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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(shè)備和施工方法

項目成果/簡介:技術(shù)分析(創(chuàng)新性、先進(jìn)性、獨(dú)占性)目前在我國城鎮(zhèn)住宅中，大量建于20世紀(jì)八、九十年代，高度在10-24米之間，層數(shù)在4-7層之間的多層住宅，受當(dāng)時經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)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(yán)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(shè)備和施工方法，借助下部已完成的電梯井道作為支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)備自身隨施工進(jìn)度逐層自提升，無需獨(dú)立支撐結(jié)構(gòu)和巨大的吊臂，極大地減小了設(shè)備的自身體積和重量。由于本發(fā)明設(shè)備和施工方法，實(shí)現(xiàn)了電梯井道的土建施工與電梯設(shè)備的安裝施工的有機(jī)結(jié)合，交叉同步進(jìn)行，一機(jī)多用，極大地提高了施工的效率和速度。由于本發(fā)明設(shè)備和施工方法，設(shè)備安裝在電梯井道內(nèi)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(jìn)性由于本發(fā)明設(shè)備和施工方法，利用電梯轎廂軌道、導(dǎo)靴和安全鉗作為設(shè)備自身提升的垂直導(dǎo)向和安全制動裝置,利用電梯轎廂為施工垂直運(yùn)輸和人員操作的平臺，極大地簡化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)。由于本發(fā)明采用了格構(gòu)化的吊臂結(jié)構(gòu)，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(qiáng)的特點(diǎn)，極大地減小了設(shè)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(dá)設(shè)備的正上方和后上方，更大大簡化了整體機(jī)械結(jié)構(gòu)。獨(dú)占性本發(fā)明與技術(shù)由華城(天津)建筑科技有限公司和天津大學(xué)建筑學(xué)院、建筑工程學(xué)院、機(jī)械學(xué)院、電氣自動化與信息工程學(xué)院共同組成的研究團(tuán)隊自主完成，具有完全的知識產(chǎn)權(quán)，并同時申報國家發(fā)明和實(shí)用新型專利，目前已取得實(shí)用新型專利2項，1 項發(fā)明專利已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性審查階段，另有1項發(fā)明專利和1項實(shí)用新型專利已經(jīng)完成申報。總之，本發(fā)明設(shè)備具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，易于搬運(yùn)及安裝，作業(yè)空間范圍小的特點(diǎn)。采用該設(shè)備和施工方法，不僅擺脫因老舊小區(qū)內(nèi)部道路狹窄，大型的運(yùn)輸和起重車輛難以進(jìn)入，以及因老舊小區(qū)空間狹小，環(huán)境復(fù)雜，使用大型起重機(jī)械進(jìn)行施工，場地內(nèi)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(shí)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)化、裝配化的發(fā)展趨勢。應(yīng)用范圍:應(yīng)用范圍及目前應(yīng)用狀態(tài)目前既有多層建筑加裝電梯的相關(guān)技術(shù)，大多數(shù)采用構(gòu)建工廠預(yù)制現(xiàn)場拼裝的施工方式，或工廠整體預(yù)制現(xiàn)場整體吊裝的施工方式。如公開號CN102583131A的專利文獻(xiàn)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(jié)構(gòu)，橫梁與立柱之間設(shè)有拉條或加強(qiáng)板，上下相鄰井架結(jié)構(gòu)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(qiáng)螺栓連接。再如公開號CN107117517A的專利文獻(xiàn)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(shè)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(cè)面的綴塊，以及豎向方鋼內(nèi)的芯柱連接。公開號CN107215749A的專利文獻(xiàn)公開了一種電梯井道結(jié)構(gòu)及提升方法，提出采用工廠整體預(yù)制現(xiàn)場分段提升的施工方式。但其中所采用提升設(shè)備安裝在下層結(jié)構(gòu)框架的側(cè)邊上，每次提升結(jié)束后都需要將提升設(shè)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(shù)較復(fù)雜。上述解決方案，雖然主體框架結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)工廠標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制，但構(gòu)件數(shù)量與種類多，連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜。而且即使采用工廠整體預(yù)制和現(xiàn)場整體吊裝的施工方式，在主體框架結(jié)構(gòu)施工完成后，進(jìn)行幕墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)工程等二次施工。同時，現(xiàn)實(shí)整體吊裝的施工過程中，由于場地內(nèi)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(yùn)輸車輛和起重機(jī)械很難進(jìn)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(shù)的進(jìn)步不僅表現(xiàn)為工程規(guī)模的巨大和工程技術(shù)的復(fù)雜，而且也體現(xiàn)在工程施工的機(jī)械程度越來越高。各種工程機(jī)械種類繁多，在出現(xiàn)大量通用工程機(jī)械設(shè)備的同時，各種用于特定施工場景和特定用途的專用設(shè)備也越來越多。如目前最常見塔吊就是專門用來進(jìn)行高層建筑工程施工的專用設(shè)備，集裝箱碼頭用的龍門吊就是為了適應(yīng)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(shè)備。對于通常工程施工、設(shè)備安裝，以及搶險、救援等場最使用的起重機(jī)械大多采用液壓伸縮吊臂的形式。由于受機(jī)械結(jié)構(gòu)和力學(xué)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(yùn)和組裝的效率，大大提高的起重機(jī)械的靈活性。目前既有多層建筑加裝電梯的相關(guān)技術(shù)，大多數(shù)采用工廠整體預(yù)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(nèi)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(yùn)輸車輛和起重機(jī)械很難進(jìn)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(shè)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(shù)復(fù)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(shè)備。使用該設(shè)備進(jìn)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(jīng)濟(jì)社會效益分析等根據(jù)1956年聯(lián)合國《人口老齡化及其社會經(jīng)濟(jì)后果》確定的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)一個國家或地區(qū) 65歲及以上老年人口數(shù)量占總?cè)丝诒壤^7%時，則意味著這個國家或地區(qū)進(jìn)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?cè)丝诒壤^10%, 意味著這個國家或地區(qū)進(jìn)入嚴(yán)重老齡化。根據(jù)2000年第五次人口普查結(jié)果，我國65歲以上老年人口已達(dá)8811 萬人，占總?cè)丝?.96%，60 歲以上人口達(dá)1.3億人，占總?cè)丝?0.2%，按國際標(biāo)準(zhǔn)我國正式進(jìn)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?cè)丝诘?7.3%，其中65周歲及以上人口1.58億人，占總?cè)丝诘?.4%中國老年人口比例嚴(yán)重超標(biāo)，已經(jīng)成為世界上老年人口最多的國家，社會老齡化問題已經(jīng)十分嚴(yán)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(shí)踐，并取得了較好的社會效果。2018至2021四年間國務(wù)院總理李克強(qiáng)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(jù)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(yù)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(shè)計、無法協(xié)商等客觀因素?zé)o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(chǎn)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(yùn)含著巨大的市場潛力，成為新常態(tài)下拉動內(nèi)需促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的重要引擎，具有重要政治、經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境意義。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)成熟度:正在研發(fā)技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)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(xué) 2021-04-11

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