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適用于裝配式外加電梯井道施工的小型自提升式吊裝設備和施工方法

項目成果/簡介:技術分析(創(chuàng)新性、先進性、獨占性)目前在我國城鎮(zhèn)住宅中，大量建于20世紀八、九十年代，高度在10-24米之間，層數在4-7層之間的多層住宅，受當時經濟發(fā)展水平、建設標準和相關建筑規(guī)范的限制，都沒有配建電梯。隨著我國人口老齡化問題日趨嚴重，為既有多層住宅加裝電梯的適老化改造勢在必行。創(chuàng)新性由于本發(fā)明設備和施工方法，借助下部已完成的電梯井道作為支撐結構，設備自身隨施工進度逐層自提升，無需獨立支撐結構和巨大的吊臂，極大地減小了設備的自身體積和重量。由于本發(fā)明設備和施工方法，實現(xiàn)了電梯井道的土建施工與電梯設備的安裝施工的有機結合，交叉同步進行，一機多用，極大地提高了施工的效率和速度。由于本發(fā)明設備和施工方法，設備安裝在電梯井道內部，無需占用其他場地，吊臂尺寸及作業(yè)范圍小，極大地減少了對居民日常生活的干擾，提高了施工的安全性。先進性由于本發(fā)明設備和施工方法，利用電梯轎廂軌道、導靴和安全鉗作為設備自身提升的垂直導向和安全制動裝置,利用電梯轎廂為施工垂直運輸和人員操作的平臺，極大地簡化了設備的結構。由于本發(fā)明采用了格構化的吊臂結構，相對于常見的液壓伸縮吊臂基本都采用方鋼截面形式，具有重量輕、穩(wěn)定性強的特點，極大地減小了設備的自重。由于本發(fā)明采用雙向液壓缸帶動液壓桿與兩根吊臂組合的形式，不僅加大了兩根液壓桿的伸縮范圍，提高了液壓缸的靈活性，可以到達設備的正上方和后上方，更大大簡化了整體機械結構。獨占性本發(fā)明與技術由華城(天津)建筑科技有限公司和天津大學建筑學院、建筑工程學院、機械學院、電氣自動化與信息工程學院共同組成的研究團隊自主完成，具有完全的知識產權，并同時申報國家發(fā)明和實用新型專利，目前已取得實用新型專利2項，1 項發(fā)明專利已進入實質性審查階段，另有1項發(fā)明專利和1項實用新型專利已經完成申報。總之，本發(fā)明設備具有體積小、重量輕、結構簡單、操作簡便，易于搬運及安裝，作業(yè)空間范圍小的特點。采用該設備和施工方法，不僅擺脫因老舊小區(qū)內部道路狹窄，大型的運輸和起重車輛難以進入，以及因老舊小區(qū)空間狹小，環(huán)境復雜，使用大型起重機械進行施工，場地內部干擾多，對居民及周邊建筑干擾大，存在安全隱患等現(xiàn)實問題；更有利于提高施工效率，縮短現(xiàn)場施工周期，降低勞動力成本，提高施工精度，保證施工質量與安全，減少對居民日常生活的干擾，符合建筑工業(yè)化、標準化、裝配化的發(fā)展趨勢。應用范圍:應用范圍及目前應用狀態(tài)目前既有多層建筑加裝電梯的相關技術，大多數采用構建工廠預制現(xiàn)場拼裝的施工方式，或工廠整體預制現(xiàn)場整體吊裝的施工方式。如公開號CN102583131A的專利文獻公開了一種采用組合式井架組裝的電梯井道壁，其包括由分布于井道四角的4根立柱和至少8橫梁連接形成的井架結構，橫梁與立柱之間設有拉條或加強板，上下相鄰井架結構通過立柱頂端立柱接頭和連接座對位，并通過連接孔用高強螺栓連接。再如公開號CN107117517A的專利文獻公開了一種模塊化電梯井道單體及其電梯井道。其包括多個豎向方通、橫向方通和槽鋼焊接形成的截面為方形的井道單元，相鄰兩個豎向方通的上、下兩端均有槽鋼沿橫向連接，相鄰兩個豎向方通的中部設有橫向方通，上下相鄰兩個井道單元通過焊接在井道單元上下兩端槽鋼側面的綴塊，以及豎向方鋼內的芯柱連接。公開號CN107215749A的專利文獻公開了一種電梯井道結構及提升方法，提出采用工廠整體預制現(xiàn)場分段提升的施工方式。但其中所采用提升設備安裝在下層結構框架的側邊上，每次提升結束后都需要將提升設備升至到新的高度，以完成下一步提升作業(yè)，且每次提升操作都需要完成垂直和水平兩個方向的移動，作業(yè)環(huán)節(jié)多，技術較復雜。上述解決方案，雖然主體框架結構可以實現(xiàn)工廠標準化預制，但構件數量與種類多，連接節(jié)點復雜。而且即使采用工廠整體預制和現(xiàn)場整體吊裝的施工方式，在主體框架結構施工完成后，進行幕墻等圍護結構的施工仍然無法避免大量的高空作業(yè)，以及搭建腳手架和防護工程等二次施工。同時，現(xiàn)實整體吊裝的施工過程中，由于場地內部道路狹窄，既有建筑之間距離有限，加上周圍樹木、路燈等的干擾，大型的運輸車輛和起重機械很難進入。即使能夠靠近施工場地，不僅作業(yè)的空間受限，而且安全措施也無法保證，存在較大安全隱患，對居民干擾大。現(xiàn)代工程技術的進步不僅表現(xiàn)為工程規(guī)模的巨大和工程技術的復雜，而且也體現(xiàn)在工程施工的機械程度越來越高。各種工程機械種類繁多，在出現(xiàn)大量通用工程機械設備的同時，各種用于特定施工場景和特定用途的專用設備也越來越多。如目前最常見塔吊就是專門用來進行高層建筑工程施工的專用設備，集裝箱碼頭用的龍門吊就是為了適應集裝箱規(guī)格統(tǒng)一但吊裝效率高的需求而發(fā)明的專用設備。對于通常工程施工、設備安裝，以及搶險、救援等場最使用的起重機械大多采用液壓伸縮吊臂的形式。由于受機械結構和力學原理的限制，液壓伸縮吊臂的規(guī)格和重量一般都比較大，通常直接采用輪胎式或履帶式車載的方式來提高搬運和組裝的效率，大大提高的起重機械的靈活性。目前既有多層建筑加裝電梯的相關技術，大多數采用工廠整體預制，現(xiàn)場整體吊裝的施工方式。雖然現(xiàn)場整體吊裝施工，可以使用通用的大型吊車來完成，但通常情況下由于場地內部道路狹窄，既有建筑之間距離有限，加上周圍樹木、路燈等的干擾，大型的運輸車輛和起重機械很難進入。即使能夠靠近施工場地，不僅作業(yè)的空間受限，而且安全措施也無法保證，存在較大安全隱患，對居民干擾大。因此，需要針對空間小、干擾多的施工場最發(fā)明既有多層建筑加裝電梯工程吊裝施工的專用小型起重設備。針對目前既有多層建筑裝配式外加電梯井道工程中，施工周期長，施工場地空間受限、對居民干擾大、存在安全隱患、操作環(huán)節(jié)多、技術復雜等問題，本發(fā)明提供一種適用于裝配式外加電梯井道施工的小型白提升式吊裝設備。使用該設備進行電梯井道的吊裝施工，占地空間小，施工周期短，對居民干擾小，方便、安全、快捷。效益分析:前景及經濟社會效益分析等根據1956年聯(lián)合國《人口老齡化及其社會經濟后果》確定的標準，當一個國家或地區(qū) 65歲及以上老年人口數量占總人口比例超過7%時，則意味著這個國家或地區(qū)進入老齡化。1982 年維也納老齡問題世界大會，確定60 歲及以上老年人口占總人口比例超過10%, 意味著這個國家或地區(qū)進入嚴重老齡化。根據2000年第五次人口普查結果，我國65歲以上老年人口已達8811 萬人，占總人口6.96%，60 歲以上人口達1.3億人，占總人口10.2%，按國際標準我國正式進入了老齡化社會。而截至2017年底，我國60周歲及以上人口2.4億人，占總人口的17.3%，其中65周歲及以上人口1.58億人，占總人口的1.4%中國老年人口比例嚴重超標，已經成為世界上老年人口最多的國家，社會老齡化問題已經十分嚴峻。近年來，廣東、上海、北京、福州、杭州等各地方政府鼓勵城市居民自行出資加裝電梯，并已開展了大量改造工程實踐，并取得了較好的社會效果。2018至2021四年間國務院總理李克強的政府工作報告中都明確提出鼓勵和支持既有多層住宅加裝電梯。據統(tǒng)計，我國2000年前建成的老舊小區(qū)約有17萬個，總面積近100億平米，幾乎等于歐洲主要國家的總和，約是日本的4倍，涉及約4200萬戶和上億居民。按照可操作性預估，如果全部加裝電梯，市場需求量約為500萬臺。去除因建筑設計、無法協(xié)商等客觀因素無法加裝的，保守估計至少需要200萬臺以上。按目前每部電梯綜合造價60萬元計算，可以帶動至少1.2萬億的固定資產投資。如此巨大的改造范圍和工程量，不僅是一項重大的民生和民心工程，也蘊含著巨大的市場潛力，成為新常態(tài)下拉動內需促進經濟增長的重要引擎，具有重要政治、經濟、社會和環(huán)境意義。知識產權類型:發(fā)明專利技術成熟度:正在研發(fā)技術先進程度:達到國內先進水平成果獲得方式:與院校合作自籌資金:100.00萬元自籌資金來源:企業(yè)

天津大學 2021-04-11

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