫牆桿，完全無規格與品質管制可言，故安全性無法確定。

（二）施工架組立與裝設問題

1. 鋼管施工架因重覆多次使用，未考慮實際安全載重減低之問題。

2. 荷重集中作用在某局部區域，造成荷載不均勻，增加側傾的效果，使側向繫牆桿

受力增加。

3. 構件結合點太多，造成自由度太大，易產生側向移動，使側向繫牆桿受力增加。

4. 施工疏忽，拉桿、橫架、水平架或繫牆桿等未按標準設置，以致施工架未成為一

體系統而失效。

5. 三角托架懸臂太長或間隔太大，以致支撐力不足。

（三）材質問題

1. 未建立品質管制制度。

2. 大部分產品沒有標示製造廠名、商標及製造日期。

3. 產品出廠前未經嚴格的抽樣檢驗。

4. 由工地用畢運回儲存時未做檢視，損壞變形者未予修復或汰換。

5. 每次使用前未先檢查插銷與扣鎖是否齊全、有無損壞及交叉拉桿之連結鉚釘有無

脫落。

由於目前國內營造工程臨時構造物及錨定裝置的施工，都是由施工架公司依施工

經驗與習慣來進行，很少有標準可言，因此安全無法保障，且國內營造工程施工的工

期及品質與標準相去甚遠，因此對錨定裝置的品質有很大影響。

32

第四節 現地調查

為使數值模擬更能確實反應現地工作時可能遭遇的各種問題，本研究採用現地

調查方式。以設計之問卷調查表（附錄一及附錄二）至工地實地調查。因工地情況差

異非常大，大型工地可能有數十架間十數層的組合施工架，而小型工地使用的施工架

僅二到三架間，高度也只有三、四層。因此針對大型工地，問卷調查人員使用附錄一

之問卷調查表，請該工地之工地主任填寫，因工地主任通常具有較多經驗，可以提供

更多使用施工架遭遇的問題癥結。針對小型工地（多數無工地主任），問卷調查人員

則使用附錄二之問卷調查表，由問卷調查人員觀察該工地施工架使用狀況填寫。

雖然設計問卷調查表時所考慮的兩種狀況（大型與小型工地）應可涵蓋常見之

工地。但是在做實際問卷調查時發現有困難。主要的阻力在於工地主任對問卷調查人

員不信任，認為填寫問卷調查表後，可能會被認為所圈選項目就是該工地的缺失，因

此大多數工地主任都拒絕填寫。所以現地問卷調查完成份數不多，而且多為問卷調查

人員自行觀察填寫（使用附錄二的表格）。因此在第二階段研究中，商請本會北區勞

動檢查所營造業組協助進行現地調查，以得到更多有經驗的工地主任的回饋及意見。

因為有檢查員協助，可更針對施工架使用現狀做更深入探討，所以將原問卷擴充內

容，新問卷如附錄三。第二階段現地調查回收之問卷有 53 份，因數量較多，附錄三

僅列出統計後之詳細結果。表 2-1 問卷中各大項的統計。

33

表 2-1 問卷調查結果精簡版

項目 比例

結構性因素 19% (53%) 非結構性因素 15% (50%)

三角托架 21% (43%) 鋼管鷹架組立前 19% (45%) 鋼管鷹架組立中 16% (47%)

施工前 21% (43%) 施工中 21% (54%) 施工後 31% (60%)

問卷中每一個題目有六個選項，依發生頻率依序分為一直發生（100%發生），

經常發生（70~80%），普通（50%），偶而發生（20~30%），到未曾發生（0%），

另外加上”不清楚”選項。表 2-1 中之比例欄中有兩個數字，第一個數字是一直發生到

普通三個選項所佔比例，括弧中的數字是一直發生到偶而發生四個選項所佔比例。表

2-2 列出各項目中第二種比例（一直發生到偶而發生）超過 50%的題目。

34

表 2-2 各項目中一直發生到偶而發生比例超過 50%的題目

結構性因素 1. 繫牆桿以鐵絲代替 2. 不同材料性質混用 3. 搭接點過多 4. 底部或頂板不在同一平面 5. 繫牆桿未使用制式繫牆桿 6. 單面架設交叉拉桿 7. 架與架間交叉拉桿未搭接

非結構性因素 1. 支撐材料老舊 2. 垂直度不佳 3. 施工架有顯著之損壞、變形和鏽蝕

三角托架 1. 放樣定位未做標示 2. 未做定期的自動檢查 3. 未做外觀檢查 4. 錨定不確實 5. 未根據施工圖及計算表安裝

施工前 1. 未二次檢查安全設施 2. 未架設安全母索 3. 搭設施工架未依照標準作業程序 4. 施工架無國家標準的標誌

施工中 1. 工作板橫架無扣鎖裝置 2. 未標示最大荷重 3. 因「進出方便」而拆除兩邊交叉拉桿 4. 鐵絲代替制式插銷且只將其直接插入 5. 戴安全帽時未將頭帶扣上 6. 因「作業方便」而拆除施工架配件 7. 施工架在連接處未使用制式插銷

施工後 1. 不會定期汰換材料 2. 拆除時未設立安全母索 3. 拆除時以人力操作滑輪分放施工架材料 4. 使用過之施工架未抽樣進行品質試驗 5. 拆除後之施工架隨意放置工地旁

鋼管鷹架組立前 1. 支撐架放樣定位未做標示 2. 組裝不完整 3. 未檢查接頭及配件情況

鋼管鷹架組立中 1. 接頭未以制式插銷固定 2. 材料損壞未立即更換 3. 水平桿及側向固定 4. 無使用高低調整器（底座）

35

表 2-3 為問卷中其他因素意見依本研究設定之分類所做統計表，表 2-4 為建議

依本研究設定之分類所做統計表。由這些表中可以看出，問卷中已列出的項目中，受

訪者認為施工後（拆除施工架）最有可能發生問題，其次才是施工架結構問題以及施

工中是否正確使用。在問卷中未提及但由受訪者指出的問題中，教育訓練及安全規定

佔最大比例，其次是天然因素（地震、風等）。改善施工架安全的建議中，則以落實

定期檢查最高，加強教育訓練及改良施工架次之。

表 2-3 其他因素意見統計表

產生意外因素類別 意見數

施工人員因素 6

天然環境因素 9

安全教育訓練及違悖安全規定 10

環境維護 5

任意變更施工架組件 6

拆組、吊物作業 3

雇主因素 1

表 2-4 建議統計表

操作性與安全維護之建議類別 意見數

加強教育訓練 7

施工架改良 6

落實定期檢查動作 11

制定標準作業程序及操作規定 5

加強管理 5

由此次現地問卷調查結果可以看出，現地工作人員認為維護施工架安全最重要的方法

是管理層（定期檢查，教育訓練等），但是改良施工架也也是安全工作中很重要的一

環。

36

第三章 框式施工架之模擬分析

施工架與模板支撐的鋼架倒塌主要原因為強度不足及不良施工環境所造成的，

由於臨時工程施工架皆為細長型鋼管結構，所以在承受過大的載重狀態下，造成破

壞的原因大部份都是挫屈破壞（Buckling failure），而產生側向的大變形造成瞬

間全面性的崩塌，所造成的災害可想而知。有鑑於此，確實的掌握現有市售框式施

工架的有效支撐力，包括可能影響其強度的各種因素，並將現有市售框式施工架

「組合而成之高挑空支撐系統」承載強度的因素列入考慮及加入安全因素等考量便

是討論的重點。

在理想的狀況下，可以用大量實驗來建立對框式施工程載強度的深入了解，進

一步找出改善其力學行為之方案。但實驗需耗費大量經費及時間，在時效及經濟考

量上均不適合。電腦模擬分析一方面不需實際的試驗材料，另一方面可迅速取得所

需資訊，因此是一種取代大量實驗的最佳工具。雖然電腦模擬是一個非常有用的工

具，但在使用上也必須格外小心，因為電腦計算能力強大，卻無法防止使用者犯

錯。如果使用者能建立正確的數值模型，電腦就能迅速的提供正確且有用的資訊。

相反的，如果使用者建立了錯誤的模型，電腦就會提供錯誤的結果。本研究中將進

行實物實驗的目的之一就在於驗証電腦模擬所使用的數值模型是正確的。

37

第一節 單片立架挫屈分析

本研究以有限元素軟體 ANSYS 及 SAP2000 進行分析，而本章節針對兩種框型施工

架及各層施工架進行模擬評估，表 3-1為本研究初步數值模擬時所採用之施工架各部

份之尺寸。

表 3-2為數值模擬與文獻中的數值（採用高度 180cm，寬度 90cm 之立架）之比

較。正式進行實物實驗時，將依實驗採用施工架之尺寸再做一次數值模擬，與實驗值

比較以確定模擬的正確性與可行性。在確認模型之正確性之後將進行大量數值模擬，

利用數值模擬結果來討論國家標準試驗的單片立架試驗相關規定的合理性，並進一步

利用這些資訊來探討現有施工架改進或重新設計的切入點。

在初步數值模擬中，除基本的單片立架強度測試模擬外，本研究亦嘗試模擬一部

分單片立架可能缺陷對立架強度之影響以及常見組立施工架時之缺失對強度之影響。

表 3-1 A、B 型式立架相關尺寸表（單位：cm）

元件 外徑 厚度 面積（cm2） 面積慣性力矩（cm4）

腳柱、橫材 4.27 0.25 3.157 6.403

加勁鋼材 2.72 0.20 1.583 1.265

交叉拉桿 2.17 0.20 1.238 0.607

立架高度 160、180

立架寬度 60、76

表 3-2 單片立架挫屈載重值與本文模擬數值之比較

文獻[27]最高挫屈載重

(ton) 文獻[42]模擬

值 (ton) 本文模擬值

Ansys / Sap 200(ton)

8.64 8.12 8.25/8.10

38

以下簡單敘述考慮的狀況：

1. 單片立架缺陷：

單片立架的主體結構基本上非常簡單，一般來說不致有太大缺陷。但框式施工架

中之加勁材料都是以焊接方式與主體結合，在文獻中並未有任何研究探討焊接處

強度以及焊接處破壞對立架強度之影響。因此在初步數值模擬中，本研究將各焊

接點破壞時對立架強度之影響做了簡單的探討。

2. 施工架組合缺失：

在文獻中以及現地調查時發現組立施工架時最常見的缺失是交叉拉桿未確實裝

設，但是只有在少數狀況下有完全未裝交叉拉桿的情況，大多數是在組立時求方

便僅單面裝置交叉拉桿。因此在初步數值模擬中，本研究將施工架組立時僅裝兩

根交叉拉桿（依規定兩面均要裝交叉拉桿，共四根）之各種狀況對施工架強度之

影響做了簡單的探討。

39

第二節 不同型式之施工架強度模擬

本研究主要針對不同施工架-立架型式在未焊接完整之處進行單片立架之彈性挫

屈分析(未焊接以紅色虛線表示)。主要是探討施工架-立架型式在幾何不完整情況下

所得到之強度折減大小及施工架在不同幾何形狀下之影響性。在此考慮二種型式的單

片立架型式進行彈性挫屈分析探討，在如表 3-3內所示，其中類型 A1~4、類型 B1~4

類型，而分析模擬結果分別列於表 3-4及表 3-5所示。

由表 3-4以及表 3-5中發現焊接缺陷對單片立架之承載能力似乎沒有太大的影響，

由表 3-1可看出在這個情況下立架的變形為垂直於立架的平面。為了驗證加勁材對立

架強度並無太大影響，假設有兩根大小與上述立架之腳註相同的鋼管，鋼管的彈性挫

屈強度可用以下公式計算

2

2

)(kLEIPcr

π=

其中 crP 為挫屈強度，E 為楊氏模數，在此處採用61098.1 ×=E kgf/cm2， I 為鋼

管斷面之面積慣性矩，在此處 403.6=I cm4， L是鋼管的長度 160cm， k 是計算有效長

度的係數，當鋼管兩端均為鉸接時， 1=k 。將這些數字代入公式中，求得一根鋼管的

挫屈強度為 4.89 ton，所以兩根總共強度為 9.78 ton。將此強度與表 3-4及表 3-5中

完整立架（A1 與 B1）的挫屈強度比較，其差異最多大約為 5%，進一步證明在上述的

破壞模式時，加勁材對對挫屈強度的影響極小，因此即使焊接有缺陷，強度改變也不

大。更進一步，使用相同斷面之鋼管做不同高度及寬度的立架，以模擬方式求出挫屈

強度，圖 3-2與圖 3-3為各種狀況下破壞時的變形，可以看出這些案例在 3-D 分析時

的破壞變形型式都是垂直於立架平面。本文表 3-6將各案例數值分析所得挫屈強度與

相同長度鋼管挫屈強度的兩倍做一比較。由這些數值可以看出，在這種破壞模式下，

不論立架的高度及寬度為何，單純兩根鋼管挫屈強度的總合與立架的挫屈強度幾乎相

同，其差異最多大約為 5%。再次驗證在這種破壞模式下，加勁材對強度的影響相當

小。由圖 3-6上還可看出立架寬度對強度幾乎沒有影響。相對於二維分析時之立架寬

40

度、高度與加勁材位置對強度的影響是不同的，因為在這種破壞模式下，水平橫桿幾

乎沒有對強度有任何貢獻，因此立架寬度對強度的影響不大。而在二維分析的破壞模

式中，水平橫桿提供了抵抗變形的彎矩。在這種情形下，水平橫桿的長度會影響抗彎

勁度，因此強度與立架寬度會有一定的關係。

41

表 3-3 模擬不同模型施工架-立架分析圖表

類型 A1 類型 B1

類型 A2 類型 B2

類型 A3 類型 B3

類型 A4 類型 B4

42

表 3-4 施工架-立架型式類型 A

類型 A

W/H 60/160 SAP-3D (ton) ANSYS -3D (ton)

A1 10.31 10.12

A2 9.88 9.90

A3 9.88 9.90

A4 9.75 9.78

表 3-5 施工架-立架型式類型 B

類型 B

W/H 60/160 SAP-3D (ton) ANSYS-3D (ton)

B1 9.83 9.86

B2 9.78 9.82

B3 9.75 9.78

B4 9.75 9.78

43

變形圖

側視圖

圖 3-1 單片立架以 3-D 方式分析之變形圖

44

寬度=60cm 寬度=76.2cm

高度=160cm

高度=170cm

高度=180cm

圖 3-2 不同高度、寬度立架 3-D 分析之變形圖-1

45

寬度=90cm 寬度=120cm

高度=160cm

高度=170cm

高度=180cm

圖 3-3 不同高度、寬度立架 3-D 分析之變形圖-2

46

表 3-6 各種高度、寬度立架數值分析所得之強度(ton)

寬 度 (cm)高度

60 76.2 90 120 相同長度鋼管挫屈強度 X2

160 10.31 10.28 10.26 10.26 9.78

170 9.10 9.10 9.07 9.07 8.66

180 8.10 8.10 8.07 8.07 7.72

為找出加勁材對單片立架強度之影響，本研究對單片立架做了第二次數值模擬。

在第二次模擬中，將單片立架設定為 2-D 物件。加上此限制後，立架變形被限制在立

架的平面上。表 3-7與表 3-8為挫屈分析的結果，圖 3-4為其變形圖。在表 3-7施工架-

立架型式類型 A 結果顯示，在類型 A-A1 所得之約 22.51t 左右視為標準下，比較類型

A2~A4 相對於標準而言，挫屈載重分別折減了約 32%左右。在表 3-8施工架-立架型式

類型 B 結果顯示，在類型 B-B1 所得之 18.54t 視為標準下，比較類型 B2~B4 相對於標

準而言，挫屈載重分別折減了 14%~18%。由上述類型 A 與類型 B 之模擬結果顯示，當

變形局限在立架平面時，施工架之挫屈載重與施工架-立架型式類型之幾何形狀及支

撐位置有關，A 型立架的強度較大，但受加勁材料焊接缺陷的影響也較大，B 型立架

的強度較小，但受加勁材料焊接缺陷的影響也較小。但兩種型式立架的強度均會因加

勁材料焊接缺陷而有不可忽略的折減（至少 14%）。

如果將表 3-4、表 3-5與圖 3-7、表 3-8作一比較，可以看出造成單片立架在垂直

於立架平面方向上變形破壞所需的荷重大小比造成單片立架在立架平面上變形破壞所

需的荷重大小較為小。因此就單片立架而言，它的破壞一定是在垂直於立架平面方向

上變形，因為這種破壞所需的外力較小，但是這並不表示立架平面上之破壞模式不重

要。依據前人所作之研究（[33]，[42]），雖然在單層單架間的組合施工架中立架的

破壞模式為垂直於立架平面，但是多層組合施工架中立架的破壞模式有可能是在立架

平面上。圖 3-5所示為實驗所得一架間三層施工架的破壞模式[33]，圖 3-6為數值模擬

所得一架間一到五層施工架的破壞模式[42]。在這些情況下，因加勁材焊接缺陷所造

47

成之立架強度折減就有可能會影響整體施工架的承載強度。在實際應用上，立架很少

單獨使用，通常組合成為施工架或支撐，因此加勁材的焊接缺陷必須要考慮。

在確認加勁材焊接缺陷不可忽略後，本研究進一步探討因加勁材焊接缺陷造成的

強度折減與立架高度、寬度之間的關係。選定三種高度（160cm、170cm、180cm），

四種寬度（60cm、76.2cm、90cm、120cm）的立架，對這些立架以數值方式做 A1、

A3、A4 類案例的強度分析，因 A2 與 A3 類案例基本上是相同的案例，因此不對 A2 類

進行分析。表 3-9是分析所得各立架各種案例的挫屈強度，為更清楚觀察強度折減的

變化，表 3-10列出各種狀況下的折減率。

表 3-7 施工架-立架型式類型 A

類型 A

W/H 76/180 挫屈強度（ton） 折減率

A1 22.51

A2 16.04 -28%

A3 16.04 -28%

A4 15.14 -32%

表 3-8 施工架-立架型式類型 B

類型 B

W/H 76/180 挫屈強度（ton） 折減率

B1 18.54

B2 15.94 -14%

B3 15.13 -18%

B4 15.94 -14%

48

變形圖

側視圖

圖 3-4 單片立架以 2-D 方式分析之變形圖

圖 3-5 一架間三層施工架的破壞模式[33]

49

圖 3-6 一架間一到五層施工架的破壞模式[42]

表 3-9 不同尺寸立架 A1、A3、A4 類案例之挫屈強度（ton）

寬度=60cm 寬度=76.2cm

A1 A3 A4 A1 A3 A4

高度=160cm 29.40 20.51 19.50 29.26 20.21 18.96

高度=170cm 25.68 18.19 17.35 25.57 17.95 16.89

高度=180cm 22.60 16.25 15.53 22.51 16.04 15.14

寬度=90cm 寬度=120cm

A1 A3 A4 A1 A3 A4

高度=160cm 28.75 19.95 18.51 27.30 19.25 17.65

高度=170cm 25.17 17.73 16.51 24.04 17.16 15.77

高度=180cm 22.18 15.86 14.82 21.27 15.38 14.18

50

表 3-10 不同尺寸立架在各種狀況下挫屈強度之折減率（%）

寬度=60cm 寬度=76.2cm

A1 → A3 A1 → A4 A1 → A3 A1 → A4

高度=160cm -30.2 -33.7 -30.9 -35.2

高度=170cm -29.2 -32.4 -29.8 -33.9

高度=180cm -28.1 -31.3 -28.7 -32.7

寬度=90cm 寬度=120cm

A1 → A3 A1 → A4 A1 → A3 A1 → A4

高度=160cm -30.6 -35.6 -29.5 -35.3

高度=170cm -29.6 -34.4 -28.6 -34.4

高度=180cm -28.5 -33.2 -27.7 -33.3

由表 3-10可以看出，當高度一定時，寬度增加與折減率似乎沒有一定的關係。當寬度

固定時，立架高度越高，折減率越低，但是差別有限，160cm 高的立架與 180cm 高的

立架，其折減率相差大約為 2%。因此因加勁材焊接缺陷造成的強度折減率與立架的高

度及寬度的關係不大。

另本研究亦將單片立架於 CNS 標準尺寸中加勁鋼材之位置進行模擬探討，本研究將腳

柱在 L2 (50cm) 標準位置處進行模擬比較。並以 CNS 為基準點，每隔 5cm 取一點。各

方向各四點進行模擬探討如圖 3-7所示

51

圖 3-7 加勁材桿接料位置圖

表 3-11 加勁材料焊接位置表

分析值/點 上四 上三 上二 上一 L2 基準點 下一 下二 下三 下四

模擬值 7.96 7.98 8.00 8.03 8.07 8.07 8.11 8.16 8.22

由表 3-11結果顯示，將加勁材料位置向上提昇後，對單片立架整體強度並沒有太大的

效益。但將加勁材位置向下移動後，由模擬結果得知其對單片立架整體強度有明顯的

提昇。

由本節所做的數值模擬結果，可以提出以下的初步結論與建議：

1. 加勁材的型式會影響單片立架之強度。

2. 加勁材的焊接缺陷對單片立架的強度影響不大。

3. 因加勁材焊接缺陷造成的強度折減率與立架的高度及寬度的關係不大。

4. 由多片立架組合而成之施工架或支撐，其承載強度有可能受加勁材的焊接缺

上四

上三

上二

上一

下一

下二

下三

下四

52

陷影響。

5. 建議將加勁材焊接處強度與立架強度之關係做進一步探討。

6. 建議將加勁材焊接處納入立架檢驗項目。

53

第三節 交叉拉桿對施工架之強度模擬

本研究主要針對不同施工架-立架型式在未搭接斜撐之處進行單片立架之彈性挫

屈分析(未焊接以虛線圈選表示)。主要是探討施工架-立架型式在交叉拉桿未搭處的

平面進行研究討論。在此考慮單片立架型式在 3D 情況下進行彈性挫屈分析探討，在

如表 3-12 表內所示，其中類型 A1~4 分析模擬結果分別列於表 3-13所示。

在表 3-13施工架-斜撐型式-類型 A 結果顯示，完整裝設交叉拉桿時，施工架織成

載強度大約為 25 噸，但是只要拿掉一根交叉拉桿，其強度就折減了大約 24%。如果將

單邊交叉拉桿拿掉（僅剩單邊兩根），其強度折減也差不多是 26%。假設分別由兩側

各拿掉一根，其折減效應為 26%。在一般工地常見的情況是，施工者為求組立方便，

常常整片施工架只有單邊裝設交叉拉桿，另一邊完全未裝，其承載能力之折減，可能

遠超過 26%。

為探討不同尺寸立架組成之施工架的強度，本研究選定三種高度（160cm、

170cm、180cm），四種寬度（60cm、76.2cm、90cm、120cm）的立架，對這些立架以

數值方式做 A1、A2、A3 類案例（A1 為完整施工架，A2 抽掉一邊的兩根交叉拉桿，A3

抽掉一根交叉拉桿）的強度分析，表 3-14是分析所得各種案例的施工架強度，為更清

楚觀察強度折減的變化，表 3-15列出各種狀況下的折減率。有這些資料可以看出立架

高度與寬度的影響很小。

因此由本節所作之數值模擬，可以提出以下的初步結論與建議：

1. 進一步作多架間多層施工架在僅裝設單邊交叉拉桿時承載能力變化之探討。

2. 工地安全檢查時要對交叉拉桿裝設要求嚴格執行。

3. 研究是否可能重新設計單片立架，或是不同組裝方式的施工架，使交叉拉桿對

承載能力之影響降低。

54

表 3-12 模擬不同模型施工架-斜撐分析圖表

類型 A1

類型 A2

類型 A3

類型 A4

55

表 3-13 施工架-斜撐型式-類型 A

類型 A

W/H 76/180 SAP-3D (t)

A1 25.03

A2 18.47

A3 19.10

A4 17.40

表 3-14 不同尺寸立架組成之施工架 A1、A2、A3 類案例之挫屈強度

寬度=60cm 寬度=76.2cm

A1 A2 A3 A1 A2 A3

高度=160cm 32.09 23.59 24.36 31.90 23.36 24.09

高度=170cm 28.30 20.88 21.60 28.15 20.70 21.38

高度=180cm 25.14 18.62 19.29 25.03 18.47 19.10

寬度=90cm 寬度=120cm

A1 A2 A3 A1 A2 A3

高度=160cm 31.78 23.16 23.86 31.78 22.79 23.44

高度=170cm 28.06 20.53 21.18 28.06 20.21 20.82

高度=180cm 24.95 18.33 18.94 24.95 18.05 18.62 （單位：ton）

56

表 3-15 不同尺寸立架組成之施工架在各種狀況下挫屈強度之折減率

寬度=60cm 寬度=76.2cm

A1 → A2 A1 → A3 A1 → A2 A1 → A3

高度=160cm -26.5 -24.1 -26.8 -24.5

高度=170cm -26.2 -23.7 -26.5 -24.0

高度=180cm -25.9 -23.3 -26.2 -23.7

寬度=90cm 寬度=120cm

A1 → A2 A1 → A3 A1 → A2 A1 → A3

高度=160cm -27.1 -24.9 -28.3 -26.2

高度=170cm -26.8 -24.5 -28.0 -25.8

高度=180cm -26.5 -24.1 -27.7 -25.4 （單位：%）

57

第四節 整體立架不同約束條件下之強度模擬

本研究針對整體立架不同約束條件下之挫掘強度模擬探討。接著，針對類型 A

之立架進一行五架十層之模擬分析與文獻值做一比較，如表 3-16。提供單片立架承載

力與多層多架間施工架在不同約束條件下之挫掘強度折減，以做為將來實驗之比較參

考資料。其本節分析種類如下所示。

1. A 型式立架的整體支撐能力

2. A 型式立架的整體支撐能力-非均佈力之模擬

3. A 型式立架的整體支撐能力-單向拉桿未搭接

表 3-16 以紀文獻之整體立架挫屈強度之誤差（單位: % ）

架間

層數 一 二 三 四 五

一 7.6 15.3 14.1 16.6 16.5

二 9.2 4.8 7.6 10.2 12.2

三 10.0 3.3 4.9 7.6 10.1

四 11.1 5.6 4.6 6.1 8.3

五 8.7 7.3 5.4 5.9 7.6

六 8.0 8.1 6.3 6.4 7.6

七 7.3 7.4 7.2 7.0 7.8

八 7.0 8.2 7.8 7.7 8.4

九 6.6 8.1 8.8 8.3 8.9

十 6.4 8.0 8.5 8.8 9.4

(一) A 型式立架的整體支撐能力

首先對類型 A 的立架進行模擬，表 3-17 為立架的相關尺寸。並假設整體施工架

受均勻分佈的載重，如圖 3-8 所示。接著，模擬多層多架間施工架受均佈載重時的最

58

大承載力，列出施工架由一到五架間及一到十層時各個情況下的承載力，如表 3-18

所示。

表 3-17 類型 A 式立架相關尺寸表

元件 外徑 厚度 面積（cm2） 面積慣性力矩（cm4）

腳柱、橫材 4.27 0.25 3.157 6.402

加勁鋼材 2.72 0.20 1.583 1.264

交叉拉桿 2.17 0.20 1.237 0.606 立架高度 172 立架寬度 76

表 3-18 類型 A 立架多層多架間與承載力的關係表（單位：ton）

架間 層數

一 二 三 四 五

一 24.7 36.5 51.2 65.0 79.5 二 15.6 19.4 27.0 35.4 44.4 三 12.9 17.6 23.3 29.9 37.2 四 11.5 16.7 21.6 27.3 33.6 五 10.5 16.0 20.7 25.8 31.6 六 9.9 15.3 20.0 24.9 30.3 七 9.4 14.7 19.6 24.4 29.5 八 9.1 14.3 19.2 23.9 28.9 九 8.8 13.9 18.8 23.6 28.5 十 8.6 13.6 18.5 23.4 28.2

圖 3-8 在不同架間受均佈載重示意圖

由表 3-18，可得出在不同架間時層數與承載力之間的關係，如圖 3-9 所示。以

59

及在不同層數時架間數對承載力的關係，如圖 3-10 所示。

由圖 3-9 可知，承載力是隨層數的增加而遞減且衰減越來越小，所以承載力下

降最大的時候是一層增加到二層時，二層到三層次之，增加到了五層之後承載力變化

已經不大。而此現象最主要的原因是受挫曲破壞的模式所影響，在一層到二層時因挫

曲破壞的模式不同而降低的承載力最大，而在二層以上的施工架在破壞時的最大位移

都集中在一層、二層的交接處，所以增加到五層以上時，在一、二層之間的交接處所

能承受的在大位移有限，所以增加層數之後承載力的衰減越來越少。

由圖 3-10 可知，架間數與承載力之間幾乎呈一線性關係，除了一層時承載力增

加的斜率較大，在其它層數時增加的斜率幾乎相同。

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

層數

承載力

一架

二架

三架

四架

五架

圖 3-9 不同架間時層數與承載力的關係圖

60

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6

架數

承載

力一層

二層

三層

四層

五層

六層

七層

八層

九層

十層

圖 3-10 不同層數時架間數與承載力的關係圖

以類型 A 立架承載力與架間、層數的關係為基準。藉此改變不用約束條件進行

整體立架之挫掘強度分析。

(二) A 型式立架的整體支撐能力-非均佈力之模擬

模擬多層多架間施工架受非均佈載重時的最大承載力，如圖 3-11 所示。列出施

工架由一到五架間及一到十層時各個情況下的承載力，如表 3-19 所示。由表 3-19，

可得出在不同架間時層數與承載力之間的關係，如圖 3-12 所示。以及在不同層數時

架間數對承載力的關係，如圖 3-13 所示。由圖 3-12 可知，承載力是隨層數的增加而

遞減且衰減越來越小，所以承載力下降最大的時候是一層增加到二層時，二層到三層

次之，增加到了五層之後承載力變化已經不大。而此現象最主要的原因是受挫曲破壞

的模式所影響，在一層到二層時因挫曲破壞的模式不同而降低的承載力最大，而在二

層以上的施工架在破壞時的最大位移都集中在一層、二層的交接處，所以增加到五層

以上時，在一、二層之間的交接處所能承受的最大位移有限，所以增加層數之後承載

力的衰減越來越少。由圖 3-13 可知，架間數與承載力之間幾乎呈一線性關係，除了

一層時承載力增加的斜率較大，在其它層數時增加的斜率幾乎相同。

61

表 3-19 類型 A 立架多層多架間與承載力-非均佈力之模擬關係表

架間 層數

一 二 三 四 五

一 18.7 30.5 41.4 56.9 69.1 二 8.2 12.2 16.3 24.4 29.4 三 7.0 10.5 13.9 20.7 25.0 四 6.6 9.6 12.7 18.7 22.7 五 6.4 9.1 12.0 17.5 21.3 六 6.4 8.9 11.6 16.8 20.4 七 6.5 8.8 11.3 16.3 19.8 八 6.7 8.8 11.2 16.0 19.5 九 6.9 8.9 11.2 15.8 19.2 十 7.1 9.0 11.3 15.7 19.1

（單位：ton）

圖 3-11 在不同架間受非均佈載重示意圖

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

層數

承載

力

一架

二架

三架

四架

五架

圖 3-12 不同架間時層數與非均佈載重承載力的關係圖

62

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5

架數

承載

力

一層

二層

三層

四層

五層

六層

七層

八層

九層

十層

圖 3-13 不同層數時架間數與非均佈載重承載力的關係圖

(三) A 型式立架的整體支撐能力-單向拉桿未搭接

模擬多層多架間施工架受均佈載重及單向拉桿未搭接時的最大承載力，如圖 3-

14 所示。列出施工架由一到五架間及一到十層時各個情況下的承載力，如表 3-20 所

示。由表 3-20，可得出在不同架間時層數與承載力之間的關係，如圖 3-15 所示。以

及在不同層數時架間數對承載力的關係，如圖 3-16 所示。由圖 3-15 可知，承載力是

隨層數的增加而遞減且衰減越來越小，所以承載力下降最大的時候是一層增加到二層

時，二層到三層次之，增加到了五層之後承載力變化已經不大。而此現象最主要的原

因是受挫曲破壞的模式所影響，在一層到二層時因挫曲破壞的模式不同而降低的承載

力最大，而在二層以上的施工架在破壞時的最大位移都集中在一層、二層的交接處，

所以增加到五層以上時，在一、二層之間的交接處所能承受的在大位移有限，所以增

加層數之後承載力的衰減越來越少。由圖 3-16 可知，架間數與承載力之間幾乎呈一

線性關係，除了一層時承載力增加的斜率較大，在其它層數時增加的斜率幾乎相同。

63

表 3-20 類型 A 立架多層多架間與承載力-單向拉桿未搭接之模擬關係表

架/層 1 2 3 4 5 1 19.511 29.582 39.687 49.776 59.913 2 12.669 19.356 26.182 32.976 39.819 3 10.928 16.642 22.473 28.268 34.142 4 10.009 15.538 20.865 26.166 31.543 5 9.309 14.625 19.717 24.694 29.720 6 8.792 13.878 18.794 23.566 28.344 7 8.408 13.295 18.054 22.679 27.281 8 8.118 12.846 17.469 21.980 26.454 9 7.897 12.501 17.010 21.431 25.809

10 7.724 12.233 16.652 20.997 25.305 （單位：ton）

圖 3-14 在不同架間受非均佈載重示意圖

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

層數

承載

力

一架

二架

三架

四架

五架

圖 3-15 不同架間時層數與承載力的關係圖

64

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5

架數

承載

力一層

二層

三層

四層

五層

六層

七層

八層

九層

十層

圖 3-16 不同層數時架間數與承載力的關係圖

65

第四章 新型施工架之實驗測試

第一節 油壓機載重系統之建立

由於施工架（單片立架與施工架）的大小比一般材料實驗之試體大很多，因此

一般的萬用實驗機並不適用。大型萬用實驗機可以用來做實驗，但其單價相當高，在

經濟考量下不切實際。本所現已購置五具油壓機（一具靜態油壓機及四具動態油壓

機），如能利用這些油壓機較符合經濟效益。另外一點考量是本計畫結束後，如果使

用的機器只能做施工架實驗，可能會閑置無用，因此實驗機的設計最好多功能取向。

在多方面的考量下，本所設計了一具實驗機（設計簡圖如圖 4-1）。

該實驗機在一般的組態下可以用來測試單片立架（如圖 4-2）或單架間單層之組

合施工架（如圖 4-3），如果將實驗機上部降低，則實驗機可充當一個小型的萬用實

驗機（如圖 4-4），該實驗機現在已製作完成（實機如圖 4-5）。由於設計時多方位考

量，該實驗機應可充分運用本所現有資源，且所花經費亦在合理範圍內。

66

圖 4-1 實驗機設計簡圖

圖 4-2 實驗機測試單片立架示意圖

67

圖 4-3 實驗機測試組合施工架示意圖

圖 4-4 實驗機作為萬用實驗機示意圖

68

圖 4-5 實驗機實機圖

69

第二節 新型施工架夾具之細部設計

在實驗機設計及製作完成後，實際進行實驗之前，還有一些問題待解決。第一

項是實驗的方法，包括該作什麼實驗，採用何種邊界條件等。如果無法統一規範，很

有可能造成如文獻探討時遭遇的問題，兩篇文獻的實驗採用相同架間數、相同層數的

施工架（[27]，[33]，單架間，五層之實驗數據），所得之承載強度差別達 100%（表

4-1）。究其原因可能是所用之施工架品質不同以及所使用邊界條件的差異。為避免

這一類問題，本研究實驗所使用之施工架均為未使用過之施工架，實驗方式及邊界條

件則參考 CNS 之標準測試 （如圖 4-6）。第二項可能遭遇的問題是市售施工架的尺寸

問題。在 CNS 的規定中（表 4-1），尺寸的容許誤差為 0.1cm，但實際量測購得之施

工架，發現尺寸的差異可能高達 0.5cm，如果要配合 CNS 標準測試，所用的夾具也必

須要能配合施工架寬度變化作調整。

表 4-1 文獻中一架間施工架強度實驗值

紀（1994） 高（1983） 黃（1996）

層數 實驗值（ton） 實驗值 實驗值

一 25.07 21.50 19.84

二 15.06 13.49 16.38

三 10.76 14.00 12.60

四 13.04 13.03

五 6.28 13.03

70

表 4-2 CNS 標準立架的外部尺寸（單位：cm）

尺 度

寬 度 高 度 尺度許可差

60 61 75 76.2

160 162.5 170 172.5 180

90 91.4 120 121.9

160 162.5 170172.5 190

192.5 195.5 200

±0.1

在考慮以上的因素後，配合本所之試驗機設計了一組單片施工架實驗用之夾具

（圖 4-7）。在這組夾具的設計中，先以角錐狀之插銷（圖 4-8）插入立架之鋼管中，

再將其放置在有錐形開孔之承座上（圖 4-9，4-10），圖 4-11 是角錐插銷至於承座上

的剖面圖，以此方式模擬鉸接之邊界條件。為了配合寬度之差異，承座可在夾具底座

上沿立架寬度方向上移動（圖 4-12），如此可配合立架寬度調整承座間距離，使實驗

能順利進行。

圖 4-6 CNS 立架的壓縮試驗示意圖

71

圖 4-7 單片立架實驗夾具設計圖

圖 4-8 單片立架實驗夾具中之角錐插銷

72

圖 4-9 角錐插銷置於承座圖-1

圖 4-10 角錐插銷置於承座圖-2

73

圖 4-11 角錐插銷置於承座上之剖面圖

圖 4-12 承座置於底座上及其可調方向示意圖

74

除了針對單片立架實驗所設計之夾具外，本研究也針對組合施工架設計一組夾

具。組立施工架夾具的問題是沒有 CNS 標準測試方法，因此本研究中採用支撐點為鉸

接。另外一個問題是除了立架本身寬度可能不同之外，組合成之施工架的架間寬度也

可能不同，因此組合完成之施工架實驗所需之夾具必須能在兩個方向上作微調，以配

合實際組立的施工架。在這兩項考量下，本研究設計了一組測試組立施工架使用的夾

具（圖 4-13）。這組夾具在角錐插銷及角錐承座的設計上與單片立架實驗夾具的設計

類似，其目的在使組立施工架之邊界條件接近鉸接。為了使夾具能在兩個方向上作微

調，在角錐插銷承座及夾具底座上分別開了兩道槽。因為各有兩道平行槽，微調時可

避免旋轉。乘座上的槽與底座上的槽方向垂直，因此本組夾具可在兩個方向上作微調

（如圖 4-14）。

圖 4-13 組立施工架實驗夾具設計圖

75

圖 4-14 組立施工架實驗夾具微調示意圖

立架寬度微調

組立施工架架間距離微調

76

第三節 待測架之組立及測試

在實驗機及夾具設計製作完成後，必須先行試機以確認設計理念可行並做必要

之調整。因此本研究進行了三次單片立架（立架編號 1，2，3）的測試。表 4-3 為此

批立架的尺寸，圖 4-15 為待測單片立架組立於實驗機上，圖 4-16 為單片立架測試中

變形情形，圖 4-17 為單片立架挫屈破壞後之變形狀態。圖 4-18 到圖 4-20 為立架編

號 1 的立架實驗所得結果的圖形。由表 4-3 中發現本批立架的尺寸幾乎都不符合

CNS4750 對鋼管施工架的尺寸要求（表 4-2），而實驗所得之施工架強度大約為 4.9

噸，也不符合 CNS 對立架強度的要求（表 4-4）。但是此次實驗的破壞模式，證實了

對單片立架數值模擬時必須用 3-D 方式模擬（模擬變形圖如圖 3-1）。

77

表 4-3 實驗用立架尺寸（cm）

腳柱鋼管厚度(mm) 立架 編號

寬度 (cm)

腳柱一 高度

(cm)

腳柱二

高度

(cm) 第一點 第二點 第三點 第四點 平均值

1 76.8 173 172.8 2.39 2.49 2.65 2.82 2.5875

2 76.4 173.2 173.2 2.74 2.95 2.96 2.98 2.9075

3 76.2 173.2 173.6 2.40 2.96 2.43 2.40 2.5475

4 76.2 172.6 172.8 2.92 2.43 2.31 2.35 2.5025

5 76 172.6 172.6 2.87 2.69 2.34 2.10 2.5

6 76 172.6 172.4 2.57 3.09 2.75 3.00 2.8525

7 76 172.4 172.4 2.60 2.50 2.30 3.00 2.6

8 76 172.4 172.4 2.10 2.12 2.08 2.15 2.1125

9 76 172.6 172.4 2.11 2.45 2.54 2.54 2.41

10 76.2 172.4 172.6 2.42 2.21 2.28 3.04 2.4875

11 76 172.6 172.6 2.17 2.26 2.23 2.51 2.2925

12 76 172.6 172.6 2.43 2.40 2.45 2.15 2.3575

13 76 172.4 172.4 2.26 2.25 2.36 2.28 2.2875

14 76.2 172.6 172.6 2.45 2.37 2.46 2.33 2.4025

15 76.2 172.4 172.6 2.20 2.30 2.10 2.11 2.1775

16 76 172.6 172.4 2.14 2.30 2.20 2.45 2.2725

17 76 172.6 172.4 2.20 2.60 2.60 2.60 2.5

18 76.2 172.4 172.6 2.25 2.35 2.25 2.35 2.3

19 76 172.4 172.6 2.15 2.25 2.10 2.15 2.1625

20 76 172.4 172.4 2.15 2.22 2.40 2.10 2.2175

78

圖 4-15 待測單片立架組立圖

圖 4-16 單片立架測試中

79

圖 4-17 單片立架挫屈破壞後之變形狀態

圖 4-18 立架編號 1 的立架實驗所得荷重-位移圖

80

圖 4-19 立架編號 1 的立架實驗所得荷重-時間圖

圖 4-20 立架編號 1 的立架實驗所得位移-時間圖

81

表 4-4 CNS 對立架強度之規定

試驗名稱 項 目 規 定（ton）

區 分（cm）

寬度（W） 高度（H） 平 均 值 最 小 值

≧90 ≦180 ≧8.0 ≧7.5

≧90 ＞180 ≧7.5 ≧7.0

立架之壓縮試驗 抗壓強度

90＞W≧60 ≦180 ≧7.0 ≧6.5

立架之垂直撓度試驗 垂直撓度（cm） ≦1

交叉拉桿之壓縮試驗 交叉拉桿扣釘之最大拉伸載重 ≧0.65 ≧0.6

一. 模擬值與實驗值之比較分析

本研究將單片立架以 CNS 標準尺寸及實際實驗模擬時尺寸進行分析模擬，並進行比

較。模擬結果如下表所示:

表 4-5 CNS 對立架強度之規定

項目/分析值 實驗值(ton) 模擬值(ton) 誤差比(%)

實驗一 4.90 7.40 51

實驗二 4.90 8.10 65

由上表得到模擬結果與實際試驗不符合，且誤差值在 51~65%內。原因可能在於所使用

是文獻中的材料性質(彈性模數 E:1.98*106)不一所造成的誤差。

二. 單管與單片立架之測試分析

本研究亦對施工架單管做一實際測試(如圖 4-21、圖 4-25)，並將施工架單管實際測試

結果與單片立架實際測試結果進行比較，兩次試驗中，單管試驗所得之實驗值分別為

82

2.11 噸及 2.30 噸(圖 4-22、圖 4-26所示)，將單管受力之強度乘上二，所得之值與單

片立架之實際測試值之相對誤差約在 6~14%之間，如表 4-6所示。由此得知，試驗單

片立架時，單邊鋼管先行受力之可能性大為降低，也表示試驗方式並無錯誤。

表 4-6 CNS 對立架強度之規定

項目/分析值 實驗單管 單管*2 實驗單片立架

(雙管) 誤差(%)

實驗一 2.11 4.22 4.9 14

實驗二 2.30 4.60 4.9 6

圖 4-21 施工架單管實驗現場測試圖(實驗一)

83

圖 4-22 施工架單管實驗之荷重-位移圖(實驗一)

圖 4-23 施工架單管實驗之荷重-時間圖(實驗一)

84

圖 4-24 施工架單管實驗之位移-時間圖(實驗一)

圖 4-25 施工架單管實驗現場測試圖(實驗二)

85

圖 4-26 施工架單管實驗之荷重-位移圖(實驗二)

圖 4-27 施工架單管實驗之荷重-時間圖(實驗二)

86

圖 4-28 施工架單管實驗之位移-時間圖(實驗二)

為了解市售施工架強度是否因不同廠商及不同加勁設計而有所不同，本研究另外

再由兩家不同廠商購得施工架進行實驗。此外也取得一些回收的施工架（包含日本進

口及本地製造之回收施工架），對這些回收施工架進行實驗已初步探討重複使用對強

度的影響。這一階段實驗使用的施工架尺寸、型式、以及實驗所得強度的詳細資料列

在附錄四。表 4-7 僅列出實驗所得強度及實驗強度與模擬值之間的誤差，模擬時採用

的楊氏模數（Young’s Modulus）26 kgf/cm 1098.1 ×=E ，波松比（Poisson ratio）

27.0=ν 。由表 4-7 中的數據，可以得到幾點結論：

1. 日本舊施工架的實驗質與數值模擬值誤差小於 3%，進一步證明數值模型的正確

性。

2. 台製回收施工架（目測無顯著凹痕、損壞、或彎曲）仍有相當強度。

3. 台製施工架強度與模擬值之差異（剔除差異最大之實驗值）大約在 15%以下。

87

表 4-7 施工架強度與模擬值

廠商 施工架 編號

型式 實驗挫掘

強度 挫掘強度分

析 誤差

百分比 舊施工架

(日本) B 11.099 10.802 2.7

舊施工架

(台灣) A 6.788 8.077 19.0

1 1 A 4.002 5.305 32.6 1 2 A 5.089 5.307 4.3 1 3 A 4.350 5.020 15.4 1 4 A 4.948 5.497 11.1 2 1 C 6.292 7.682 22.1 2 2 C 6.668 7.542 13.1 2 3 C 6.627 7.673 15.8 2 4 C 7.131 7.380 3.5

因為數值模擬可以準確預測日製施工架強度（誤差小於 3%），沒有理由對台製施

工架強度之預測會比實驗值多出 15%左右。在可能影響強度的因素中，模擬時完全使

用實際施工架的尺寸（高度、寬度、厚度等），加勁形式也是比照實際施工架，因此

剩下唯一可能性是材料，亦即台製施工架使用材料的楊氏模數較小。此外由這組實驗

值看出廠商二提供的施工架強度似乎比廠商一所提供施工架強度高。為確定兩只強度

之間的差異不是因為數值統計特性引起，因此利用 Excel 對兩組數據進行平均值是否

相等的檢定，Excel 輸出如表 4-8，顯示在 95%的顯著水準下，兩家廠商的施工架強度

所得卻不同。進一步檢視兩家廠商施工架的尺寸發現廠商二的施工架厚度比廠商一施

工架厚度大，因此也可以檢查強度差異是否由厚度引起。

為了調整厚度可能產生的影響，必須找出一個依厚度校正的強度，由於理論挫屈

強度和斷面的面積慣性矩成正比，而薄管斷面的慣性矩大約與厚度成正比，因此強度

大約與立柱厚度成正比。所以採用強度除以厚度為強度對厚度的校正值，該值列在表

4-7 的最右邊。對廠商一及廠商二的校正值做平均值是否相等的檢定，Excel 輸出如表

4-9，其結果顯示兩家廠商施工架強度校正值在 95%顯著水準下是相等的，因此可以

88

推論強度的差異是因為厚度不同所產生。另外在檢定過程中可以看出廠商一施工架強

度的標準差不大，廠商二施工架強度的標準差也不大，表示同一家廠商製作的施工架

品質相當一致。

表 4-8 兩家廠商施工架強度平均值檢定

t 檢定：兩個母體平均數差的檢定

廠商 1 廠商 2 平均數 4.59725 6.6795 變異數 0.260099583 0.118965667

觀察值個數 4 4 假設的均數差 0

自由度 5 t 統計 -6.764035524

P(T<=t) 單尾 0.000536493 臨界值：單尾 2.015049176 P(T<=t) 雙尾 0.001072986 臨界值：雙尾 2.570577635

表 4-9 兩家廠商施工架對厚度校正強度之平均值檢定

t 檢定：兩個母體平均數差的檢定，假設變異數不相等

廠商 1 廠商 2

平均數 27.93725674 27.42820323 變異數 7.564779692 3.532152777

觀察值個數 4 4 假設的均數差 0

自由度 5 t 統計 0.305627167

P(T<=t) 單尾 0.386101755 臨界值：單尾 2.015049176 P(T<=t) 雙尾 0.77220351 臨界值：雙尾 2.570577635

89

第四節 施工架測試之強度處理

在本研究的第二階段中，進行了適當數目的單片立架及組合施工架測試，其目的

在有以下兩點

(一) 驗證使用之數值模型的正確性

(二) 探討不同廠商的施工架之間強度的差異

其中第一項可以提供大量數值模擬的正當性，第二項可以用來探討現有市售施工

架品質的一致性及其可能造成組立施工架可靠度的影響。

測試所得單片與整體施工架強度作以下處理

(一) 與前人所做研究以及文獻所能找到之數值比較

1. 研究單片強度與整體強度之關係

2. 將上述強度與文獻中的強度比較

3. 建立與實驗數值一致的數值模式（ANSYS）

(二) 以數值模式對施工架以及各種影響強度之因素作模擬，找出各種因素對強度影

響大小以及產生影響的位置，考慮的因素包括：

1. 交叉拉桿

2. 弱介面

3. 內套管

(三) 針對各因素產生強度折減部位及應力較大之部位提出現有施工架之補強方案

(四) 針對各因素產生強度折減部位及應力較大之部位提出全新的施工架設計

(五) 以數值模式求出以上兩種方案之強度

90

(六) 將較佳方案委託廠商製作試體

(七) 對試體成品進行實驗測試以驗證數值模式正確性

依據以上步驟及數值分析結果，單片立架應立最大的地方在加勁材與立柱交接

處。另外施工架的強度破壞模式為挫屈破壞，而挫屈強度與有效長度的平方成反比。

由這兩項觀察，決定補強設計以補強加勁材與立柱交接處為主。而新設計則以減少立

柱的有效長度著眼。

91

第五節 施工架之安全性評估及適用性

以臨時性的結構來做模板支撐，所涉及的支撐系統的種類繁多，從早期的木支撐

及竹支撐，到目前常用的可調鋼管支柱、鋼管施工架（俗稱鷹架）支撐及鋼梁支撐系

統。國內建築業中之高挑空鋼筋混凝土結構物，常廣泛使用簡易式框式施工架，而此

類高挑空支撐系統發生倒塌之機率以及造成的嚴重性遠高於一般低挑空支撐系統

[12]。而有關營造以及框式施工架的法規有：營造安全衛生設施標準[17]、國家標準

CNS[14,15,16]，在臨時結構的整體支撐力規定上明顯有所不足，旋而有必要針對此

類型支撐系統加以研究，進而由分析的結果對標準以及法規作適當的建議，也可做為

勞動檢查機構檢查施工架時的一個參考標準，以達到更完整的規範來確保其安全性，

此舉將可降低勞工在施工過程中傷亡之比例，達到施工安全品質的提升。

而針對現今的國家標準規範在框式施工架的規定，有規定相關的尺寸以及元件檢

驗法，雖有規定但卻無相對驗證實驗或是模擬做為依據，而建立這些參考依據便可為

此標準做更強力的背書。然對於整體的施工架支撐強度方面，國家標準是沒有一完整

的規範，所以在施工架做為臨時工作架時，因結構此時並不會有太大的受力，或許依

規範上就已經是足夠了，可是在對於施工架做於模版支撐時，施工架可以支撐的強度

並無可靠的標準，所以我們希望能試著建立一完整的受力支撐的參考，做為工地施工

時安全考慮的標準，進而對國家標準做出一些修正的建議。

在探討施工架之安全時，除了上述所提施工架承載強度之外，操作性也是一個重

要的課題，而且兩者間互相有關聯。例如施工架承載強度折減的重要因素之一是交叉

拉桿未裝設或裝設不完全（依規定必須兩面均裝，共四根），但是未裝設或裝設不完

全的原因通常是操作性問題。在進出口處，交叉拉桿通常使得人員貨物料進出不方

便，因此在進出口處的交叉拉桿通常都被拆除。此外依規定，在施工架上工作必須使

用水平安全母索，但因安全母索必須另外安裝中間支撐於施工架上提供母索繫點，不

但耗費時間，且使工人行動受限，因此大多數工人不願意使用。為確保施工架使用者

安全，提高操作性以使施工人員樂於使用安全設施也是重點之一。

92

綜合以上所述，造成施工架安全問題的原因有力學（承載強度，穩定性），以及

操作性兩方面，而且這兩種因素有時又互為因果。理想的新型施工架應能同時解決這

兩方面的問題，因此本研究將就以下幾個方向探討：

1. 徹底了解施工架的力學行為，找出使承載強度折減的因素，以新的設計方式消

除這些因素或使其影響降至最低。

2. 徹底了解施工架受力時各部位的應力狀態，利用局部補強方式使應力較大部位

不致破壞。

探討施工架之操作性，研究整合施工架安全措施（如水平母索，交叉拉桿等）與

立架結合的可能性，藉此提高使用安全措施以及組裝施工架的便利性。

93

第五章 新型施工架之研發

第一節 新型施工架雛形

國內已有專家學者針對國家 CNS 標準規範進行相關施工架型式之力學行為探討及

研究，對於施工架、細部夾具設計及環境改善策略部分則較少深入探討。有鑑於此，

本研究整合了國內相關研究資料、實驗設計、數值模擬結果後，針對臨時工程進行相

關施工方法、施工架型式、夾具型式、環境安全等探討，提出有效設計方案，並規劃

研發較佳設計之施工架，使其強度對工地現場不可預料因素的敏感度降低，針對現有

施工架設計之強度及其缺點，使其強度能在不同狀況下維持一致，不致有不穩定及強

度大量折減的情況，以期能提昇國家 CNS 標準規範之安全性及使用性。

94

第二節 新型施工架模型分析及探討

本節將 CNS 類型 A 之單片施工架與新型單片施工架進行有限元素模擬與分析比

較。此模型一是指在將圖中右邊加勁材料套管夾在原加勁材位置，使得在挫掘變形產

生約束效果，進而提昇本體之挫掘強度，如圖 5-1 所示，其分析包含了不同加勁材料

長度分析以及主鋼管及新型加勁鋼材厚在(0.25、0.167、0.125cm)及主鋼管不變與新

型加勁鋼材厚在(0.167、0.125cm)時之分析結果，如表 5-1 所示。

圖 5-1 模型一:不同加勁材料長度示意圖

表 5-1 主鋼管/主鋼管不變與新型加勁鋼材厚變動時之分析結果

總表 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 加勁鋼

材長度 0.25/0.25 0.125/0.125 0.167/0.167 0.25/0.125 0.25/0.167

CNS 8.868 4.920 6.335 8.868 8.868 10/2 9.260 5.115 6.597 9.130 9.183 20/2 9.687 5.329 6.884 9.415 9.525 30/2 10.104 5.537 7.164 9.677 9.849 40/2 10.532 5.752 7.452 9.940 10.177

(單位: t )

不同加勁材料長10cm

L/2加勁材料

95

由表 5-1 得知，以 CNS 之挫掘強度為基準時，在不同管厚及加勁鋼材的補強之下;

所得到的挫掘強度有提高的趨勢。在相同管厚及不同加勁鋼材厚度之補強效果之下;

所得到的挫掘強度也有明顯上升，如表 5-2 所示。

表 5-2 主鋼管/主鋼管不變與新型加勁鋼材厚變動時之挫掘強度成效

總表 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 主鋼管/新型

加勁鋼材 加勁鋼

材長度 0.25/0.25 0.125/0.125 0.167/0.167 0.25/0.125 0.25/0.167

10/2 4 4 4 3 4 20/2 9 8 9 6 7 30/2 14 13 13 9 11 40/2 19 17 18 12 15

(單位:%)

由於模型一加工不易，為了使製做新型加勁材之材料越剩及強度也隨之提昇下，

藉此探討模型二挫掘強度是否與模型一一致，如圖 5-2 所示。其修改方式是指將橫桿

加勁材料套管除去，使斜桿加勁材直接焊於橫桿上，其主鋼管之位置不變下，探討挫

掘變形產生的約束效果如何，進而與模型一之有限元素模擬挫掘強度之差異性，結果

顯示一致，表示模型二可有效提昇挫掘強度外，且更能節省材料的使用率，如表 5-3

所示。

96

圖 5-2 模型二-不同加勁材料長度示意圖

由上述之新型單片施工架結果得知，此新型施工架加勁模擬是非常有效提升施工

架本體之挫掘強度。因此，藉此又增加了第三種簡單的新型加勁材分析，並與 CNS、

新型一、二加勁材進行綜合比較，其結果比前二者之挫掘強度提昇了 11%。對於 CNS

標準挫掘強度提昇 33%，如表 5-3 所示。其模型三:是指在主鋼管中心加勁不同加勁材

料長度分析，使得在挫掘變形產生約束效果，進而提昇本體之挫掘強度，如圖 5-3 所

示。

不同加勁材料長

L/2 加勁材料

97

圖 5-3 模型三:不同加勁材料長度示意圖

表 5-3 單片施工架分析模擬結果

Solid 挫掘強度 CNS 標準 模型一 模型二 模型三

噸 8.868 10.680 10.679 11.883

最後，本節將探討 CNS 類型 A 之單片立架與新型單片立架進行模擬與分析比較。

由上述結果得知模型三之挫掘強度成效最大，模型一與二幾乎沒有差異。因此就有效

使用材料及採用較大挫屈強度設計的觀點，本研究委託廠商製作模型二及模型三的施

工架進行實驗，由實驗結果進一步驗證模擬分析的正確性。

除了進行實驗驗證外，本研究也對使用模型一立架與使用標準 CNS 立架組立之施

工架進行初步分析，如圖 5-4(A)、(B)所示。其模擬分析包含了單片立架之挫掘強

度、最大彎矩位置及側向力等，其分析結果，如表 5-4 所示。其中，表中的 A、B、

C、D 意指各腳柱之結果，如圖 5-4(A)。

不同加勁材料長

加勁材料 鋼管中心位置

98

(A)標準 CNS 模型 (B)模型二:新型加勁鋼材

圖 5-4 單片立架分析模型

表 5-4 單立架分析模擬結果

註:最大彎矩位置起始由下往上”位置”

總表 標準 模型一

CNS 21.951(t) 27.992(t)

施力大小 21.951(t) 27.992(t)

Kg-cm A B C D Kg-cm A B C D

位置 115 115 115 115 位置 120 120 120 120 彎矩分析

彎矩 -11025 11027 -11027 11028 彎矩 10637 -10638 10638 -10639

Kg-cm A B C D Kg-cm A B C D

位置 165 165 115 115 位置 68.8 68.8 68.8 68.8 彎矩與側向分析

彎矩 -20816 20816 -11028 11028 彎矩 -18698 18698 -18698 18698

D A

B C

99

第三節 新型施工架實驗及模型分析探討

本節將 CNS 類型 A 之單片施工架與模型二、三施工架進行實驗與模擬分析探討。

本實驗模型相關尺寸，如表 5-5 所示。並將與 CNS 及實際管厚與新型單片立架做相關

實驗與模擬分析討論，如表 5-6 所示。

表 5-5 本實驗模型相關尺寸

模型 施工架 編號

型式 高度/寬

度 管徑 管厚

加勁材 管徑

管厚 新型加勁材

管徑

1 A 170/ 76.5

4.18 0.17 2.66 0.2 4.8 模 型 二 2 A

170/ 76.5

4.175 0.18 2.65 0.2 4.8

1 B 170/ 76.2

4.19 0.165 2.65 0.2 4.8 模 型 三 2 B

170/ 76.2

4.18 0.18 2.66 0.2 4.8

表 5-6 單片施工架實驗與模擬分析比較

型式 CNS標準 實驗值 模擬值實驗值與模擬

值誤差百分比

挫掘強度 提昇%

1 6.146 1 7.501 7.599 1 22 模型

二 9.059 2 6.427 2 7.261 7.928 8 13

1 6.033 1 7.301 8.644 16 21 模型

三 9.060 2 6.453 2 6.531 9.154 29 1

註:表中 CNS 標準分別是 0.25 管厚與實驗尺寸管厚之噸數

由模型二實驗測試與模擬分析結果得知誤差百分比在 1~8%之間，由此可見，使用

此新型加勁方式可有效提昇力挫掘強度約 18~19%之間。而在模型三實驗測試與模擬分

析結果得知誤差百分比在 18%，其中模型三實驗二誤差百分比 40%，仔細分析該實驗

之圖形，發現在荷重 3 噸左右時圖形有一轉折，實驗時也在同一時刻聽到破裂聲。實

100

驗完畢後檢查立架，發現立柱與立柱中央加勁套管的焊接點已破壞，因此該加勁套管

對強度已無太大作用，所以此數據並不能表達模型三的有效約束效果。因此此測試數

據較另一組數據小。由此一結果也可看出模型三施工架製作時必須要非常仔細，否則

強度無法發揮。相對而言，模型二設計似乎對製作精確度較不敏感。在兩者強度相差

不大前提下，模型二應為較佳選擇。表 5-7 為單片施工架測試最大荷重曲線圖。

101

表 5-7 單片施工架測試最大荷重曲線圖

廠商 施工架編號 最大荷重曲線

1

模 型 二

2

1

模 型 三

2

102

第四節 新型施工架之多層多架間模擬

由上節得知在新型加勁材之單片施工架實驗與分析結果，在挫掘強度方面都有明

顯提昇。而對於多層多架間之整體立架挫掘強度是否有提昇，而本節將在此做一討

論。探討方式意指在多層多架間之最大彎矩區域分別設置模型二與三的新型加勁材料

之立架進行整體施工架之比較，如圖 5-2、5-3 所示。在第一層間所受之最大彎矩位

置，如圖 5-5 所示。其多層多架間之整體立架挫掘強度綜合分析結果顯示，如表 5-8

所示。

表 5-8 多層多架間之整體立架挫掘強度綜合分析結果

總表 CNS 標準 模型二 模型三

五架十層挫掘強度( t ) 28.636 35.210 35.471

五架十層最大彎矩位置( cm ) 115 95 115

第二層加勁分析( t ) 28.732 28.733

第一層加勁整體強度提昇 22.9% 23.8%

第二層加勁整體強度提昇

0.3% 0.3%

圖 5-5 多層多架間餐最大彎矩位置

最大彎矩位置在第一層

高 115cm 處 最大彎矩位置在第一層高

95cm 處

最大彎矩位置在第一層

高 115cm 處

103

由表 5-8 多層多架間之整體立架挫掘強度綜合分析結果得知，如果將新型加勁施

工架放在第一層，整體施工架之挫掘強度提昇約 23%左右。但如果放在第二層，幾乎

沒有任何提升強度的效果。由此，建議可將新型施工架放置於第一層（也是受力最大

處）。在這種配置下，新型施工架模型二、三都有效地提昇整體施工架強度。後續本

節將針對整施工架材料的使用率來探討成本的差異性。其分析方法將整體施工架之不

同管厚增加到與新型加勁之有效挫掘強度來做一分析比較，如表 5-9 所示。

表 5-9 整體施工架不同管厚之挫掘強度

總表 1 2 3 4 5 6

T 厚度 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.5

噸 28.5 32.7 36.6 40.1 43.3 46.2

由表 5-9 得知在第三組管厚在 0.35cm 挫掘強度較接近於新型施工架加勁後之強

度。由此對照表 5-8 得知整體施工架與在第一層間加入新型加勁施工架相比較的話，

整體強度提昇約 23%左右。再以材料使用率來比較，在第一層間加入新型加勁施工架

相對的成本，如表 5-10 所示。

表 5-10 整體施工架之材料使用率

CNS 圓面積*長度*根數 3.157*1720*12=65160 新型加勁材料 圓面積*長度*根數 3.55*40*12=1704+65160=66864 厚度提昇在 0.35cm 圓面積*長度*根數*拆減 4.31*1720*12*0.97=86289 材料使用率一 2.6% 材料使用率二 32.4% 整體厚度增加與新型加勁材料

相比下使用率減少 29.8%

由表 5-10 得知此新型加勁方式可有效減少材料使用率達 29.8%。

104

第六章 結論與建議

第一節 結論

1. 問卷調查受訪者認為施工後（拆除施工架）最有可能發生問題，其次才是施

工架結構問題以及施工中是否正確使用。

2. 問卷調查中未提及但由受訪者指出的問題中，教育訓練及安全規定佔最大比

例，其次是天然因素（地震、風等）。

3. 問卷調查受訪者提出改善施工架安全的建議中，以落實定期檢查最高，加強

教育訓練及改良施工架次之。

4. 問卷調查受訪者認為維護施工架安全最重要的方法是管理層（定期檢查，教

育訓練等），但是改良施工架也是安全工作中很重要的一環。

5. 數值模擬顯示加勁材的型式會影響單片立架之強度。

6. 數值模擬顯示加勁材的焊接缺陷對單片立架的強度影響不大。

7. 數值模擬顯示因加勁材焊接缺陷造成的強度折減率與立架的高度及寬度的關

係不大。

8. 數值模擬顯示由多片立架組合而成之施工架或支撐，其承載強度有可能受加

勁材的焊接缺陷影響。

9. 數值模擬顯示由多片立架組合而成之多架間多層施工架或支撐承載力下降最

大的時候是一層增加到二層時，二層到三層次之，增加到了五層之後承載力

變化已經不大，而此現象最主要的原因可能是受挫曲破壞的模式所影響。

10. 由實驗得知，日本舊施工架的實驗值與數值模擬值誤差小於 3%，證明數值

模型的正確性。

11. 由實驗得知，台製回收施工架（目測無顯著凹痕、損壞、或彎曲）仍有相當

強度。

12. 由實驗得知，台製施工架強度與模擬值之差異（剔除差異最大之實驗值）大

約在 15%以下。該誤差原因可能是使用材料的性質與數值模擬假設之材料參

數不同。

105

第二節 建議

一、對 CNS 測試標準的建議

1. 在標準對數值（尺寸、強度等）的要求都以誤差範圍的方式表示，每一數值之

誤差應該都有統計上的意義，但標準中的說明把這個數據的表示方法解釋為至

少要達到多少為合格，似乎與統計的概念有所違背。造成的結果是廠商製作施

工架時就以達到最低標準為目標，例如立柱的厚度要求為 3.05.2 ± mm，標準中

對此數據的說明是”管壁厚度應在 2.2mm 以上”，因此多數多數廠商及以

2.2mm 厚度的鋼管作為立柱。純就統計的觀點來看，當廠商以 2.2mm 為目標

時，厚度可能就有一半大於 2.2mm，一半小於 2.2mm。因此建議在標準中將其

統計意義說明清楚。

2. 標準中的要求多與美、日等國標準類似，但我國情況可能有一些差異，例如鋼

材的性質，常用鋼管尺寸，施工架使用方式等，建議針對國內情況適度修正，

以其標準更能符合國內需求。

3. 建議為焊接處強度提供測試標準。

4. 問卷調查中有許多意見及建議在 CNS 標準中都有規定（例如標示製造年度及合

格標籤等），建議加強執行這些要求。

5. 建議建立施工架回收使用之標準。

二、後續研究方向的建議

1. 對多架間多層施工架進行實驗測試，以驗證數值模擬所提出的結論。

2. 研究是否有不同組立方式，使交叉拉桿對承載能力之影響降低。

3. 針對支撐用之組立框式支撐，工地安全檢查時要對交叉拉桿裝設要求嚴格執

行。

4. 施工架除了強度破壞外，常因穩定性問題造成崩塌，本研究主要方向為研究強

度破壞，未來應可對施工架之穩定性（包括側向力、繫壁用繫桿等）進行研

106

究。

5. 單片施工架強度增強後，立架交接處使用之內套管及插銷如果不符標準，力量

也無法順利傳遞。尤其現在國內製造的施工架為求組裝及拆卸容易，使用的內

套管外徑多不符合 CNS 標準要求。對整體施工架強度的影響也必須加以探討。

6. 都會區內之工地因可用面積限制，施工架多組立在三角托架上，即使施工架強

度完全符合標準，但三角托架無法負荷，仍然無法對施工者提供安全的施工環

境，因此對三角托架的強度分析及設計也要加以研究。

7. 為增進施工架之操作性及安全性，針對加裝立架扶手後對施工架力學行為進行

研究。

8. 可進一步研究發展能針對施工架安全性進行快速檢測或監測的方法。

107

誌謝

本研究計畫由本所張副研究員智奇執行外，另新型施工架雛型及夾具之細部設

計及製造則由中華大學土木系徐增興助理教授指導，研究助理陳婉琦及博士班研究生

林鎮華協助，問卷調查部分則感謝本會北區勞動檢查所營造業組檢查員協助調查。研

究報告並承蒙本會北區勞動檢查所營造組李組長文進、國立台北科技大學土木工程系

暨土木與防災研究所李主任有豐及張教授寬勇、鹿島工程技術顧問刁技師健原的大力

指正，謹此表示謝忱。

108

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110

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論文

111

附錄一 問卷設計Ⅰ—大型工地

調查目的

土木界的工程前輩們好，由於近年來在工程安全上因模板支撐倒塌崩塌

而傷亡的統計數字顯示高達勞工災變比例 20%，僅次於墜落滾落的意外。

有鑑於此，學生想請教各位辛苦且努力為大家建立舒適、安全的公共工

程建設同時。可否提供一些在現場工地之危害施工架安全及不利於工程

人員生命產則的保貴意見;藉此以減少工安的危害程度。

時

間

93/ / 工程地點/名稱 工地主任

施工架類型/__________

架間數 層數

符合下列敘述之項目內容者請打圈 ○

類

別

項目 項目

不同材料性質混用 偏心載重

搭接點過多 垂直度不佳

忽略側向變位 組件過多

底部或頂板不在同一平

面

不均勻沉陷

結

構

性

因

素

架與架間交叉拉桿未搭

接

非

結

構

性

因

素 支撐材料老舊

其它因素意見欄

(對施工架產生意外因素，除了上述內容外)

112

對本研究意見欄

對施工架之操作性與安全維護意見欄

113

附錄二 問卷設計Ⅱ—小型工地

時間 93/ / 工程地點/名

稱

調查人員簽

名

施工架類型/__________

架間數 層數

符合下列敘述之項目內容者請打圈 ○

類別 項目 項目

地基平整度 鋼管鷹架外觀檢查 水平桿及側向

固定

地基承載力 外觀檢查接頭及配

件情況

水平貫材

基地排水設

施

不同型鋼管鷹架其

連接不吻合者不得

混用

接頭是否密合

支撐墊材料 支撐架放樣定位標

示

交叉拉桿及繫

緊器

U 型調整器

基

礎

檢

測

鋼

管

鷹

架

組

立

前

鋼

管

鷹

架

組

立

中

高低調整器(底

座)

其它因素意見欄

(對施工架產生意外因素，除了上述內容外)

114

附錄三 問卷設計Ⅲ及統計結果

一、施工架型式統計

類型 項目 案例數量

鋼管鷹架 15

框式（門型）施工架 19

移動式施工架 4

未填表、不確定或其他 15

受訪案例之施工架類型

合計 53

25 架間以下 18

26~50 架間 7

51~75 架間 4

76~100 架間 1

100 架間以上 8

未填表、不確定或其他 15

受訪案例之施工架架間

合計 53

5 層以下 18

6~10 層 8

11~15 層 8

16~20 層 2

21~25 層 6

26~30 層 5

30 層以上 1

未填表、不確定或其他 5

受訪案例之施工架層數

合計 53

二、次數統計

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊結構性因素

發生 發生普通

發生 發生 清楚

不同材料性質混用 2 10 19 22

搭接點過多 1 14 23 14 1

底部或頂板不在同一平面 1 5 28 18 1

繫牆桿未使用制式繫牆桿 6 4 11 13 17 2

單面架設交叉拉桿 6 5 12 11 16 3

115

架與架間交叉拉桿未搭接 2 2 25 24

繫牆桿以鐵絲代替 3 3 4 19 24

忽略側向變位 7 4 13 27 2

立架彎曲變形造成底部某些腳柱懸空 1 3 18 30 1

三角托架層數不足 1 2 14 34 2

加勁材常有一邊或雙邊之焊接已脫落 3 13 37

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊非結構性因素

發生 發生普通

發生 發生 清楚

支撐材料老舊 3 8 20 22

施工架有顯著之損壞、變形和鏽蝕 3 3 23 24

垂直度不佳 6 22 24 1

組件過多 12 15 25 1

不均勻沉陷 1 6 18 27 1

偏心載重 7 13 31 2

非常 非常 不 ＊基礎檢測

良好良好 普通 不良

不良 清楚

地基平整度 2 26 25

地基承載力 8 30 15

基地排水設施 5 26 21 1

支撐墊材料 4 29 19 1

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊三角托架

發生 發生普通

發生 發生 清楚

放樣定位未做標示 3 8 19 21 2

未做定期的自動檢查 1 5 8 12 25 2

未根據施工圖及計算表安裝 2 9 12 26 4

未做外觀檢查 1 4 5 12 29 2

錨定不確實 1 8 13 28 3

上方施工架層數太多 1 11 10 29 2

托架上縱向支撐桿建數不足 2 6 13 28 4

三角托架間距及螺栓強度不符安全需

求 13 4 33 3

116

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊鋼管鷹架組立前

發生 發生普通

發生 發生 清楚

支撐架放樣定位未做標示 2 14 14 22 1

組裝不完整 8 21 23 1

未檢查接頭及配件情況 2 9 15 27

未做鋼管鷹架外觀檢查 2 9 13 28 1

未對施工做定期的自動檢查 3 10 8 32

不同型鋼管鷹架其連接不吻合者混用 1 4 15 33

施工架規格不符合法規要求 1 6 10 34 2

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊鋼管鷹架組立中

發生 發生普通

發生 發生 清楚

接頭未以制式插銷固定 1 4 8 17 22 1

材料損壞未立即更換 2 6 21 24

水平桿及側向固定 1 2 11 14 20 5

無使用高低調整器（底座） 1 8 18 26

老舊生鏽材料繼續使用 10 16 27

交叉拉桿及繫僅器未安裝 4 17 32

規格不符（未依施工圖組立） 7 13 32 1

高低調整器使用超過 25 公分 1 3 14 32 3

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊施工前

發生 發生普通

發生 發生 清楚

未二次檢查安全設施 2 4 8 14 25

未架設安全母索 2 1 8 15 27

施工架無國家標準的標誌 5 3 6 11 19 9

搭設施工架未依照標準作業程序 2 1 9 12 29

作業人員施工前未接受教育訓練課程 2 6 11 34

雇主未提供安全帶等個人防護具 1 4 12 36

搭設施工架無標準作業程序可遵循 1 10 6 36

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊施工中

發生 發生普通

發生 發生 清楚

因「作業方便」而拆除施工架配件 1 4 8 30 9 1

施工架在連接處未使用制式插銷 4 8 4 24 13

未標示最大荷重 6 12 8 12 12 3

117

因「進出方便」而拆除兩邊交叉拉桿 1 3 6 25 18

鐵絲代替制式插銷且只將其直接插入 2 8 3 19 21

戴安全帽時未將頭帶扣上 2 5 6 17 23

工作板橫架未鋪滿 3 5 21 23 1

工作板橫架無扣鎖裝置 1 2 9 15 26

托架上之施工做無架設腳趾板 1 5 5 16 26

施工架沒有架設中欄杆、樓梯 1 2 6 16 28

施工架於出入口上方無架設斜籬 1 6 3 15 28

施工架底層以鋼筋或竹子或角材接續

方式補足地面不平整 5 3 17 28

組立作業時主管未於現場監督 3 10 12 27 1

未帶安全帽及安全帶在施工架上作業 4 3 17 28 1

工作板橫架未鉤於施工架且無固定 2 8 13 30

最底層之施工架兩側交叉拉桿均拆除 1 5 16 31

硬將施工架鈕裝以配合建築物外型 1 2 3 12 35

一直 經常 偶而 未曾 不 ＊施工後

發生 發生普通

發生 發生 清楚

使用過之施工架未抽樣進行品質試驗 1 9 12 16 12 3

拆除後之施工架隨意放置工地旁 6 8 22 17

拆除時以人力操作滑輪分放施工架材

料 1 10 12 13 16 1

不會定期汰換材料 5 11 18 19

拆除時未設立安全母索 6 13 11 23

拆除施工架未依照標準作業程序 2 9 16 23 3

拆除施工架無標準作業程序 2 8 13 29 1

三、其他因素意見

除了上述內容外還包括哪些對於施工架產生意外因素?

1. 天災。(天災)

2. 颱風。(天災)

3. 勞工貪圖方便造成危險。(安全教育訓練及違悖安全規定)

4. 工程款太低，忽略安全。(雇主因素)

5. 地震、風力的影響。(天災)

6. 風力。(天災)

7. 人員心理狀態。(施工人員因素)

8. 施工架上置放物太重。(環境維護)-

9. 施工人員疏忽致意外發生，屬個人因素。(施工人員因素)

10.施工人員勞工安全基本觀念須再加強。(安全教育訓練及違悖安全規定)

118

11.防墜網任意拆除。(安全教育訓練及違悖安全規定)

12.自然因素：不可抗拒之原因，如地震、颱風。(天災)

13.人為因素：工人教育不足、擅自拆除固定件或拉桿，造成危險。(安全教育訓練及

違悖安全規定)

14.施工重型機具不小心碰撞；吊車作業時，不小心鉤到固定鋼索或施工架。(拆組、

吊物作業)

15.人的因素，施工時未注意安全。(施工人員因素)

16.工人施工時不小心。(施工人員因素)

17.使用移動式施工架時，使用中未固定滾輪輪軸導致工人墜落，或移動時工人未下

施工架。(安全教育訓練及違悖安全規定)

18.施工人員（非專屬搭架人員）因配合自己的施工性任意拆除或移除（施工架零

件）而未做標示，後續工作人員不清楚狀況下產生危險。(任意變更施工架組件)

19.工作人員於架上移動時分心。(施工人員因素)

20.主要為人的不安全動作造成意外，例如因工作方便未將安全帶確實扣於安全母

索。(安全教育訓練及違悖安全規定)

21.氣候及自然環境活動因素。(天災)

22.天災。(天災)

23.施工架應注意側向風力。(天災)

24.移動施工架操作不當。(安全教育訓練及違悖安全規定)

25.因施工需求而與牆面間距必須加寬方能作業。(任意變更施工架組件)

26.施工架上放置過多雜物料，經觸碰而掉落砸傷人員。(環境維護)

27.踏板經油污染未處理完成而發生滑倒破撞受傷事件。(環境維護)

28.颱風天未將帆布與防塵網收起。(天災)

29.因為建築物外型必須改變鷹架。(任意變更施工架組件)

30.上下樓梯位置不當。(任意變更施工架組件)

31.拆架作業未依規定程序施工。(安全教育訓練及違悖安全規定)

32.其他工項施工人員擅自拆裝。(任意變更施工架組件)

33.勞工對危害因素不了解，且不願接受主管告誡及宣導，導致職災的發生。(安全教

育訓練及違悖安全規定)

34.材料吊裝後未堆置整齊或整平放置。(環境維護)

35.施工棧橋水平踏板未鋪滿、遭人搬除或破壞未修復。(任意變更施工架組件)

36.施工人員本身精神狀態不佳。(施工人員因素)

37.為了施工便利，而忽略個人防護用具之確實使用。(安全教育訓練及違悖安全規

定)

38.施工架上置放材料，阻礙施工便道通行。(環境維護)

39.拆除之模板及角材靠放在施工架上。(拆組、吊物作業)

40.組立模板其支撐有部分靠立在施工架上。(拆組、吊物作業)

＊每一意見最後括弧內之敘述為本研究對該意見之分類

119

其他因素意見之綜合統計

產生意外因素類別 意見數

施工人員因素 6

天然環境因素 9

安全教育訓練及違悖安全規定 10

環境維護 5

任意變更施工架組件 6

拆組、吊物作業 3

雇主因素 1

對於施工架之操作性與安全維護之建議? 1.嚴禁任意拆卸施工架或水平架。(加強管理)

2.施工架材料之金屬性質、使用年限及次數之標示。(制定標準作業程序及操作規定)

3.內在型金屬損壞肉眼無法辨識。(落實定期檢查動作)

4.施工前後往往無任何問題，然因廠商之宣導及教育訓練沒有確實實行，才是發生意

外之因素。(加強教育訓練)

5.拆除時是最危險的時候，應制定標準作業程序以為安全之依規。(制定標準作業程

序及操作規定)

6.施工時多檢查材料之可用性，老舊、損壞立即更新；施工後確實檢查。(落實定期

檢查動作)

7.定時維護，定期檢查。(落實定期檢查動作)

8.應定期檢查維修，作業時加強管理。(落實定期檢查動作)

9.木材：外觀有損壞則不使用﹔鋼材：外觀有損壞或腐蝕不使用或加強鋼材質。(落

實定期檢查動作)

10.大型施工架施工時應注意，人員不可在上方而任意推動產生傾倒。(加強管理)

11.安全網舖設應確實，但會導致施工不便。(加強管理)

12.使用吊車花錢又花時，拆除時還是使用傳統的滑輪施作，安全性雖較差，但能避

免人員直接用繩索操作，可利用小型吊具做調整。(制定標準作業程序及操作規定)

13.減輕材質重量。(施工架改良)

14.須確實對施工架進行檢查，以工作用途確定施工架種類，避免後續施工困擾。(落

實定期檢查動作)

15.安全維護至少兩週一次。(落實定期檢查動作)

16.制式，簡便，安全，拆組容易。(施工架改良)

17.確實做好教育訓練及使用前檢核。(加強教育訓練)

18.因建築物外觀之設計不同，尤其國內建築設計之外觀造型，偏重外部造型之美觀

與變化（常有凹凸之造型、陽台之進出），常造成外架搭設之困難與使用不便。比

較日本等國之建築外架搭設，通常為方正之構造，對鷹架之搭設品質較易控制，可

供我國參考。(施工架改良)

19.市面規格儘可能朝同一規格話、操作容易、安全性高。產品上市後，於某一限期

120

內舊品禁止再使用，另一方面可趁勢淘汰不良品。(施工架改良)

20.施工架作業人員之安全觀念，應經某種程度教育訓練後方可從事項工作。(加強教

育訓練)

21.落實每天每週之例行檢查。(落實定期檢查動作)

22.教育協議組織之落實，每日叮嚀。(加強教育訓練)

23.選擇優良廠商及施工方式。(加強管理)

24.多舉辦講習活動，讓勞工知道危險性所在，自然對自身安全有所警惕。(加強教育

訓練)

25.安衛人員由政府指派，公司支薪，否則公安難以落實。(制定標準作業程序及操作

規定)

26.設立工程職災準備金之標準架構，並加重處罰。(制定標準作業程序及操作規定)

27.操作符合安全標準，另外每日需對施工架做外觀檢查。(落實定期檢查動作)

28.管徑及鋼管厚度可否要求加大加厚？(施工架改良)

29.材料務必汰舊換新，尤其腳踏板部分。(落實定期檢查動作)

30.交叉拉桿常會部分拆除，影響施工架安全性。(加強管理)

31.施工架基座穩定性及水平度務必要求。(施工架改良)

32.對於組立施工架人員務必經過教育訓練。(加強教育訓練)

33.吊放施工架組件操作手需擁有證照。(加強教育訓練)

34.定期施工架之外觀及安全檢查。(落實定期檢查動作)

＊每一建議最後括弧內之敘述為本研究對該建議之分類

建議之綜合統計 操作性與安全維護之建議類別 意見數

加強教育訓練 7

施工架改良 6

落實定期檢查動作 11

制定標準作業程序及操作規定 5

加強管理 5

121

對於本研究之建議? 1.尚有些外在因素須考慮其安全性。

2.鋼管鷹架老舊淘汰標準建議以製造出廠日期或使用後即做標記，使用幾次後淘汰。

3.建議以圖表代替文字敘述，以免填表人誤解問題的意思；一般發生意外之因一直重

複，除統計災害原因之外，希望能做出具體之解決方案，以保障勞工安全。

4.目前仍有部分廠商尚未了解勞安之相關法規，期再發佈有關訊息通知廠商。

5.此研究非常有意義，但希望能再擴大發揮一些想像力，讓拆除時之安全性能再提

高。

6.人因部分，尤其是施工組立人員因素應可列入。

7.對現場與規範做能更相互執行之研究。

8.對於新型施工架之研發，請配合研究探討現有施工架之去化與淘汰方法，或配合政

府補助措施改引進研發成功之施工架，或許可幫助新工法，新政策之推展，降低施

工廠商之抗性。

9.需有承攬單位負責人之共識方能發揮效用。

10.希望能經常辦理，對象範圍能遍及施工人員與雇主。

11.除了法規及結構性安全之外，作業人員的專業程度及工作態度亦可進行問卷調

查。

122

附錄四 廠商單片施工架實驗與分析報告

一、施工架實驗模型圖示

本實驗主要以廠商提供之施工架進行實際測試，並與分析軟體相互比較。而施工架分

析的種類分為下列三種型式，如下表所示。

施工架實驗模型

A 型 B 型 C 型

二、施工架實驗相關尺寸

本實驗主要以廠商提供之施工架進行實際測試，則測試之施工架基本尺寸，如下表所

示(單位:cm);其中加勁材管厚不易量測，因此以 CNS 為準。

施工架編

號

型

式

高度/寬

度

管徑 管厚 加勁材管

徑

加勁材管

厚

交叉拉桿

管徑

交叉拉桿

長

日本 B 167.5/

76

4.3 0.26 2.74 0.2 1.2 4

施工架舊 A 172/

76

4.25 0.23 2.75 0.2 1.2 4

廠商一 A 181.5/

76.5

4.22 0.165 2.66 0.2 1.2 4

123

廠商一 A 181.5/

76.5

4.22 0.165 2.67 0.2 1.2 4

廠商一 A 181.5/

76.5

4.21 0.156 2.67 0.2 1.2 4

廠商一 A 181.5/

76.5

4.22 0.172 2.66 0.2 1.2 4

廠商二 C 182/

76.5

4.25 0.25 2.65 0.2 1.2 4

廠商二 C 182/

76.5

4.27 0.24 2.65 0.2 1.2 4

廠商二 C 182/

76.5

4.27 0.245 2.67 0.2 1.2 4

廠商二 C 182/

76.5

4.24 0.24 2.67 0.2 1.2 4

三、施工架實驗與相關分析

本實驗主要以廠商提供之施工架進行實際測試與軟體分析，則測試之施工架最大挫掘

強度比較，如下表所示(單位: t )。

其中分析一:材料性質為(E=1.98E6、ν=0.27)、

分析二:材料性質為(E=2.03E6、ν=0.3)

廠

商

施工架編號 型式 實驗挫掘強

度

分析一挫

掘強度

分析二挫

掘強度

誤差

百分比一

誤差百分

比二

舊施工架(日

本)

B 11.099 10.802 11.120 2.7 0.2

舊施工架(台

灣)

A 6.788 8.077 8.315 19.0 22.5

1 1 A 4.002 5.305 5.462 32.6 36.5

1 2 A 5.089 5.307 5.463 4.3 7.3

1 3 A 4.350 5.020 5.168 15.4 18.8

1 4 A 4.948 5.497 5.659 11.1 14.4

2 1 C 6.292 7.682 7.904 22.1 25.6

2 2 C 6.668 7.542 7.761 13.1 16.4

2 3 C 6.627 7.673 7.895 15.8 19.1

2 4 C 7.131 7.380 7.598 3.5 6.5

124

下圖為實驗與分析軟體之誤差百分比趨勢圖:

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

測試樣品

百分比

誤差百分比一

誤差百分比二

四、施工架實驗後最大荷重曲線圖

施工架編號 型式 最大荷重曲線

日本 B

舊施工架 A

廠商一 A

125

廠商一 A

廠商一 A

廠商一 A

廠商二 C

廠商二 C

126

廠商二 C

廠商二 C

五、結果與討論

1. 由標準測試結果得知，日本施工架品質較佳。

2. 由廠商一提供之施工架測試結果，平均誤差一在 15.8%、誤差二在 19.2%。

3. 由廠商二提供之施工架測試結果，平均誤差一在 13.6%、誤差二在 16.9%。

4. 由實驗結果與分析軟體所得到的最大荷重趨勢非常一致。

5. 其中舊施工架最大荷重曲線較為奇特。原因在於搭接處之內套管採焊接方式固

定，開始施力時焊接處破壞，內套管縮入施工架中，如下圖所示，造成起始曲線

較為平緩。當內套管完全縮入施工架後，施力才由施工架承受，荷重曲線開始有

顯著的上升趨勢。

施力後 施力前

127

附錄五 第一次專家座談會議紀錄

中華大學九十三年度研究計畫第一次專家座談會會議紀錄

一、會議名稱：「新型施工架雛型及夾具之細部設計及製造」

二、會議時間：九十三年八月十六日上午十時

三、會議地點：中華大學工程二館二一九室

四、與會人員：

主席：徐教授增興 記錄：陳婉琦

出席專家委員：

行政院勞工委員會北區勞工檢查所 李組長文進

中華大學 廖教授述濤

中華民國工礦安全衛生技師公會 王技師澤雄

五、列席單位人員

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 張副研究智奇

六、會議內容：

(一) 研究計畫內容需求摘要報告(略)

(二) 專家委員建議事項

1. 施工架初步實驗測試結果討論。 李文進組長：

(1) 施工架在工地現場使用時一般都會加上踏板，對於加上踏板後施工架之穩定度及承載力是否會有影響？建

請研究單位加入踏板之穩定度分析

(2) 建請將市面上常見之簡易架(寬度76.2cm)及標準架(寬度121.9cm)依其年限模擬工地實際狀況(如加上側

向力)測試其挫屈強度，並與數值分析所得強度值相

互比較。

(3) 建議就施工架寬度76.2cm、121.9cm做實際載重測試，並以現有材質提供可靠強度供業界使用。

王澤雄技師：

(1) 研究報告中，實際實驗之施工架承載力之測試值與數值模擬值約相差兩倍，可能因大部分施工架製造之材

料並未符合國家標準之規範，導致此情況之發生。另

128

大部分施工架未送檢驗，無確實強度可言。

(2) 建議將插銷的使用，列入分析。例如插銷之插入深度對整體施工架穩定度之影響。

(3) 建議本研究加入結構計算之研討及設計施工架之設計方法，包括標準計算之範例、三角架之焊接或螺絲之

設計原理、方法等。

廖副教授述濤：

(1) 數值模擬部份之結果有不小差異，原因可能需考慮數值模擬太完美，未考慮因立架未完全垂直或外力有些

微側向力而引起之「二次效應」以致引發挫曲崩塌。

張智奇副研究員：

(1) 因施工架之材料不一造成施工架於實驗測試時承載力折減，建議承辦單位切一段施工架單管做抗壓實驗。

2. 施工架現場訪視與問卷調查之探討 李文進組長：

(1) 建議問卷內容增列三角托架之結構性因素及基礎檢測等相關問題。

(2) 問卷施工架與支撐材混在一起，易造成受訪者混洧，因此建議將問卷中關於模板支撐的部分刪除。

(3) 建議施工架大項中加入拆除過程中發生之危害。 (4) 施工架底層以綱筋或竹子接續方式補足地面不平整」一項，因工地現前多有用角材接續之情形，建議加入

角材之項目。

(5) 施工中大項中，建議加入「施工架之組立作業，作業主管未於現場監督」。

(6) 建議施工大項中之組裝施工架部份，加入拆除施工架過程，因其最具危險性。

廖述濤副教授：

(1) 問卷內容是否考慮簡化，將主要原因納入，以增加填寫簡易度。另基本資料欄是否不列明受訪單位與人員

資料，以免除填寫人員疑慮。

(2) 問卷之工程地點建議修正為工地所在縣市並將工程名稱刪除，以增加受訪人員填寫的意願。

129

3. 施工架使用現況之探討 李文進組長：

(1) 工地中常見三角托架層數不足。 王澤雄技師：

(1) 在日本施工架變形即拋棄，而台灣仍加以整修後即予使用。

(2) 施工架之搭設大部分未經設計，且未由專業人員計算。

張智奇副研究員

(1) 工地常見施工架因重覆使用，導致施工架變形，造成插銷插入孔變位、孔與孔不能相對的情形。

4. 施工架實驗測試抽樣標準與測試方法討論 李文進組長：

(1) 北區勞動檢查所協助提供多家廠商之施工架新品做為實驗測試，並希望研究單位提供測試結果供檢查所及

業者做為參考。

5. 國家標準修正建議 李文進組長：

(1) 璧連桿在國家標準中只對其長度有做規定，對於璧連桿插入牆壁之深度並未有規定，工地多有做假之情

形，建議本研究能針對此部分做一探討，並對國家標

準的提出CNS4750.A2067.三.7.壁連座應增列錨錠長

度之修正建議。

(2) 建議修訂國家標準CNS4750.A2067.三.4.(3)附工作板橫架需依框架寬度滿舖且板料板縫間隙不得大於3公

分。

王澤雄技師：

(1) 建議將製作施工架之材料規範嚴謹並加強施工架使用年限之規範。

(2) 施工架之使用年限及施工架之品質強度多無明確之規範，建議本研究能有實測數據供結構技師做為標準之

依據。

(3) 工地中，常有插銷未插入之情形，導致風力將上下層

130

之施工架解體而造成倒塌，建議加入插銷之規範。

6. 臨時提案 李文進組長：

(1) 建議施工架舊品依年限算出其折減率，以規範廠商。 王澤雄技師：

(1) 建議將安全設施列為規範標準設施。 (2) 建議將中欄杆變更為施工架主體之一部份，而不用再行架設。

(3) 建請對三角架列入研究報告中。 (4) 建議以勞工安全衛生研究所之設備，提供公益人民團體來組織品質認証機構對全國區施工架設計之工程材

料進行品質管理。

七、結論

(一) 請專家委員提供工地施工架舊品，包括已使用一年、二年、三年之

施工架，以利後續實驗測試之進行。

(二) 請專家委員提供施工架新品以利後續實驗測試之進行；北區有勞北

區勞動檢查所提供協助，中南區有勞王技師提供協助。

(三) 感謝各位專家之指導建議，後續研究將採取各位之寶貴意見以做為

計畫之執行依據。

八、散會：上午十二時整

131

附錄六 第二次專家座談會議紀錄

中華大學九十三年度研究計畫第二次專家座談會會議紀錄

一、會議名稱：「新型施工架雛型及夾具之細部設計及製造」

二、會議時間：九十三年十一月十八日上午十時

三、會議地點：中華大學工程二館二一九室

四、與會人員：

主席：徐教授增興 記錄：陳婉琦

出席專家委員：

行政院勞工委員會北區勞工檢查所 李組長文進

中華大學 廖教授述濤

台北市工礦安全衛生技師公會 王技師澤雄

天斌企業有限公司 丁龍斌先生

六、列席單位人員

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 張副研究智奇

七、會議內容：

(一) 研究計畫內容需求摘要報告(略) (二) 專家委員建議事項

李文進組長： 1. 單一框架強度提升後，亦應考慮框架組立接頭及插銷強度，若能在接頭部份加強並配合框架之強度，則可供作安全母索之立拄。

2. 提升框架強度之方式(加勁或管壁加厚)應考慮與現有框架之相容性及市場競爭力。

3. 依問卷調查結果顯示施工架組配作業主管未能發揮功能，建請於本報告結論中建議加強施工架組配作業主管訓綀及監督。

廖述濤教授： 1. 對於如何增加框架之強度，建議可以進行以下之數值模擬研究，若可行後，再進行實驗驗証其正確性。改變框架發生挫曲或倒塌之關

鍵段落(一般即為應力集中之區域)的材料，增強這一段桿件之強度，但不改變各項幾何尺寸，使現地各項組裝工作不變，免得引起

現地實務上之不便或增加成本。此段關鍵桿件可以塗以不同顏色。

讓現地鷹架之組裝合格與否可一目瞭然。這項改變是否可行，應先

132

進行數值分析之模擬，以了解整體框架之強度增加比例與桿件材料

性質改變之相關性。並須了解新的應力集中位置之效應。 王澤雄技師：

1. 受損彎曲的施工架經校正後再使用，其支撐時力學行為變異會影響整座施工架之承載力，日本業者皆將受損的施工架淘汰。

2. 安全母索掛勾希望能以夾式構件與營建零料商研討。 3. 護欄之設置同時希望考慮高度、尺寸。 4. 施工架支撐作業主管的養成可以再改進。在受訓人員中常發現有會計、女子等未實際操作之人員來受訓，依規定此主管乃現場作業時

的領班其受訓內容宜加以檢討，可參考本次問卷內容做修正。 5. 現在實驗出來的數據與國家標準依據分析計算出來的數值相差不少，是否是現行材質並不符合國家標準之規範。

丁理事長龍斌

1. 國內施工架絕數均不符合國家標準，追究其原因有以下： (1) 消費者(營造商)以成本為考量常偷工減料，只要價格便宜即

可，故施工架品質堪慮。

(2) 國內因經濟規模小而少有廠商做研發，改良施工架之研究，絕大多數抄襲日本製施工架規範。

2. 國家標準之施工架規範，本人認為已符合國內所需之要求，同時廠商若能依其標準產出，實不須做修正，但其偷工偷料以致強度不足部分

可仿照日本的做法，由勞檢單位抽檢，發予認証以鼓勵施工架廠商依

標準承做。

3. 建議勞檢單位在檢查時能要求營造商符合國家標準規範，以杜絕施工架廠商偷工減料品質不良之惡習。

張副研究員智奇：

1. 立架雙腳公差，是否有參考的量測數據統計。 2. 立架套管後是否會有應力集中的問題。 3. 破壞模式是in-plane或out-plane，模擬與試驗是否一致。 八、結論：感謝各位專家之指導建議，後續研究將採取各位之寶貴意見

以做為計畫之執行依據。

九、散會：上午十二時整

國家圖書館出版品預行編目資料 新型框式施工架研發 = Research on new scaffold system / 張智奇著. – 一版. --臺北縣汐止市：勞委會勞安所, 民 94

面； 公分. 參考書目：面 ISBN 986-00-0375-0（平裝） 1. 建築工程 – 管理 2. 建築材料 – 管理

441.525 94002269

新型框式施工架研發 著者：張智奇 出版機關：行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221台北縣汐止市橫科路 407巷 99號 電話：02-26607600 http://www.iosh.gov.tw/

出版年月：中華民國 94年 2月 版（刷）次：初版 1刷 定價：200元 展售處：

國家書坊台視總店 http://www.govbooks.com.tw/ 台北市松山區八德路三段 10號 B1 電話：02-25781515#643

五南文化廣場 http://www.wunanbooks.com.tw/ 台中市中區中山路 6號 電話：04-22260330

本書同時登載於本所網站之「出版中心」，網址為 http://www.iosh.gov.tw/。 本所保留所有權利。欲利用本書全部或部分內容者，須徵求行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權。

【版權所有，翻印必究】 GPN: 1009400452 ISBN: 986-00-0375-0