T
ERESA
P
ACZKOWSKA
, teka@zut.edu.pl
T
OMASZ
W
RÓBLEWSKI
, wroblewski@zut.edu.pl
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
OKOLICZNOŚCI I PRZYCZYNY KATASTROFY
RUSZTOWANIA BOSTA 70
THE CAUSE AND CIRCUMSTANCES OF BOSTA 70 SCAFFOLDING FAILURE
Streszczenie Rusztowania stanowią systemy konstrukcyjne, co oznacza, Ŝe w kaŜdej fazie swojej pracy
muszą spełniać wymagania bezpiecznego uŜytkowania. NiezaleŜnie od bieŜącej konfiguracji muszą
przenosić bezpiecznie aktualnie działające obciąŜenia. W artykule przedstawiono przypadek katastrofy,
do której doszło w trakcie demontaŜu rusztowania. Na skutek niedopełnienia obowiązkom słuŜbowym
przez zespół kierujący rozbiórką rusztowania doszło do śmiertelnego wypadku.
Abstract A scaffold is a structural system and as ay ather system requires proper treatment at ay stage of
the work. Regardless the current stage of the configuration it has to carry the acting loads. The paper
describes a case of a scaffold frame collapse at the stage of disassemly. Due to some mistakes made by
the disassemling team the frama failed causing the death of a worker.
1. Systemy stalowych rusztowań wykorzystywanych w Polsce
W robotach budowlanych zewnętrznych – elewacyjnych, rozbiórkowych – zwykle stosu-
je się systemowe rozwiązania rusztowań stalowych. Rusztowania zewnętrzne moŜna podzie-
lić na niskie lub wysokie; typu lekkiego i cięŜkiego. Niskie to te, montowane do 20 m wyso-
kości, a wysokie – powyŜej, nawet do 70 m wysokości. Podział na lekkie i cięŜkie wynika
z poziomu dopuszczalnego obciąŜenia na pomostach. Dla lekkich rusztowań obciąŜenie
uŜytkowe pomostu zwykle zawiera się w zakresie 1÷1,5 kN/m
2
, natomiast dla rusztowań
typu cięŜkiego obciąŜenie to moŜna przyjmować wartość 2÷4 kN/m
2
.
W Polsce pierwsze stalowe rusztowania pojawiły się w końcu lat 60-tych. Wykonywano
je jako rusztowania stojakowe z
rur
φ
48
×
3,5 mm. W latach 70-tych pojawiły się pierwsze
stalowe rusztowania ramowe typu Warszawa – eliminujące wszelkiego rodzaju złącza
ś
rubowe. Rusztowanie to wznoszono z płaskich prefabrykowanych ram o wymiarach
1,65
×
0,785 m. MontaŜ rusztowań warszawskich polegał na nakładaniu na siebie na przemian
równoległych par odpowiednio ukształtowanych ram [4]. Obecnie na rynku Polskim wyko-
rzystuje się rusztowania firm: Harsco (dawniej Hőnnebeck), Altrad – Mostostal, Layher,
Plettac i inne. W dostępnych rozwiązaniach konstrukcyjnych rusztowań wyróŜnia się syste-
my rusztowań ramowych wykorzystywane głównie jako rusztowania zewnętrzne elewacyjne
oraz rusztowania modułowe (stojakowo-kryzowe) stosowane częściej w przypadku
rusztowań nietypowych.
W części systemów ramowych rygle górne ram nośnych wykonuje się z profili zimno
giętych typu
U
. Ta sytuacja ma miejsce wtedy, gdy płyty pomostów łączy się na zaczepy
do rygli. W większości systemów stalowe rury okrągłe wykorzystuje się na słupy, w porę-
866
Paczkowska T. i inni: Okoliczności i przyczyny katastrofy rusztowania bosta 70
czach, poprzecznicach i zastrzałach. Część systemów oferuje podstawowe elementy kon-
strukcyjne takŜe w wersji aluminiowej. Wtedy rusztowanie jest znacznie lŜejsze i przez to
łatwiejsze w montaŜu przy ograniczonej liczbie montaŜystów. Dostępne płyty pomostów
roboczych są mocno zróŜnicowane. Mogą być drewniane, klejone z listew, ze sklejek,
z perforowanych blach stalowych i aluminiowych. Najtańsze jednak są pomosty drewniane,
dlatego teŜ w Polsce są one najczęściej stosowane. Podstawową zaletą rusztowań ramowych
jest ich lekkość, łatwość i szybkość montaŜu, mała liczba elementów do scalania pozwala-
jąca nawet na jednoosobowy montaŜ.
2. Rusztowanie ramowe Bosta 70
Pod względem konstrukcyjnym rusztowania ramowe, stanowią układy przestrzenne
z częścią elementów sztywnych w obszarze samej ramy i przegubowo łączonymi w całość
innymi elementami prętowymi. Sztywna poprzecznie rama ma ogromne zalety zapewniając
szybki montaŜ i demontaŜ. Sztywność podłuŜną rusztowań zabezpiecza się sztywnymi
w płaszczyźnie poziomej pomostami, uzupełnionymi poręczami i zastrzałami. Elementy
podłuŜne – tj. poręcze i podłuŜnice, a takŜe zastrzały w większości rozwiązań łączone są
przegubowo z ramami za pomocą uchwytów sworzniowo-zapadkowych.
Odpowiednio stęŜone rusztowanie ramowe elewacyjne stanowi sztywny układ na
kierunku równoległym do ściany i wiotki na kierunku prostopadłym wymagający dodatko-
wych kotwień do ścian. Producentem od 1991 r. systemów rusztowań ramowych Bosta 70
i Bosta 100 jest firma Thyssen Hunnebeck z Niemiec (obecnie Harsco).
Bosta 70 to lekki system stosowany głównie do prac elewacyjnych, drugi to system cięŜki
z przeznaczeniem do prowadzenia robót budowlanych z dopuszczalnym obciąŜeniem
pomostów roboczych do 6,0 kN/m
2
.
W systemie Bosta 70 podstawowym elementem nośnym jest rama, której geometrię
pokazano na rys 1.
Rys. 1. Podstawowy element rusztowania Bosta 70
Konstrukcje stalowe
867
System Bosta 70 wykorzystywany jest dla pięciu długości pomostów roboczych, choć
najczęściej wykorzystuje się dwa: 2,5 i 3,0 m. Ten system norma DIN 4420 kwalifikuje do
III grupy obciąŜeń o dopuszczalnej wartości obciąŜenia 2,0 kN/m
2
.
Niemiecki Instytut Techniki Budowlanej wydał dla rozwiązań konstrukcyjnych systemu
Bosta Aprobatę Techniczną oznaczoną Z-8.1-54.2 [5]. Działające jako niezaleŜne podmioty
na rynku polskim przedstawicielstwa firmy Thyssen Hunnebeck udostępniają oryginalne
niemieckie wyroby wraz z DTR stanowiącą instrukcję montaŜu i uŜytkowania [1, 2, 3].
Właściwe wypionowanie rusztowania Bosta uzyskuje się z wykorzystaniem regulowa-
nych stopek dźwignikowych. Pierwsze dolne zastrzały tę pionowość stabilizują i nie ma
konieczności jej sprawdzania na kolejnych poziomach rusztowań. MontaŜ pierwszej kondy-
gnacji rusztowania kończy ułoŜenie płyt pomostowych. Kolejne kondygnacje rusztowania
montuje się wprowadzając trzpień wtykowy w górne końcówki ram niŜej zmontowanej
kondygnacji. Wszystkie elementy za wyjątkiem trzpienia wtykowego są wykonane ze stali
gatunku S235, natomiast sam trzpień wtykowy jest ze stali S355.
3. Ogólne wymagania dotyczące bezpieczeństwa uŜytkowania rusztowań
Warunkiem gwarantującym bezpieczne uŜytkowanie rusztowań jest zapewnienie statecz-
ności ogólnej konstrukcji rusztowania we wszystkich sytuacjach uŜytkowych jakie mogą
wystąpić zarówno w trakcie montaŜu, demontaŜu jak i podczas uŜytkowania zgodnie z celem
dla jakiego to rusztowanie zostało zmontowane.
Za rozwiązania konstrukcyjne, doraźne przeglądy stanu technicznego, a takŜe technolo-
gię montaŜu i demontaŜu odpowiada właściciel rusztowania. Jest on zobowiązany przedsta-
wić firmie montaŜowej, a takŜe kierownictwu budowy instrukcję montaŜu i eksploatacji tzw.
dokumentację „DTR”, a takŜe wskazać źródło lub teŜ udostępnić:
– świadectwo dopuszczenia do stosowania na terenie Polski danego systemu rusztowań,
– Aprobatę Techniczną rozwiązania konstrukcji rusztowania.
Za właściwy montaŜ, przyjęcie do eksploatacji rusztowania, a takŜe za prawidłowość jego
demontaŜu na podstawie przepisów prawa budowlanego – odpowiadają:
– kierownik budowy lub kierownik robót rusztowaniowych ze stosownymi uprawnienia-
mi budowlanymi wpisany do dzienniku budowy,
– inspektor nadzoru.
KaŜdy system rusztowań zewnętrznych przyściennych wymaga zapewnienia stateczności
ogólnej poprzez właściwy system stęŜeń pionowych i poziomych oraz system zakotwień
do ściany. Liczbę zakotwień dobiera się w ten sposób, by siła przypadająca na pojedynczą
kotew nie była większa niŜ 2,5 kN – choć kaŜdy z systemów w tym zakresie wprowadza
swoje szczegółowe uregulowania.
Do transportu pionowego powinny być wyznaczane specjalne miejsca gwarantujące
bezpieczeństwo konstrukcji w kaŜdej fazie ustawienia obrotowego ramienia wysięgnika
wciągarki. Odległość między tymi miejscami nie powinna przekraczać 30 m, a podnoszoną
masę ładunku ogranicza się do 150 kg [4].
4. Okoliczności zdarzenia
W czerwcu 2007 r. przy ścianie szczytowej 11 kondygnacyjnego budynku G15 w Świnouj-
ś
ciu ustawiono rusztowanie ramowe systemu Bosta 70. Rusztowanie ustawiono dla przepro-
wadzenia robot budowlanych polegających na dociepleniu ścian zewnętrznych ze zmianą
kolorystyki. Wykonawca docieplenia miał podpisaną z firmą rusztowaniową umowę o najem,
montaŜ i demontaŜ rusztowania. Firma rusztowaniowa miała z kolei podpisaną stałą umowę
z podwykonawcą na realizację montaŜu i demontaŜu udostępnianego przez nią rusztowania.
868
Paczkowska T. i inni: Okoliczności i przyczyny katastrofy rusztowania bosta 70
W umowie oznaczono odpowiedzialność pokrycia kosztów na wypadek wystąpienia
szkód w mieniu osób trzecich wskutek nieprawidłowego montaŜu i demontaŜu rusztowań.
Jednocześnie w tej samej umowie zastrzeŜono konieczność protokolarnego przekazywania
do eksploatacji zmontowanych rusztowań zgodnie z przepisami i uzgodnieniami dokonywa-
nymi na budowie z przedstawicielami Spółki zamawiającej montaŜ i demontaŜ.
W dniu katastrofy podwykonawca skierował do Świnoujścia dwie 4 osobowe brygady,
które miały dokonać rozbiórki rusztowania. śaden z członków brygady demontującej ruszto-
wanie nie miał wykształcenia budowlanego nawet w zakresie podstawowym. Wszyscy byli
zatrudnieni na stanowisku robotnika ogólnobudowlanego, z których tylko dwóch było
przysposobionych do montaŜu rusztowań stalowych, i tylko Ci dwaj mogli wykonywać
roboty na wysokości.
miejsce wyrwania ramy
miejsce wyrwania ramy
Rys. 2. Demontowane rusztowania w układzie
zaraz po wypadku
Rys. 3. Układ rusztowania na 10 kondygnacji
z brakującą wyrwaną ramą pionową
Dnia 22 czerwca – od rana, przy słonecznej i bezwietrznej pogodzie – rozpoczęto demon-
taŜ rusztowania przyściennego Bosta 70. Dwóch członków brygady weszło na najwyŜszy
poziom rusztowania, a dwóch pozostało na dole do obsługi wciągarki, odbierając i kompletu-
jąc zdemontowane elementy. Obrotowy wysięgnik wciągarki GEDA Mai 120 zamontowany
był do trzeciego – licząc od prawej strony – pionowego ciągu ram Bosta 70 – rys. 2. Był to
pośredni układ ram pionowych nie kotwiony do budynku i jedyny pośredni w tej ścianie
niestęŜony układem zastrzałów. Do haków podwieszono sześć poręczy ochronnych oraz
jedyny na tej kondygnacji aluminiowy podest komunikacyjny z drabinką. Ramię wysięgnika
było ustawione w pozycji „załadunek” tj. równolegle do ściany budynku. Przypuszczalnie
w trakcie próby obrotu ramienia wysięgnika do pozycji „opuszczanie” tzn. ustawienia
go prostopadle do płaszczyzny ściany doszło do katastrofy. Nieusztywniona i niezakotwiona
rama doznała przeciąŜenia, odkształciła się nadmiernie, co w efekcie doprowadziło do zer-
wania obu trzpieni wtykowych ramy. Prawdopodobnie jako pierwszy zniszczeniu uległ
trzpień od strony ściany budynku pokazany na rys. 4. Wyrwana rama pociągnęła obsługu-
jącego wysięgnik pracownika powodując jego upadek z poziomu 10 piętra w skutek czego
poniósł on śmierć na miejscu.
Konstrukcje stalowe
869
5. Forma zniszczenia przeciąŜonej ramy
Rys. 4. Zerwana dolna część trzpienia wtykowego
zwalonej ramy
Rys. 5. Zwalona rama z zamontowanym do niej
wysięgnikiem wciągarki
Rys. 6. Deformacje części dolnej słupka ramy po
wyrwaniu trzpienia wtykowego
Rys. 7. Plastyczno-kruchy charakter zerwania
trzpienia wtykowego
870
Paczkowska T. i inni: Okoliczności i przyczyny katastrofy rusztowania bosta 70
6. Eksperymenty numeryczne
Celem potwierdzenia widocznej na rys. 4 i 7 formy zniszczenia trzpienia wtykowego
ramy przeprowadzono szereg eksperymentów numerycznych z wykorzystaniem oprogramo-
wania firmy Autodesk – Robot Structural Analysis. Analizie poddano pięć róŜnych układów
prętów powiązanych z ramą, do której zamocowany był wysięgnik wciągarki. Wszystkie
układy analizowano pod obciąŜeniem od ładunku jaki był podwieszony w momencie
katastrofy tzn. pięciu poręczy o długości 3 m kaŜda, jednej poręczy o długości 2,5 m oraz
aluminiowego pomostu komunikacyjnego z drabiną. Analizowano dwa układy obciąŜenia:
dla połoŜenia wysięgnika równoległego do fasady budynku tj. dla fazy załadunku oraz dla
połoŜenia wysięgnika prostopadłego do fasady – faza opuszczania. Określając obliczeniowy
cięŜar ładunku, zastosowano odpowiednie współczynniki zwiększające obciąŜenie oraz
uwzględniające jego dynamiczny charakter. Schemat obciąŜonego ładunkiem wysięgnika
wraz z reakcjami, jakie przekazuje on na ramę do której jest mocowany pokazano na rys. 9.
kN
85
,
0
N
3
,
847
3
,
1
1
,
1
)
7
,
23
2
,
4
5
,
6
5
(
81
,
9
=
=
⋅
⋅
+
+
⋅
⋅
=
Q
Rys. 8. Układ z DTR pozwalający na mocowanie
wysięgnika do ramy Bosta 70.
1000
F
z
= 0,85 kN
F
y
= 0,6 kN
200
1700
F
z
= 0,85 kN
F
y
= 0,6 kN
Q= 0,85 kN
Q= 0,85 kN
Rys. 9. Schemat statyczny obciąŜonego
wysięgnika wciągarki.
analizowany trzpień
Analizowane układy prętów przedstawiały się następująco:
1 – układ pokazany na rys. 8 przewidziany w DTR wciągarki – dwie ramy kotwione
do ściany, stęŜone zastrzałem i połączone poręczami,
2 – jak układ „1”, lecz bez kotwienia do ściany i bez zastrzału,
3 – jak układ „2”, lecz bez dolnej poręczy,
4 – pojedyncza rama, bez kotwienia do ściany i bez zastrzału – układ z dnia katastrofy
,
5 – pojedyncza rama kotwiona do ściany i stęŜona zastrzałem – układ wskazany przez Sąd.
Szczegółowe analizy statyczno-wytrzymałościowe prowadzono dla trzpienia ramy od strony
budynku, który w dniu katastrofy prawdopodobnie uległ zniszczeniu jako pierwszy.
Konstrukcje stalowe
871
Rys. 10. Szczegół mocowania trzpienia wtykowego do słupka ramy.
Na rys. 10 pokazano szczegół mocowania trzpienia wtykowego do słupka ramy rusztowania.
Widoczne na rys. 4 zniszczenie trzpienia miało miejsce w przekroju 2-2. W tablicy 1 przed-
stawiono wyniki przeprowadzonych analiz wytrzymałościowych dla analizowanych pięciu
układów prętów przy obciąŜeniu dla fazy załadunku.
Tablica 1. Zestawienie wybranych wyników przeprowadzonych analiz numerycznych
Analizowane układy elementów
Przekrój
wielkości statyczno-
wytrzymałosciowe
zad. 1 zad. 2 zad. 3 zad. 4 zad. 5
UWAG I
Fx [kN]
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0 ściskanie (+)
Fy [kN]
0,0
0,0
0,0
-0,1
0,0
Fz [kN]
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
Mx [kNcm]
0,3
-1,7
-1,3
-3,2
0,4
My [kNcm]
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
si
ły
w
ew
n
ęt
rz
n
e
Mz [kNcm]
-0,6
29,5
30,3
51,5
-1,0
M
z
/W
brutto
[MPa]
2,3
121,3 124,6 208,0
4,2 zginanie - W
brutto
M
z
/W
netto
[MPa]
4,2
220,1 225,7 384,5
7,5 zginanie - W
netto
Fx/A [MPa]
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0 ściskanie
S
min
[MPa]
-2,3
-121,3 -124,6 -208,0 -4,2
S
max
[MPa]
2,3
121,3 124,6 208,0
4,2
napręŜenia w przekroju brutto
S
min
[MPa]
-4,2 -220,1 -225,7 -384,5
-7,5 napręŜenia w przekroju netto
T
rz
p
ie
ń
w
ty
k
o
w
y
o
d
s
tr
o
n
y
ś
ci
a
n
y
P
rz
ek
ró
j
2
-2
o
sł
ab
io
n
y
4
o
tw
o
rm
i
φ
1
4
m
m
n
ap
rę
Ŝe
n
ia
3*S
min
[MPa]
-12,5 -660,4 -677,2 -1153,4 -22,6 j.w. + karb w postaci otworu
Analizy potwierdziły, iŜ najwyŜszy poziom napręŜeń odnotowano w trzpieniu wtykowym
od strony ściany. W osłabionym otworami przekroju trzpienia odnotowano napręŜenia na
poziomie 385 MPa. Uwzględnienie moŜliwości koncentracji napręŜeń na krawędzi otworu
872
Paczkowska T. i inni: Okoliczności i przyczyny katastrofy rusztowania bosta 70
zgodnie z zasadą de Saint Venanta wskazuje na poziom znacznie przekraczający 1000 MPa,
co prawdopodobnie zainicjowało zniszczenie trzpienia i jego wyrwanie ze słupka ramy.
Poziom napręŜeń w całości generowany był przez moment zginający, do którego przeno-
szenia przedmiotowy trzpień nie był przystosowany. Na rys. 11 przedstawiono porównanie
wykresów momentów dla ramy przy załoŜeniu układu prętów odpowiadającemu zaleceniom
DTR – układ nr 1 oraz układu z dnia katastrofy – nr 4.
a)
Układ prętów nr 1
b)
Układ prętów nr 4
M
z
=0,6 kNcm
M
z
=51,5 kNcm
Rys. 11. Porównanie wykresów momentów dla układów prętów 1 i 4. ObciąŜenie dla fazy załadunek.
6. Podsumowanie i wnioski końcowe
Bezpośrednią przyczyną wypadku był niewłaściwie wybrany pion rusztowania przewi-
dziany do mocowania wciągarki Geda i współpracującego z nią wysięgnika. śadna z ram
Bosta w tym pionie nie była kotwiona do ściany budynku. W wybranym pionie nie było
Ŝ
adnych zastrzałów, których brak eliminował ten pion z moŜliwości jego wykorzystania przy
demontaŜu.
Wszelkie roboty związane z montaŜem i rozbiórką rusztowań bezwzględnie wymagają
nadzoru technicznego osób z odpowiednimi uprawnieniami budowlanymi.
Przyczyną wyrwania obu trzpieni wtykowych ze słupów ramy rusztowaniowej, było
istotne przeciąŜenie wywołane brakiem stęŜającego zastrzału i kotwienia do ściany. Przekrój
trzpienia był dodatkowo osłabionym otworami.
Obecność samego zastrzału podpierającego górny węzeł zniszczonej ramy z jednocze-
snym zakotwieniem jej do ściany budynku, jak potwierdziły obliczenia statyczno-wytrzyma-
łościowe, mogło skutecznie zapobiec tej katastrofie.
Literatura
1. Bosta 70 Instrukcja montaŜu – styczeń 2001 r.
2. Bosta 70 Dokumentacja Techniczno-Ruchowa firmy Hunnebeck, luty 2006 r.
3. Bosta 70 Dokumentacja Techniczno-Ruchowa firmy Hunnebeck, firmowana przez Harsco Accecc
Services Group dla Hunnebeck Polska ul. Kineskopowa 1 z Piaseczna.
4. PZITB; Poradnik majstra budowlanego, Arkady, Warszawa 1985.
5. Zllemeine bauaufsichtliche Zullassung – Z-8.1-54.2.