施工升降機的技術狀況和發展方向探討

摘? 要：施工升降機作為建筑工程材料中提升物料或施工人員的重要起重機械設備，其作用在建筑工程施工中的重要價值不可忽視。本文在探究國內外施工升降機發展現狀的基礎上，研究了國內施工升降機應用過程中存在的主要問題，并探討了國內外施工升降機的標準，比較了國內外在施工升降機已制定技術標準訂立上存在的不足，最后對未來施工升降機的智能化發展和綠色化發展方向進行深入探究，旨在為施工升降機技術應用水平的不斷提升帶來更多參考和啟迪。

關鍵詞：施工升降機;技術狀況;發展方向

中圖分類號：TH211.6???? 文獻標識碼：A?????? 文章編號：2096-6903（2021）04-0000-00

0引言

施工升降機是利用吊籠等機械設備在垂直方向上或微小傾斜度方向上的導軌上提升物料和基層施工工作人員的重要起重機械設備之一，也是建筑工程施工行業必不可少的垂直運輸機械。近年來，隨著我國經濟社會的快速發展和建筑工程規模的不斷擴大，施工升降機為滿足高層建筑物或其他智能建筑的多樣化建設需求，而在種類、設計方法、應用技術和結構創新上都有了不同程度的展現和發展，涌現出了較多類別的施工升降機技術類型。同時，學術界和行業規范制定專家也對施工升降機的技術判別標準進行了優化改良，在標準制定和行業規范上也有著一定發展和進步。因此，本文對施工升降機技術應用現狀、升降機評判技術標準及未來發展方向進行研究，這不僅在一定程度上豐富了施工升降機的理論體系，也為施工升降機在建筑工程應用中的實踐提供了一定參考。

1當前施工升降機發展狀況

1.1國外發展狀況

近年來來，隨著建筑工程產業規模的不斷擴大，施工升降機在建筑工程結構中的應用范圍進一步提高，同時不同結構類型的施工升降機被不斷優化創新，多樣化的新型結構在一定傾斜度的建筑工程垂直物料運輸中的需求不斷增長，傾斜施工升降機應時而生。在此過程中，升降機能利用吊籠和建筑物垂直方向平行的結構設置，在較高煙囪、水塔甚至大跨度橋梁等建筑物結構表面或其它具備一定傾斜角度的高層建筑物表面使用[1]。同時，為便于小型建筑施工的物料提升，達成更優良的施工升降機應用效果，德國Bocker公司生產了快速折疊式施工升降機，該升降機能夠在整體收縮狀況下穿行較為狹窄的通道，且整個升降機結構設計較為簡單，結構緊湊，自重較小且輕巧便捷，機構底部能繞底座旋轉360°，操作方便，效率較高，整體處于可彎折狀態，能夠進一步延伸進入建筑物頂部，整個使用過程較為方便，圖1即為德國Bocker公司生產的快裝折疊式升降機[2]。

與此同時，隨著建筑產業節能化、智能化、安全生產等理念的提出和發展，減少自重以及產品多樣化形式逐步成為建筑施工升降機機械優化的重要途徑。圖2即為意大利Maber公司的MB型施工升降機，該升降機采用三角形結構，有效減少機械自重，且并不影響運行結構的穩定性，在成本降低和安裝效率提升方面有著較大優勢[3]。

1.2國內發展狀況

我國施工升降機的發展源自1973年第一臺國產齒輪齒條式施工升降機，近50年的發展歷程使國產升降機在結構形式、功能實現、用途質量和性能提升甚至安全安裝等諸多方面有了較大變化和改良。近年來，隨著國產有限元結構優化理論、結構動力分析理論、機械振動與模態分析理論、計算機輔助設計等理論體系的快速發展和相關產業的不斷進步，各理論在施工升降機中的研究和開發得到大規模應用，為施工升降機的快速發展帶來了巨大理論支撐。目前，由導軌架、吊籠、傳動裝置、安全裝置、制動裝置和附墻結構等組成的施工升降機機構設備標準架設高度已由傳統模式下的標準架設高度100 m以內提升到150 m以內，且超過該架設高度的施工升降機也在近年來得到研發與應用[4]。同時，作為施工升降機的標準部分并未呈現較大變化，無論架設規模大小，均采用從上到下的統一規格的無縫鋼管銜接方式，基本達到建筑工程施工的架設高度需求。就吊籠而言，施工升降機中的吊籠結構形式多樣，但絕大部分為普通鋼焊接構件，傳動系統往往由電動機、減速機等關鍵部分組成，且近年來我國施工升降機的吊籠速度已由傳統模式下的40m/min提高到60m/min、80m/min甚至96m/min，國產施工升降機的額定載重數量也進一步提升到每籠2000kg左右，為建筑工程產業施工升降機的應用奠定了扎實基礎。

2國內施工升降機存在的主要問題

深入探究我國現階段施工升降機應用過程可知，現階段升降機應用主要存在以下問題：

首先，施工升降機標準節分段架設仍舊采用同一直徑鋼管無縫銜接，并未根據升降機標準節上下部分受力差異，在全面掌握施工升降機不同架設高度、不同橫截面上、不同受力狀態的基礎上，根據升降機標準節應力狀態和應力值大小選擇不同直徑大小的鋼管。通常情況下，施工升降機標準節高度與標準節不同截面上的受力狀態息息相關，升降機標準節上端受到風荷載影響較大，下端受到上端壓力荷載較大，且升降機下端標準節受到荷載情況更加復雜，受力分析更加困難。也就是說，升降機標準節隨著架設高度的不斷增加，標準節不同截面荷載承受變化狀態復雜程度各有不同，在施工升降機架設高度標準節分段考慮上，應采取不同高度不同直徑的方式，既減輕施工升降機的鋼材消耗量，減輕施工升降機結構因鋼材直徑不同而造成的較大自重，降低施工升降機的生產成本，且按照不同截面直徑進行顏色分類，從而有效保證施工升降機的安全，為施工環境改良帶來一定參考。

其次，施工升降機產品的多樣化應用不足。根據現階段我國建筑工程可知，不同高度的施工升降機往往采用三角形對稱結構或矩形對重結構與無對重結構方式。在三角形截面的導軌架上，當任意減少某一主線桿時，施工升降機成本或安裝便捷度方面都會存在較大不同，而針對架設高度100m以下的工程建筑，使用該類施工升降機將存在著巨大的價格和應用優勢。因此，針對不同建筑結構需采取不同截面形狀的導軌架，最大限度提升建筑工程應用中施工升降機的性價比。但就目前而言，根據建筑工程施工需要和架設高度需要采取針對性較強的多樣化產品，并未得到施工升降機應用產業的較大關注。目前，國內絕大部分施工升降機生產廠家強化了對施工升降機最大額定重量的關注。

再者，國內施工升降機并未廣泛采用變頻器改善施工升降機的速度特性。眾所周知，變頻器在施工過程中的速度特性改善方面有著不可忽視的重要價值，而國產升降機在過去較長時間段內的速度提升均為40～50m/min。近年來，盡管將該速度提升到了96m/min，但并不能滿足未來建筑工程施工中施工升降機的速度變化需求。施工升降機對速度的較大轉變以及對速度提升的要求，也必然導致施工升降機對導軌架要求的變化，對傳動系統要求的變化以及對施工升降機控制標準的變化。隨著近年來變頻器在各式各樣速度特性優化和改良方面的應用，以及該項技術成熟度的不斷增加，變頻器為施工升降機速度改變和改善施工升降機制動、啟動等方面的速度參數帶來了可能。

最后，施工升降機吊籠自重過大、體積過大在一定程度上影響了升降機額定最大載重量和司機室人員舒適度。施工升降機作為建筑工程施工垂直運輸建筑物料的關鍵設備，吊籠更是完成該項任務的具體執行構件，目前，施工升降機吊籠大多以數根立桿焊接方式作為鋼結構支撐，吊籠四個側邊安裝門窗或者活動板門方式進出與照明，通過頂端專用梯子緊急出口的設置，或頂部架設通道方式完成施工升降機維護與保養，但吊籠過大問題仍舊嚴重影響吊籠運輸，尤其是在對高層和超高層建筑施工升降機的應用上，吊籠自重過大極大程度上限制了施工升降機的應用。

3國內外施工升降機標準比較與不足

目前，國內外關于施工升降機標準比較過程中的區別主要體現在吊籠地板面積限制不同、安裝工況吊籠額定荷載限制不同、吊籠提升速度加載限制不同、卸載時施工升降機的附扎力限制不同、施工升降機標準規定使用壽命限制不同等五大方面。以施工升降機加載和卸載時的附加力不同為例，探究國內外關于施工升降機的不同類別標準可知，施工升降機吊籠門和層門設計強度有所不同，因此，在考慮施工升降機加載或卸載時產生的垂直力和水平力大小也就有所不同。歐洲國家標準規定，施工升降機垂直力是吊籠額定荷載力的50%，且不應大于2.5kN，但我國施工升降機應用標準并未將該項卸載和加載時的附加力納入其中。

4施工升降機的未來發展方向

4.1智能化控制系統在未來的應用

目前，在高層建筑或者超高層建筑工程施工中，大量使用的施工升降機并未安裝樓層與電梯之間的聯絡呼叫裝置，在一定程度上給建筑工程施工造成了諸多不便，因此，未來智能化控制系統在施工升降機中的應用將是其重要發展方向。其中，智能樓層呼叫器將是施工升降機智能化控制系統的重要組成部分，在高層建筑或超高層建筑工程施工中，智能樓層呼叫器的應用將改變傳統模式下建筑工程施工工人無奈之下敲打升降機標準節或附件、或大聲呼喊或bb機信號傳遞等方式聯系施工電梯司機，改變了該類不安全、不準確的信號傳遞方法，以樓層呼叫器方式采用無線呼叫裝置，將其置于施工升降機樓層人貨電梯口處，方便快捷且安全高效，更科學地對高層或超高層建筑施工升降機進行速度調配，極大限度提升施工升降機的運輸效率。

另一方面，施工升降機中變頻調速器的應用也將是施工升降機智能化控制系統應用的重要體現。利用變頻調速控制施工升降機，可采取變頻控制和普通控制的功能轉換模式，保證施工升降機處于節能狀態，保證施工升降機制動過程平穩可靠。同時，可采取面板智能顯示方式，實時監控施工升降機上下運行狀態，利用滑觸線代替傳統模式下的電纜供電方式，大幅度減少施工升降機上行時的電纜自重壓力和負荷壓力，改變了傳統模式下電纜供電受到外界風雨等惡劣天氣環境影響而導致的施工功能降低。最后，利用變頻控制器調整速度后，施工升降機吊籠震動較小，有效延長了施工升降機整體使用壽命，在較大程度上實現了節能環保、安全平穩和優質科學的基本目標。

4.2改善速度特性，提高額定最大載重

施工升降機速度性能提升，能夠大幅度提高施工升降機生產效率，改變施工升降機由于性能不足而導致的施工效率低下的尷尬情形。目前，在高層建筑與超高層建筑規模不斷擴大的背景下，施工升降機速度特性改良的重要性不可忽視，對施工升降機速度特性的優化改良，并不能影響施工升降機其它產品性能，不能出現速度提升但運行穩定性降低或運行安全性降低等問題。因此，利用變頻器將是施工升降機速度特性優化的重要解決方案。與此同時，在對施工升降機進行速度特性優化改良時，可著重研發其他措施不斷提高施工升降機的額定載重量，保證施工升降機在額定載重量功能提升方面得到較大突破。

5結語

施工升降機作為建筑工程起重機械設備的重要組成部分，與其他建筑施工機械年增長率較高并不相同，但卻在建筑工程施工市場有著巨大的經濟發展前景和經濟效益。因此，正確認識現階段我國施工升降機應用過程中存在的不足與問題，對比國產施工升降機與外國先進標準制造下的施工升降機，在掌握全面理論知識和實踐經驗的基礎上，不斷優化改良我國施工升降機的各種性能參數，并在此基礎上升級優化產品，做出更具科技含量、更具市場競爭力的施工升降機將是保證我國施工升降機占據更大國際市場的基本途徑。

參考文獻

[1]? 俞啟灝.國產施工升降機今后的發展[J].北京建筑工程學院學報，2005（4）：35-37.

[2] 何振礎.施工升降機國內外標準比較[J].建筑機械化，2008（1）：46-48.

[3] 李賀兵，潘鑫，奚云峰.影響起重機檢驗安全性判定的問題分析[J].化工管理，2019（33）：146.

[4] 王廈.基于改進模糊理論的起重機防搖控制仿真分析[J].有色設備，2019（6）：30-33.

收稿日期：2021-03-02

作者簡介：趙劍鋒（1986—），男，廣西百色人，本科，工程師，研究方向：施工升降機發。

Discussion on Technical Status and Development Direction of Construction Elevator

ZHAO Jianfeng

（Guangxi Construction Machinery Manufacturing Co.， Ltd.， Nanning?? Guangxi? 530001）

Abstract： As an important lifting mechanical equipment for lifting materials or construction personnel in construction engineering materials， the important value of construction elevator in construction engineering cannot be ignored. On the basis of exploring the development status of construction elevators at home and abroad， this paper studies the main problems existing in the application process of construction elevators at home and abroad， discusses the standards of construction elevators at home and abroad， and compares the shortcomings existing in the formulation of technical standards of construction elevators at home and abroad， Finally， the intelligent development and green development direction of the future construction elevator are deeply explored in order to bring more reference and Enlightenment for the continuous improvement of the application level of construction elevator technology.

Key words： construction elevator; technical status; development direction