模块化装配式外加电梯井道顶升施工设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种装配式建筑结构的安装设备，具体来说涉及一种工厂标准化、模块化预制，现场分段装配的既有多层建筑外加电梯井道施工设备。


背景技术：

2.中国已经成为世界上老年人口最多的国家，社会老龄化问题已经十分严峻。然而在我国城镇住宅中，大量建于20世纪八、九十年代的多层住宅，受当时经济发展水平、建设标准和相关建筑规范的限制，都没有配建电梯。随着我国人口老龄化问题日趋严重，为既有多层住宅加装电梯的适老化改造势在必行。近年来，广东、上海、北京、福州、杭州等地已开展了大量改造工程实践，并取得了较好的社会效果。同时，将推进城镇老旧小区改造作为一项改善群众居住条件的民生工程，鼓励老旧小区多层住宅加装电梯。
3.目前既有多层建筑加装电梯的相关技术，大多数采用工厂整体预制，现场整体吊装的施工方式。虽然现场整体吊装施工，可以使用通用的大型吊车来完成，但通常情况下由于场地内部道路狭窄，既有建筑之间距离有限，加上周围树木、路灯等的干扰，大型的运输车辆和起重机械很难进入。即使能够靠近施工场地，不仅作业的空间受限，而且安全措施也无法保证，存在较大安全隐患，对居民干扰大。因此，急需针对既有多层建筑加装电梯工程吊装施工的专用小型起重设备。
4.现有技术中，如公开号cn107215749a的专利文献公开了一种电梯井道结构及提升方法，提出采用工厂整体预制现场分段提升的施工方式。但其中所采用提升设备安装在下层结构框架的侧边上，每次提升结束后都需要将提升设备升至到新的高度，以完成下一步提升作业，且每次提升操作都需要完成垂直和水平两个方向的移动，作业环节多，技术较复杂。公开号cn107215749a的专利文献公开了一种电梯井道结构顶升施工设备，提出采用工厂整体预制现场分段提升的施工方式。采用四根立柱作为基本框架，通过4台电机同步带动减速器和绞盘，实现顶升作业。但设备安装较为复杂，采用钢丝绳提升过程中由于钢丝绳的由于柔性拉伸变形，导致拉力传到和同步控制的难度较大。
5.顶升通常用是用在大跨度、重型网架等屋顶结构的一种施工方法。其特点是将网架结构就地拼装，再利用千斤顶逐步顶升到设计位置，顶升力大且稳定。顶升法与提升法区别在于：提升设备的位置不同，前者位于结构支点的下面，后者则位于上面；两者的作用原理不同，前者采用的千斤顶等顶升设备会随着结构一同上升，后者采用的卷扬机等提升设备在提升过程中位置保持不变。


技术实现要素：

6.针对目前既有多层建筑装配式外加电梯井道工程中，施工周期长，施工场地空间受限、对居民干扰大、存在安全隐患、操作环节多、技术复杂等问题，本实用新型提供一种适用于装配式外加电梯施工的自提升吊装设备。使用该设备体积小，进行电梯井道的吊装施工，占地空间小，施工周期短，对居民干扰小，方便、安全、快捷。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种模块化装配式外加电梯井道顶升施工设备，顶升施工的模块化装配式外加电梯井道包括基础、模块单元和屋顶；该顶升施工设备包括移动基座、顶升装置、监测装置和动力及控制系统。所述移动基座包括四根承重支柱，每个承重支柱包括内外螺纹连接的螺纹杆和套筒，所述螺纹杆的底端支撑在电梯井道的基础上，所述套筒的顶端焊接有十字节点，所述十字节点包括水平面内的四个方向的伸出接口；相邻的两个十字节点之间分别连接有联系横梁，每个十字节点的外侧伸出接口均分别与一个支撑横梁的一端连接，所述支撑横梁的另一端螺纹连接有可上下调整的端梁支撑；所述顶升装置包括四根支撑柱、多跟支撑杆和两根顶升横梁，所述支撑柱包括固定杆和嵌装在所述固定杆内的伸缩杆，所述固定杆底部固定在所述移动基座的十字节点上；所述伸缩杆通过动力系统和传动机构沿固定杆伸缩运动；相邻两个固定杆之间通过多根支撑杆相连形成空间桁架结构；所述伸缩杆的顶部固定有顶升横梁，或通过提升杆连接有顶升横梁；所述监测装置包括四组距离监测装置和至少两组偏移监测装置；所述距离监测装置安装在每根固定杆顶端的侧面；所述偏移监测装置包括发射端和接收端，所述发射端安装在基础的角部，所述接收端安装在电梯井道顶层模块单元的角部，所述发射端和接收端一一对应。
8.进一步讲，本实用新型所述的顶升施工设备，其中：
9.根据电梯井道的实际长宽，确定所述移动基座中相邻两个十字节点之间的距离。
10.根据电梯基坑的深度确定所述承重支柱的轴向长度，即所述螺纹杆与所述套筒连接后的轴向长度。
11.所述支撑横梁的另一端设有螺纹孔，所述梁端支撑包括与所述螺纹孔配合的螺杆，所述螺杆的上端设有调整转盘，所述螺杆的底端设有底盘；根据电梯基坑的深度，通过调整所述螺杆确定支撑横梁的高度。
12.所述支撑杆设有伸缩装置，根据电梯井道的实际长宽，确定所述支撑杆的长度。
13.所述伸缩杆的动力系统和传动机构采用液压、电动螺纹丝杠或电动推杆中的一种。
14.所述距离监测装置实时监测与所在固定杆内的伸缩杆的伸缩量，并将信息反馈给控制系统；顶升施工过程中，一旦某一伸缩杆的伸缩量与其他伸缩杆的伸缩量偏差超过允许范围，立即报警。
15.顶升施工过程中，一旦井道结构发生水平扭转或者垂直倾斜，所述发射端发出的红外线超出接收端的接收范围，则偏移监测装置立即报警。
16.控制系统实时调控动力系统，确保四根支撑柱的每个固定杆中的伸缩杆始终保持同步伸缩运动；在顶升施工过程中一旦监测装置报警，控制系统立刻关闭动力系统，并进行相应调整。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.由于采用本实用新型设备进行施工，从建筑上部结构开始逐层完成下部模块单元的施工，因此避免了工人高空作业和搭建脚手架的工程。由于本实用新型设备安装在电梯井内部，无需占用其他场地，极大地减少了对居民日常生活的干扰，提高了施工的安全性。由于本实用新型设备被分为相对独立且重量和规格较小几个部分，并将重量较大的动力平台部分放在设备的最下部，因此方便运输和现场组装。
19.本实用新型设备具有体积小、重量轻、结构简单、操作简便，易于搬运及安装，作业空间范围小的特点。采用该设备进行施工，不仅摆脱因老旧小区内部道路狭窄，大型的运输和起重车辆难以进入，以及因老旧小区空间狭小，环境复杂，使用大型起重机械进行施工，场地内部干扰多，对居民及周边建筑干扰大，存在安全隐患等现实问题；更有利于提高施工效率，缩短现场施工周期，降低劳动力成本，提高施工精度，保证施工质量与安全，减少对居民日常生活的干扰，符合建筑工业化、标准化、装配化的发展趋势。
附图说明
20.图1-1是本实用新型涉及电梯井道立体结构示意图；
21.图1-2是本实用新型涉及电梯井道立面示意图；
22.图1-3是本实用新型涉及电梯井道剖面示意图；
23.图2-1是本实用新型顶升设备实施例1的立体结构示意图；
24.图2-2是本实用新型顶升设备实施例2的立体结构示意图；
25.图2-3是本实用新型顶升设备实施例3的立体结构示意图；
26.图3是本实用新型顶升设备实施例3与电梯井道模块单元的立体结构示意图；
27.图4-(a)至4-(b)是本实用新型顶升设备与电梯井道顶层模块单元顶升施工过程示意图；
28.图中：
29.10-基础
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11-预埋件
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20a-首层模块单元
30.20b-标准层模块单元
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20c-顶层模块单元
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21-结构柱
31.22-结构梁
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30-移动基座
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1-承重支柱
32.311-螺纹杆
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312-套筒
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32-十字节点
33.33-联系横梁
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34-支撑横梁
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35-梁端支撑
34.351-底盘
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352-螺杆
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353-调整转盘
35.40-顶升装置
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41-支撑柱
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411-固定杆
36.412-伸缩杆
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413-提升杆
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414-导轨
37.42-支撑杆
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43-顶升横梁
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51-距离监测装置
38.521-发射端
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522-接收端。
具体实施方式
39.下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
40.如图1-1、图1-2、图1-3所示，本实用新型设备要安装施工的模块化装配式外加电梯井道结构是包括基础10、井道模块单元和屋顶。所述基础10是独立的基础，并与既有建筑间按相应建筑规范要求，在对应的各层楼板和外墙处设置沉降缝与抗震缝。所述基础10顶部设有预埋件11。
41.所述的井道模块单元由4根以上结构柱21，相邻立柱之间设有结构梁22；上下相邻层井道模块单元之间，通过结构柱21对接，连接件的形式根据立柱的截面形式和尺寸具体设计确定，连接方式建议采用螺栓连接；结构柱21的位置及高度由建筑设计方案确定，横截
面形式可以是方形钢管、圆形钢管或工字钢等，其尺寸规格由结构设计决定。所述首层井道模块单元的结构柱21底端与基础预埋件11相连，连接方式建议采用螺栓连接，连接部位的具体形式根据结构柱21截面形式和尺寸具体设计确定。
42.所述的井道模块单元分为首层模块单元20a、标准层模块单元20b和顶层模块单元20c，所述首层模块单元20a和顶层模块单元20c之间设有n个标准层模块单元20b；n个标准层模块单元20b中自下而上依次记为第二层模块单元、第三层模块单元、
……
、第n-1层模块单元、第n层模块单元。
43.如图2-1、图2-2、图2-3和图3所示，本实用新型提出的模块化装配式外加电梯井道顶升施工设备，包括移动基座30、顶升装置40、监测装置和动力及控制系统。
44.所述移动基座30包括：承重支柱31、十字节点32、联系横梁33、支撑横梁34和梁端支撑35；承重支柱31包括螺纹杆311、套筒312，螺纹杆311底端支撑在电梯井道的基础 10上，螺纹杆311外侧与套筒312内侧均有螺纹，螺纹杆311通过螺纹与套筒312连接，并根据实际情况调整伸出长度，以适应电梯基坑的不同深度，和调整移动基座30的水平；套筒312与十字节点32焊接；十字节点32水平四个方向伸出接口，相邻两个十字节点32 之间联系横梁33，通过联系横梁33插入十字节点32的长度来调整相邻十字节点32之间的距离，以适应电梯井道的实际长宽；十字节点3232外侧的接口连接支撑横梁34；支撑横梁 34一端连接十字节点32，另一端连接设有螺口；梁端支撑35包括底盘351、螺杆352和调整转盘353，螺杆352外侧设有螺纹，与支撑横梁34外端螺口连接，通过旋转调整转盘353 可以根据实际情况调整螺杆352的伸出长度，以适应电梯基坑的不同深度，和调整移动基座30的水平。
45.所述移动基座30包括承重支柱31、十字节点32、联系横梁33、支撑横梁34和梁端支撑35；其中的承重支柱31是四根，每根承重支柱31包括内外螺纹连接的螺纹杆311和套筒312，所述螺纹杆311的底端支撑在电梯井道的基础10上，并根据实际情况调整螺纹杆 311的伸出长度，即所述螺纹杆311与所述套筒312连接后的轴向长度，以适应电梯基坑的不同深度，和调整移动基座30的水平，所述套筒312的顶端焊接有所有的十字节点32，所述十字节点32包括水平面内的四个方向的伸出接口；相邻的两个十字节点32之间分别连接有联系横梁33，通过联系横梁33插入十字节点32的长度来调整相邻十字节点32之间的距离，以适应电梯井道的实际长宽；每个十字节点32的外侧伸出接口均分别与一个所述的支撑横梁34的一端连接，所述支撑横梁34的另一端通过螺纹连接结构与可上下调整的所述的端梁支撑35相连，具体的连接结构是，在所述支撑横梁34的另一端设有螺纹孔，所述梁端支撑35包括与所述螺纹孔配合的螺杆352，所述螺杆352的上端设有调整转盘353，所述螺杆352的底端设有底盘351；根据电梯基坑的深度，通过调整所述螺杆352确定支撑横梁34的高度，和调整移动基座30的水平。
46.所述顶升装置40包括四根支撑柱41、多跟支撑杆42和两根顶升横梁43，所述支撑柱 41包括固定杆411和嵌装在所述固定杆411内的伸缩杆412，所述固定杆411底部固定在所述移动基座30的十字节点32上；所述伸缩杆412通过动力系统和传动机构沿固定杆411 伸缩运动，所述的动力系统和传动机构采用液压、电动螺纹丝杠或电动推杆中的一种；相邻两个固定杆411之间通过多根支撑杆42相连形成空间桁架结构，所述支撑杆42设有伸缩装置，通过调整支撑杆42长度可以适应电梯井道的实际长宽规格。所述伸缩杆412的顶部固定有顶升横梁43，或通过提升杆413连接有顶升横梁43；如图2-1所示的实施例1，所述的伸缩
杆412顶部直接与所述顶升横梁43直接连接。如图2-2所示的实施例2，所述的伸缩杆412顶部与一个提升杆413的一端相连，所述提升杆413的另一端连接至所述顶升横梁43。如图2-3所示的实施例3，所述的固定杆411的外侧设有导轨414，所述的伸缩杆412顶部与一个提升杆413的一端相连，所述提升杆413的另一端通过紧固连接件连接至所述的顶升横梁43，同时紧固连接件通过滑块与导轨414滑动连接。
47.所述监测装置包括四组距离监测装置51和至少两组偏移监测装置；所述距离监测装置 51安装在每根固定杆411顶端的侧面，垂直向上，所述距离监测装置51实时监测与所在固定杆411内的伸缩杆412的伸缩量，并将信息反馈给控制系统；顶升施工过程中，一旦某一伸缩杆412的伸缩量与其他伸缩杆412的伸缩量偏差超过允许范围，立即报警。
48.所述偏移监测装置包括发射端521和接收端522，所述发射端521安装在基础10的角部，所述接收端522安装在电梯井道顶层模块单元20的角部，所述发射端521和接收端522 一一对应，顶升施工过程中，一旦井道结构发生水平扭转或者垂直倾斜，所述发射端521 发出的红外线超出接收端522的接收范围，则偏移监测装置立即报警。
49.所述控制系统实时调控动力系统，实时控制四根支撑柱41的每个固定杆411中的伸缩杆412始终保持同步伸缩运动；在顶升施工过程中一旦监测装置52报警，控制系统立刻关闭动力系统，并进行相应调整。
50.利用本实用新型设备进行电梯井道结构的施工方法包括以下步骤：
51.步骤一、开挖基坑，做好基础及预埋连接构件；
52.步骤二、安装设备：如图4中的(a)所示，首先，安装移动基座30，根据场地情况和具体电梯井道的平面尺寸，调整十字节点32的平面位置，以及联系横梁33插入十字节点 32的长度；根据基坑深度，调整螺纹杆311和螺杆352的伸出长度，以适应电梯基坑的不同深度，同时进行移动基座30的找平。其次，安装顶升装置30，将支撑柱41中固定杆411 底部固定在移动基座30中十字节点32上，连接相邻两个固定杆411外侧通过多根支撑杆 42，调整支撑杆42长度以适应电梯井道的实际长宽规格。将偏移监测装置的发射端521安装在基础10的角部。
53.步骤三、各层电梯井道模块单元的顶升：如图4中的(b)所示，首先，将预先装配好的电梯井道顶层模块单元20c放置在基础10的对应位置，使顶层模块单元20c中结构柱 21与基础预埋件11对齐，并进行垂直和水平矫正；在电梯井道顶层模块单元20c与发射端 521对应的角部安装接收端522；启动动力及控制系统和检测系统，进行设备调试；驱动伸缩杆412，调整顶升横梁43的位置与高度，使其托住顶层模块单元20c中相应的结构横梁 22并临时固定；驱动伸缩杆412伸长，带动顶升横梁43，将顶层模块单元顶升至略高于一个标准层的高度。如图4中的(c)所示。将第n层模块单元20b的四个结构柱21的下端立于基础预埋连接构件11的位置，将四跟结构柱21的上端与顶层模块单元20c中结构柱 21的底端对齐，缓缓降下顶层模块单元20c，完成第n层模块单元20b和顶层模块单元20c 的连接；进行垂直、水平矫正后，用螺栓紧固；收缩伸缩杆412，降下顶升横梁43，使其托住第n层模块单元20b中相应的结构横梁22并临时固定，如图4中的(d)所示。
54.重复上一施工作业内容，直至安装完成所有井道模块单元；如图4中的(e)-(h)所示。
55.完成所有井道模块单元施工后，拆除设备；进行屋顶、各层楼板、电梯井道与电梯
厅之间隔墙、单元门及出入口雨棚和既有建筑局部墙体及门洞口加固等施工，以及首层幕墙安装或墙体砌筑的作业；最后进行电梯安装。
56.尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而非限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。