施工升降机的技术状况和发展方向探讨

摘  要：施工升降机作为建筑工程材料中提升物料或施工人员的重要起重机械设备，其作用在建筑工程施工中的重要价值不可忽视。本文在探究国内外施工升降机发展现状的基础上，研究了国内施工升降机应用过程中存在的主要问题，并探讨了国内外施工升降机的标准，比较了国内外在施工升降机已制定技术标准订立上存在的不足，最后对未来施工升降机的智能化发展和绿色化发展方向进行深入探究，旨在为施工升降机技术应用水平的不断提升带来更多参考和启迪。

关键词：施工升降机;技术状况;发展方向

中图分类号：TH211.6     文献标识码：A       文章编号：2096-6903（2021）04-0000-00

0引言

施工升降机是利用吊笼等机械设备在垂直方向上或微小倾斜度方向上的导轨上提升物料和基层施工工作人员的重要起重机械设备之一，也是建筑工程施工行业必不可少的垂直运输机械。近年来，随着我国经济社会的快速发展和建筑工程规模的不断扩大，施工升降机为满足高层建筑物或其他智能建筑的多样化建设需求，而在种类、设计方法、应用技术和结构创新上都有了不同程度的展现和发展，涌现出了较多类别的施工升降机技术类型。同时，学术界和行业规范制定专家也对施工升降机的技术判别标准进行了优化改良，在标准制定和行业规范上也有着一定发展和进步。因此，本文对施工升降机技术应用现状、升降机评判技术标准及未来发展方向进行研究，这不仅在一定程度上丰富了施工升降机的理论体系，也为施工升降机在建筑工程应用中的实践提供了一定参考。

1当前施工升降机发展状况

1.1国外发展状况

近年来来，随着建筑工程产业规模的不断扩大，施工升降机在建筑工程结构中的应用范围进一步提高，同时不同结构类型的施工升降机被不断优化创新，多样化的新型结构在一定倾斜度的建筑工程垂直物料运输中的需求不断增长，倾斜施工升降机应时而生。在此过程中，升降机能利用吊笼和建筑物垂直方向平行的结构设置，在较高烟囱、水塔甚至大跨度桥梁等建筑物结构表面或其它具备一定倾斜角度的高层建筑物表面使用[1]。同时，为便于小型建筑施工的物料提升，达成更优良的施工升降机应用效果，德国Bocker公司生产了快速折叠式施工升降机，该升降机能够在整体收缩状况下穿行较为狭窄的通道，且整个升降机结构设计较为简单，结构紧凑，自重较小且轻巧便捷，机构底部能绕底座旋转360°，操作方便，效率较高，整体处于可弯折状态，能够进一步延伸进入建筑物顶部，整个使用过程较为方便，图1即为德国Bocker公司生产的快装折叠式升降机[2]。

与此同时，随着建筑产业节能化、智能化、安全生产等理念的提出和发展，减少自重以及产品多样化形式逐步成为建筑施工升降机机械优化的重要途径。图2即为意大利Maber公司的MB型施工升降机，该升降机采用三角形结构，有效减少机械自重，且并不影响运行结构的稳定性，在成本降低和安装效率提升方面有着较大优势[3]。

1.2国内发展状况

我国施工升降机的发展源自1973年第一台国产齿轮齿条式施工升降机，近50年的发展历程使国产升降机在结构形式、功能实现、用途质量和性能提升甚至安全安装等诸多方面有了较大变化和改良。近年来，随着国产有限元结构优化理论、结构动力分析理论、机械振动与模态分析理论、计算机辅助设计等理论体系的快速发展和相关产业的不断进步，各理论在施工升降机中的研究和开发得到大规模应用，为施工升降机的快速发展带来了巨大理论支撑。目前，由导轨架、吊笼、传动装置、安全装置、制动装置和附墙结构等组成的施工升降机机构设备标准架设高度已由传统模式下的标准架设高度100 m以内提升到150 m以内，且超过该架设高度的施工升降机也在近年来得到研发与应用[4]。同时，作为施工升降机的标准部分并未呈现较大变化，无论架设规模大小，均采用从上到下的统一规格的无缝钢管衔接方式，基本达到建筑工程施工的架设高度需求。就吊笼而言，施工升降机中的吊笼结构形式多样，但绝大部分为普通钢焊接构件，传动系统往往由电动机、减速机等关键部分组成，且近年来我国施工升降机的吊笼速度已由传统模式下的40m/min提高到60m/min、80m/min甚至96m/min，国产施工升降机的额定载重数量也进一步提升到每笼2000kg左右，为建筑工程产业施工升降机的应用奠定了扎实基础。

2国内施工升降机存在的主要问题

深入探究我国现阶段施工升降机应用过程可知，现阶段升降机应用主要存在以下问题：

首先，施工升降机标准节分段架设仍旧采用同一直径钢管无缝衔接，并未根据升降机标准节上下部分受力差异，在全面掌握施工升降机不同架设高度、不同横截面上、不同受力状态的基础上，根据升降机标准节应力状态和应力值大小选择不同直径大小的钢管。通常情况下，施工升降机标准节高度与标准节不同截面上的受力状态息息相关，升降机标准节上端受到风荷载影响较大，下端受到上端压力荷载较大，且升降机下端标准节受到荷载情况更加复杂，受力分析更加困难。也就是说，升降机标准节随着架设高度的不断增加，标准节不同截面荷载承受变化状态复杂程度各有不同，在施工升降机架设高度标准节分段考虑上，应采取不同高度不同直径的方式，既减轻施工升降机的钢材消耗量，减轻施工升降机结构因钢材直径不同而造成的较大自重，降低施工升降机的生产成本，且按照不同截面直径进行颜色分类，从而有效保证施工升降机的安全，为施工环境改良带来一定参考。

其次，施工升降机产品的多样化应用不足。根据现阶段我国建筑工程可知，不同高度的施工升降机往往采用三角形对称结构或矩形对重结构与无对重结构方式。在三角形截面的导轨架上，当任意减少某一主线杆时，施工升降机成本或安装便捷度方面都会存在较大不同，而针对架设高度100m以下的工程建筑，使用该类施工升降机将存在着巨大的价格和应用优势。因此，针对不同建筑结构需采取不同截面形状的导轨架，最大限度提升建筑工程应用中施工升降机的性价比。但就目前而言，根据建筑工程施工需要和架设高度需要采取针对性较强的多样化产品，并未得到施工升降機应用产业的较大关注。目前，国内绝大部分施工升降机生产厂家强化了对施工升降机最大额定重量的关注。

再者，国内施工升降机并未广泛采用变频器改善施工升降机的速度特性。众所周知，变频器在施工过程中的速度特性改善方面有着不可忽视的重要价值，而国产升降机在过去较长时间段内的速度提升均为40～50m/min。近年来，尽管将该速度提升到了96m/min，但并不能满足未来建筑工程施工中施工升降机的速度变化需求。施工升降机对速度的较大转变以及对速度提升的要求，也必然导致施工升降机对导轨架要求的变化，对传动系统要求的变化以及对施工升降机控制标准的变化。随着近年来变频器在各式各样速度特性优化和改良方面的应用，以及该项技术成熟度的不断增加，变频器为施工升降机速度改变和改善施工升降机制动、启动等方面的速度参数带来了可能。

最后，施工升降机吊笼自重过大、体积过大在一定程度上影响了升降机额定最大载重量和司机室人员舒适度。施工升降机作为建筑工程施工垂直运输建筑物料的关键设备，吊笼更是完成该项任务的具体执行构件，目前，施工升降机吊笼大多以数根立杆焊接方式作为钢结构支撑，吊笼四个侧边安装门窗或者活动板门方式进出与照明，通过顶端专用梯子紧急出口的设置，或顶部架设通道方式完成施工升降机维护与保养，但吊笼过大问题仍旧严重影响吊笼运输，尤其是在对高层和超高层建筑施工升降机的应用上，吊笼自重过大极大程度上限制了施工升降机的应用。

3国内外施工升降机标准比较与不足

目前，国内外关于施工升降机标准比较过程中的区别主要体现在吊笼地板面积限制不同、安装工况吊笼额定荷载限制不同、吊笼提升速度加载限制不同、卸载时施工升降机的附扎力限制不同、施工升降机标准规定使用寿命限制不同等五大方面。以施工升降机加载和卸载时的附加力不同为例，探究国内外关于施工升降机的不同类别标准可知，施工升降机吊笼门和层门设计强度有所不同，因此，在考虑施工升降机加载或卸载时产生的垂直力和水平力大小也就有所不同。欧洲国家标准规定，施工升降机垂直力是吊笼额定荷载力的50%，且不应大于2.5kN，但我国施工升降机应用标准并未将该项卸载和加载时的附加力纳入其中。

4施工升降机的未来发展方向

4.1智能化控制系统在未来的应用

目前，在高层建筑或者超高层建筑工程施工中，大量使用的施工升降机并未安装楼层与电梯之间的联络呼叫装置，在一定程度上给建筑工程施工造成了诸多不便，因此，未来智能化控制系统在施工升降机中的应用将是其重要发展方向。其中，智能楼层呼叫器将是施工升降机智能化控制系统的重要组成部分，在高层建筑或超高层建筑工程施工中，智能楼层呼叫器的应用将改变传统模式下建筑工程施工工人无奈之下敲打升降机标准节或附件、或大声呼喊或bb机信号传递等方式联系施工电梯司机，改变了该类不安全、不准确的信号传递方法，以楼层呼叫器方式采用无线呼叫装置，将其置于施工升降机楼层人货电梯口处，方便快捷且安全高效，更科学地对高层或超高层建筑施工升降机进行速度调配，极大限度提升施工升降机的运输效率。

另一方面，施工升降机中变频调速器的应用也将是施工升降机智能化控制系统应用的重要体现。利用变频调速控制施工升降机，可采取变频控制和普通控制的功能转换模式，保证施工升降机处于节能状态，保证施工升降机制动过程平稳可靠。同时，可采取面板智能显示方式，实时监控施工升降机上下运行状态，利用滑触线代替传统模式下的电缆供电方式，大幅度减少施工升降机上行时的电缆自重压力和负荷压力，改变了传统模式下电缆供电受到外界风雨等恶劣天气环境影响而导致的施工功能降低。最后，利用变频控制器调整速度后，施工升降机吊笼震动较小，有效延长了施工升降机整体使用寿命，在较大程度上实现了节能环保、安全平稳和优质科学的基本目标。

4.2改善速度特性，提高額定最大载重

施工升降机速度性能提升，能够大幅度提高施工升降机生产效率，改变施工升降机由于性能不足而导致的施工效率低下的尴尬情形。目前，在高层建筑与超高层建筑规模不断扩大的背景下，施工升降机速度特性改良的重要性不可忽视，对施工升降机速度特性的优化改良，并不能影响施工升降机其它产品性能，不能出现速度提升但运行稳定性降低或运行安全性降低等问题。因此，利用变频器将是施工升降机速度特性优化的重要解决方案。与此同时，在对施工升降机进行速度特性优化改良时，可着重研发其他措施不断提高施工升降机的额定载重量，保证施工升降机在额定载重量功能提升方面得到较大突破。

5结语

施工升降机作为建筑工程起重机械设备的重要组成部分，与其他建筑施工机械年增长率较高并不相同，但却在建筑工程施工市场有着巨大的经济发展前景和经济效益。因此，正确认识现阶段我国施工升降机应用过程中存在的不足与问题，对比国产施工升降机与外国先进标准制造下的施工升降机，在掌握全面理论知识和实践经验的基础上，不断优化改良我国施工升降机的各种性能参数，并在此基础上升级优化产品，做出更具科技含量、更具市场竞争力的施工升降机将是保证我国施工升降机占据更大国际市场的基本途径。

参考文献

[1]  俞启灏.国产施工升降机今后的发展[J].北京建筑工程学院学报，2005（4）：35-37.

[2] 何振础.施工升降机国内外标准比较[J].建筑机械化，2008（1）：46-48.

[3] 李贺兵，潘鑫，奚云峰.影响起重机检验安全性判定的问题分析[J].化工管理，2019（33）：146.

[4] 王厦.基于改进模糊理论的起重机防摇控制仿真分析[J].有色设备，2019（6）：30-33.

收稿日期：2021-03-02

作者简介：赵剑锋（1986—），男，广西百色人，本科，工程师，研究方向：施工升降机发。

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