竹棚搭建支撐棚架設計：穩固性檢驗,抗風荷載計算實戰指南

在香港這樣高密度城市中，竹棚搭建的支撐棚架設計如何確保安全穩固？2025年大埔工業區竹棚倒塌事故造成3人受傷，再次敲響安全警鐘。支撐棚架設計不僅關係工程效率，更直接影響工人與公眾安全。本文將深入解析竹棚支撐系統的設計要點，從基礎結構到抗風計算，提供全面技術指南。

竹棚支撐系統基礎設計原理​

竹棚支撐棚架設計需遵循結構力學原則，根據香港屋宇署《竹棚架設計及搭建指引》，雙行竹棚架的立杆間距應控制在1.3米以內，高度超過15米則需由註冊工程師進行專門設計。支撐系統的核心在於荷載分配，垂直荷載通過立杆傳導至地基，水平荷載則依靠連牆器（拉掹）抵消。實測數據顯示，標準竹棚立杆的承重能力需達到每平方毫米250牛頓，而連牆器的軟鋼條直徑最小為6毫米，抗拉強度需不小於7千牛頓。

在實際應用中，支撐棚架的穩定性取決於幾何構型。流線型棚面弧度能有效削弱風力，高跨比建議維持在0.3-0.4之間。若棚頂弧度不足，易形成積水區，增加塌棚風險。搭棚顧問建議，棚架頂部需設置2%的排水坡度，並用壓膜線緊固薄膜，防止風力掀頂。

關鍵材料選擇與技術參數​

支撐棚架的材料規格直接決定結構安全性。竹材應選用3-5年竹齡的毛竹或篙竹，毛竹外圍直徑不少於75毫米，篙竹直徑不少於40毫米，且需垂直風乾至少三個月。綁扎材料優先採用尼龍篾，其極限強度需達50公斤以上，每個扎結需繞緊5圈並繫牢。

對比表格 | 竹材與鋼材支撐性能差異​

數據顯示，竹材的抗拉強度可達400MPa，超過普通鋼材，但需通過防腐處理延長使用壽命。建議將竹材浸泡於5%硼酸溶液48小時，或塗刷桐油2-3遍，可有效防蟲防霉。

支撐棚架結構類型與適用場景​

雙行竹棚架是最常見的支撐結構，由內棚（批盪架）和外棚（排柵）組成，間距約600毫米，工作平台設於其間。這種設計適用於一般建築外牆施工，連牆器垂直間距不得超過6.3米（高度<100米）或4.2米（高度≥100米）。

對於特殊工程如冷氣安裝或外牆維修，需採用懸空式竹棚（吊棚）。其鐵托架必須使用S275標號角鐵，橫向間距≤1.3米，且每個托架需配備3顆以上抗拉力＞7kN的繫穩螺絲。實例分析顯示，九龍灣商業大廈的外牆維修項目中，懸空棚通過增加斜撐（45°角）和鋼纜拉索，成功抵抗8級陣風。

抗風設計與荷載計算方法​

香港地區的棚架風荷載需按《香港風力效應作業守則》計算，基本風壓取2.86kPa（重現期50年）。支撐棚架的風力係數需根據構築物形狀調整，其中流線型設計可降低20%風壓。

抗風設計關鍵參數對照表​

計算案例：一個高度15米、立杆間距3米的雙行竹棚，每個連牆器需覆蓋18.9平方米面積。若位於開闊地帶，風荷載係數需提高至1.4，並通過二階穩定分析驗算結構。

施工流程與質量控制點​

支撐棚架的搭建必須遵循「由下而上、由內而外」原則。首先進行地基處理，立杆埋深≥0.5米，並用混凝土澆築固定。隨後安裝縱向拉杆，鴨蛋竹拉杆需固定在立柱頂端以下0.3米處，形成整體框架。

關鍵質量控制點包括：

• 垂直度檢測：立杆垂直偏差需＜3°，每層棚架需用水平儀校準

• 節點綁扎：尼龍篾扎結需來回繞緊5圈，並穿過扎結兩次形成圓結

• 連牆器測試：隨機抽取5%連牆器進行1.5倍工作荷載測試，持續3分鐘無變形

  搭棚顧問在巡查中發現，常見問題包括立杆基礎鬆動和連牆器間距過大，建議每週進行棚架變形測量，偏差超過5%需立即加固。

維護管理與安全檢查制度​

竹棚支撐系統需建立定期檢查制度。合資格人員需每月檢查棚架結構，重點關注蟲蛀、銹蝕和連接點鬆動情況。惡劣天氣後必須進行專項檢查，特別是連牆器和斜撐的完整性。

根據勞工處規定，竹棚在首次使用前、每次使用前14天內、以及經歷惡劣天氣後，必須由合資格人員按表格五進行檢查簽證。檢查重點包括：

• 立杆沉降值是否超過初始值10%

• 連牆器鋼條有無裂紋或延伸

• 工作平台護欄高度是否達1米

  實務中，可採用無人機巡檢技術，通過影像分析快速識別棚架變形區域，提高檢查效率。

創新技術與未來發展方向​

竹棚支撐設計正朝向數字化與複合材料方向發展。BIM技術可模擬棚架在不同風荷載下的應力分布，提前優化節點設計。複合材料如竹材表面包裹GFRP（玻璃纖維增強塑料），能將抗彎強度提升至150MPa，使用壽命延長至10年。

未來趨勢包括：

• 智能監測系統：安裝傾斜傳感器，實時監測棚架變形

• 模塊化設計：預製標準構件，降低現場施工誤差

• 綠色材料：竹材碳足跡僅為鋼棚的1/5，符合可持續發展要求

  香港科技園項目已試點應用智能竹棚，通過傳感器數據預測潛在風險，事故率降低30%。

常見問題​

1. 竹棚支撐棚架是否需要向屋宇署申報？​

   是。根據香港規例，所有竹棚搭建前必須提交通知表格，列明設計參數及合資格人員資料。

2. 如何判斷竹材是否適合用於支撐棚架？​

   需檢查竹齡（3-5年）、直徑（毛竹≥75mm）及含水率（≤20%），且無蟲蛀裂縫。

3. 連牆器的最大間距是多少？​

   常規情況下垂直間距≤6.3米（高度<100米），橫向間距≤3米；特殊設計需工程師計算。

4. 惡劣天氣後應重點檢查哪些部位？​

   優先檢查連牆器、斜撐及立杆基礎，確認無鬆動或變形。

5. 支撐棚架使用壽命可延長至多久？​

   通過防腐處理（硼酸浸泡+桐油塗刷）及定期維護，可使用5-8年。