T

ERESA

P

ACZKOWSKA

, [e-mail]

T

OMASZ

W

RÓBLEWSKI

, [e-mail]

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, że w każdej fazie swojej pracy
muszą spełniać wymagania bezpiecznego użytkowania. Niezależnie od bieżącej konfiguracji muszą
przenosić bezpiecznie aktualnie działające obciążenia. W artykule przedstawiono przypadek katastrofy,
do której doszło w trakcie demontażu rusztowania. Na skutek niedopełnienia obowiązkom służbowym
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 można podzie-
lić na niskie lub wysokie; typu lekkiego i ciężkiego. Niskie to te, montowane do 20 m wyso-
kości, a wysokie – powyżej, nawet do 70 m wysokości. Podział na lekkie i ciężkie wynika
z poziomu dopuszczalnego obciążenia na pomostach. Dla lekkich rusztowań obciążenie
użytkowe pomostu zwykle zawiera się w zakresie 1÷1,5 kN/m

2

, natomiast dla rusztowań

typu ciężkiego obciążenie to można 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. Montaż 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 wyróżnia 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 także w wersji aluminiowej. Wtedy rusztowanie jest znacznie lżejsze i przez to
łatwiejsze w montażu przy ograniczonej liczbie montażystów. Dostępne płyty pomostów
roboczych są mocno zróżnicowane. Mogą być drewniane, klejone z listew, ze sklejek,
z perforowanych blach stalowych i aluminiowych. Najtańsze jednak są pomosty drewniane,
dlatego też w Polsce są one najczęściej stosowane. Podstawową zaletą rusztowań ramowych
jest ich lekkość, łatwość i szybkość montażu, mała liczba elementów do scalania pozwala-
jąca nawet na jednoosobowy montaż.

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 montaż i demontaż. Sztywność podłużną rusztowań zabezpiecza się sztywnymi
w płaszczyźnie poziomej pomostami, uzupełnionymi poręczami i zastrzałami. Elementy
podłużne – tj. poręcze i podłużnice, a także zastrzały w większości rozwiązań łączone są
przegubowo z ramami za pomocą uchwytów sworzniowo-zapadkowych.

Odpowiednio stężone 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 ciężki
z przeznaczeniem do prowadzenia robót budowlanych z dopuszczalnym obciążeniem
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 obciążeń o dopuszczalnej wartości obciążenia 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 niezależne podmioty
na rynku polskim przedstawicielstwa firmy Thyssen Hunnebeck udostępniają oryginalne
niemieckie wyroby wraz z DTR stanowiącą instrukcję montażu i użytkowania [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. Montaż pierwszej kondy-
gnacji rusztowania kończy ułożenie płyt pomostowych. Kolejne kondygnacje rusztowania
montuje się wprowadzając trzpień wtykowy w górne końcówki ram niżej 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 użytkowania rusztowań

Warunkiem gwarantującym bezpieczne użytkowanie rusztowań jest zapewnienie statecz-

ności ogólnej konstrukcji rusztowania we wszystkich sytuacjach użytkowych jakie mogą
wystąpić zarówno w trakcie montażu, demontażu jak i podczas użytkowania zgodnie z celem
dla jakiego to rusztowanie zostało zmontowane.

Za rozwiązania konstrukcyjne, doraźne przeglądy stanu technicznego, a także technolo-

gię montażu i demontażu odpowiada właściciel rusztowania. Jest on zobowiązany przedsta-
wić firmie montażowej, a także kierownictwu budowy instrukcję montażu i eksploatacji tzw.
dokumentację „DTR”, a także wskazać źródło lub też udostępnić:

– świadectwo dopuszczenia do stosowania na terenie Polski danego systemu rusztowań,
– Aprobatę Techniczną rozwiązania konstrukcji rusztowania.

Za właściwy montaż, przyjęcie do eksploatacji rusztowania, a także za prawidłowość jego
demontażu na podstawie przepisów prawa budowlanego – odpowiadają:

– kierownik budowy lub kierownik robót rusztowaniowych ze stosownymi uprawnienia-

mi budowlanymi wpisany do dzienniku budowy,

– inspektor nadzoru.

Każdy system rusztowań zewnętrznych przyściennych wymaga zapewnienia stateczności

ogólnej poprzez właściwy system stężeń pionowych i poziomych oraz system zakotwień
do ściany. Liczbę zakotwień dobiera się w ten sposób, by siła przypadająca na pojedynczą
kotew nie była większa niż 2,5 kN – choć każdy z systemów w tym zakresie wprowadza
swoje szczegółowe uregulowania.

Do transportu pionowego powinny być wyznaczane specjalne miejsca gwarantujące

bezpieczeństwo konstrukcji w każdej 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,
montaż i demontaż rusztowania. Firma rusztowaniowa miała z kolei podpisaną stałą umowę
z podwykonawcą na realizację montażu i demontażu 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 montażu i demontażu rusztowań.
Jednocześnie w tej samej umowie zastrzeżono konieczność protokolarnego przekazywania
do eksploatacji zmontowanych rusztowań zgodnie z przepisami i uzgodnieniami dokonywa-
nymi na budowie z przedstawicielami Spółki zamawiającej montaż i demontaż.

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 montażu 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-

taż rusztowania przyściennego Bosta 70. Dwóch członków brygady weszło na najwyższy
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
niestężony 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 przeciążenia, 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 przeciążonej 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 różnych układów
prętów powiązanych z ramą, do której zamocowany był wysięgnik wciągarki. Wszystkie
układy analizowano pod obciążeniem od ładunku jaki był podwieszony w momencie
katastrofy tzn. pięciu poręczy o długości 3 m każda, jednej poręczy o długości 2,5 m oraz
aluminiowego pomostu komunikacyjnego z drabiną. Analizowano dwa układy obciążenia:
dla położenia wysięgnika równoległego do fasady budynku tj. dla fazy załadunku oraz dla
położenia wysięgnika prostopadłego do fasady – faza opuszczania. Określając obliczeniowy
ciężar ładunku, zastosowano odpowiednie współczynniki zwiększające obciążenie oraz
uwzględniające jego dynamiczny charakter. Schemat obciążonego 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 obciążonego

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, stężone 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 stężona 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 obciążeniu 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

naprężenia w przekroju brutto

S

min

[MPa]

-4,2 -220,1 -225,7 -384,5

-7,5 naprężenia 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

że

n

ia

3*S

min

[MPa]

-12,5 -660,4 -677,2 -1153,4 -22,6 j.w. + karb w postaci otworu

Analizy potwierdziły, iż najwyższy poziom naprężeń odnotowano w trzpieniu wtykowym
od strony ściany. W osłabionym otworami przekroju trzpienia odnotowano naprężenia na
poziomie 385 MPa. Uwzględnienie możliwości koncentracji naprężeń 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 naprężeń 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 założeniu 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. Obciążenie 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
ż

adnych zastrzałów, których brak eliminował ten pion z możliwości jego wykorzystania przy

demontażu.

Wszelkie roboty związane z montażem i rozbiórką rusztowań bezwzględnie wymagają

nadzoru technicznego osób z odpowiednimi uprawnieniami budowlanymi.

Przyczyną wyrwania obu trzpieni wtykowych ze słupów ramy rusztowaniowej, było

istotne przeciążenie wywołane brakiem stężającego 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 montażu – 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.