智能化集成式升降腳手架的研發(fā)與應用

1、智能化集成式升降腳手架的研智能化集成式升降腳手架的研發(fā)發(fā)與應用與應用內(nèi)容目錄內(nèi)容目錄一、研究背景一、研究背景二、主要研二、主要研究究工工作作 三、三、關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)四、技術(shù)特點四、技術(shù)特點 五、項目五、項目成果成果 六、查新報告六、查新報告七、社會經(jīng)七、社會經(jīng)濟濟效效益及益及前前景景一、一、研研究究背景背景荷載監(jiān)控技術(shù)不完善各構(gòu)配件兼容性差業(yè)主要求苛刻附著式升降腳手架廣泛應用智能化程度低不便于監(jiān)管局部非標準構(gòu)配件不便于施工一、一、研研究究背景背景傳傳 統(tǒng)統(tǒng) 外外 腳腳 手手 架架密密 目目 網(wǎng)網(wǎng) 式式 爬爬 架架集集 成成 式式 爬爬 架架智智 能能 集集 成成 式式 爬爬 架架一、一、研研

2、究究背景背景該課題在 “附著式升降腳手架GKP-IV型”產(chǎn)品基礎(chǔ)上進行進一步立 項、研發(fā)，依托上述課題的資源，對現(xiàn)有技術(shù)改進，對新技術(shù)研發(fā)。二、二、主主要要研究研究工工作作依托天津市悅東嘉園項目，利 用BIM技術(shù)、網(wǎng)絡及遠程服務技術(shù)， 將設(shè)計改造思路統(tǒng)一，架體整體數(shù) 據(jù)及各專業(yè)平臺信息整合，順應了 智能化，網(wǎng)絡化，信息化的發(fā)展方 向和趨勢。本工程外防護工程選擇采用新 型研發(fā)改造的智能化集成式升降腳手架。市場調(diào)研概念設(shè)計樣機圖紙BIM模型樣機制作型式檢驗加工圖設(shè)計標準化生產(chǎn)設(shè)計完善工藝改進二、二、主主要要研究研究工工作作本課題基于國力爬架上一代附著式升降腳手架原理，結(jié)合國內(nèi)、 外施工平臺設(shè)計理念

3、，引入定型模塊化設(shè)計思路，通過將架體劃分 為若干模塊，進行標準化尺寸設(shè)計，為產(chǎn)品批量生產(chǎn)創(chuàng)造條件，模 塊化組合安裝方式更加快捷方便，提高施工效率。產(chǎn)品采用主動與 被動雙重安全保護理念，主動防護采用智能化超載、欠載預警系統(tǒng)， 云端遠程荷載監(jiān)控系統(tǒng)，被動防護采用機械式防墜裝置，當架體將 要發(fā)生意外墜落時被動鎖死防墜墜落。在設(shè)計、施工、管理過程中 通過運用有限差分法計算、BIM技術(shù)輔助研究，在課題產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì) 量管理等方面開展深入研究。三、三、關(guān)關(guān)鍵鍵技術(shù)技術(shù)集成式架體構(gòu)造技術(shù)封閉式防護綠色施工技術(shù)（創(chuàng)新）簡潔模塊拼裝技術(shù)智能預警及同步升降技術(shù)（創(chuàng)新）冗余式卸荷技術(shù)集成式升降腳手架BIM應用技術(shù)（創(chuàng)

4、新）軸心動力不倒葫蘆技術(shù)（創(chuàng)新） 信息集成化數(shù)據(jù)云端監(jiān)控技術(shù)（創(chuàng)新）機械式防墜安全技術(shù)（創(chuàng)新）有限差分法架體穩(wěn)定及變形分析技術(shù)（創(chuàng)新）1.集成式架體構(gòu)造技術(shù)集成式升降腳手架架體構(gòu)造主要針 對傳統(tǒng)腳手架構(gòu)造進行連接方式的創(chuàng)新 設(shè)計，對連接構(gòu)件結(jié)構(gòu)進行材料、結(jié)構(gòu) 方面的改進升級，包括附著支承結(jié)構(gòu)、 架體結(jié)構(gòu)（豎向主框架、水平支承桁架 和架體構(gòu)架）、防傾覆裝置、防墜落裝 置、升降機構(gòu)、荷載智能預警及同步控 制系統(tǒng)等。視頻演示已已授授權(quán)權(quán)專專利利：一：一種種適適用用于于附附著式著式升升降降腳腳手手架架 的結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)架架ZL2016ZL2016 2 2 0386926.30386926.32.簡潔模

5、塊拼裝技術(shù)架體模塊劃分主要技術(shù)在于不違背相關(guān)規(guī)范前提下，保證架體整體強 度、安全、穩(wěn)定性同時合理分割部件單元。采用凹搭，梁式支座等方式， 解決類似轉(zhuǎn)角附墻困難，陽臺、飄窗、卸料平臺、塔吊防護不到位等問題。視頻演示已授已授權(quán)權(quán)專利專利：一：一種附種附著著式升式升降腳降腳手手架架ZL2016ZL2016 2 2 0386928.20386928.2；一種；一種用用于附于附著著式升式升降腳降腳手手架的主框架的主框架架ZL2016ZL2016 2 2 0383164.10383164.12.簡潔模塊拼裝技術(shù)3.冗余式卸荷技術(shù)產(chǎn)品架體通過設(shè)置的三道附墻裝置與建筑結(jié)構(gòu)連接固定，并傳遞架體 荷載，附墻支座固

6、定采用水平預留2根同規(guī)格螺栓方式連接，在保證支座抗 扭的前提下，盡量減小對附著預埋處建筑結(jié)構(gòu)面積的限制要求。同時附著 裝置上設(shè)置有卸荷銷軸固定支架及卸荷調(diào)節(jié)頂撐兩套卸荷裝置，且均能單 獨承受架體全部荷載，使用安裝簡便，當一套失效或發(fā)生意外時另外一套 能夠獨立確保架體使用安全，為架體的施工安全提供了可靠保障。已已授權(quán)專授權(quán)專利利：一種：一種用用于附著于附著式式升降升降腳腳手手 架的標準結(jié)架的標準結(jié)構(gòu)構(gòu)附附著裝著裝置置ZL2016 ZL2016 2 2 0383161.80383161.84.軸心動力不倒葫蘆技術(shù)軸心動力不倒葫蘆 設(shè)備，提升設(shè)備固定在 架體中心點，其作用力 點位于架體結(jié)構(gòu)重心， 抵

7、消架體偏心彎矩；并 且達到不用人工倒換提 升設(shè)備的功能。視頻演示已授已授權(quán)權(quán)專利專利：一：一種適種適用用于爬于爬架底架底座的座的提提升轉(zhuǎn)升轉(zhuǎn)向鋼向鋼梁梁ZL2015ZL2015 2 2 0109146.X0109146.X一種一種適適用于用于爬爬架的提升鋼架的提升鋼梁梁ZL2015ZL2015 2 2 0107179.20107179.25.機械式防墜安全技術(shù)機械防墜擺塊，利用偏心式設(shè)計，通過重力實現(xiàn)復位，有 效避免了傳統(tǒng)防墜機構(gòu)中復位問題的困擾，通過偏心設(shè)計直接 優(yōu)化防墜結(jié)構(gòu)，且重力機構(gòu)受外因影響較小，能夠適應建筑施 工現(xiàn)場復雜的環(huán)境，能夠提高防墜機構(gòu)的安全保護作用。已授權(quán)專利已授權(quán)專利：一

8、一種用種用于于附附著著式升式升降降腳手腳手架架的的防防墜裝墜裝置置ZL2016ZL2016 2 2 0386455.60386455.6視頻演示6.封閉式防護綠色施工技術(shù)本施工技術(shù)改變了傳統(tǒng)腳手架搭設(shè)的理念，更加簡單、務實、創(chuàng) 新：防護鋼網(wǎng)安拆方便，可重復使用，定型底部封板的定型化設(shè)計， 定型鋼質(zhì)爬梯切實考慮施工需求，這是施工工序的規(guī)范化實現(xiàn)，企業(yè) 形象的標準化詮釋。已授權(quán)已授權(quán)專專利：一種用于利：一種用于安安裝爬架外側(cè)鋼裝爬架外側(cè)鋼網(wǎng)網(wǎng)安全網(wǎng)的連接安全網(wǎng)的連接件件ZL2016ZL2016 2 2 0387023.70387023.7一種適用于一種適用于爬爬架架的外的外側(cè)側(cè)防防護護網(wǎng)網(wǎng)ZL20

9、15ZL2015 2 2 0247400.20247400.27.智能預警及同步升降技術(shù)本施工技術(shù)綜合運用單片機和傳感器測控技術(shù)，通過單片 微型計算機對被提升腳手架的載荷進行實時檢測、實時報警、 實時排障和實時控制，具有對升降過程的實時監(jiān)測和自動控制 等優(yōu)點，有效地保證了腳手架施工的快速、安全和準確。7.智能預警及同步升降技術(shù)a.荷載檢測技術(shù)b.抗干擾與自我檢測技術(shù) c.微延時分批啟動技術(shù) d.超欠載自動停機技術(shù)傳感器檢測/微控制器傳輸/分控柜采集分析/總控柜整合/上傳云端可視處理解決同時啟動瞬時電流過大上限超載重量及下限欠載重量可以針對性設(shè)置操作與安全保護分置/抗干擾技術(shù)已受理專利已受理專利

10、：一一種附種附著著式式升升降腳降腳手手架控架控制制系系統(tǒng)統(tǒng)201820297067.4201820297067.4視頻演示8.集成式升降腳手架BIM應用技術(shù)運用BIM技術(shù)的應用將傳統(tǒng)的平面圖及書面交底施工以三維可視 化形式展示，通過影像方式傳達給施工人員，直觀展示設(shè)計意圖，方 便作業(yè)人員理解，以動畫形式直接演示產(chǎn)品搭設(shè)過程、安裝部位、工 藝特點、控制要點等關(guān)鍵步驟，確保施工安全進行。9.信息集成化數(shù)據(jù)云端監(jiān)控技術(shù)基于WIFI，云服務端，手機APP無線控制的技術(shù)，通過架體總控 制柜控制系統(tǒng)并與荷載監(jiān)控、同步控制及現(xiàn)場視頻監(jiān)控集成共享數(shù)據(jù)， 可實現(xiàn)架體整體/單點控制、實現(xiàn)荷載及危險部位的監(jiān)控，結(jié)合

11、施工 現(xiàn)場詮釋智能化遠程控制技術(shù)的優(yōu)越性。已受理專利已受理專利：一一種電種電動動升升降降腳手腳手架架智能智能控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)201820297067.4201820297067.410.有限差分法架體整體穩(wěn)定及變形分析技術(shù)計算參考BIM三維模型后臺數(shù)據(jù)，根據(jù)研發(fā)的實際產(chǎn)品，實際構(gòu) 配件進行系統(tǒng)建模，并結(jié)合BIM模擬施工信息集成后進行數(shù)據(jù)處理， 綜合設(shè)計驗算。模型主要組成包括：主框架、結(jié)構(gòu)構(gòu)架、作業(yè)平臺。 為簡化模型，在不影響計算精度的情況下降低計算代價，根據(jù)對稱原 則，取一跨進行模擬，這樣除主框架及支座外，其余構(gòu)件受力與全模 型相同。采用實體單元，約44000網(wǎng)格，局部細化，以保證計算精度。四

12、、四、技技術(shù)術(shù)特點特點序號構(gòu)造設(shè)計部位規(guī)范要求產(chǎn)品設(shè)計值1架體高度5倍樓層5倍樓層2架體寬度1.2m0.8m3支撐跨度直線距離7.0m折線距離5.4m直線距離6.0m折線距離5.0m4水平懸挑長度2.0m1.5m5立桿縱距1.8m0.8/1.2/1.5m6步距1.8m1.8m技術(shù)指標：四、四、技技術(shù)術(shù)特點特點智能預警及同步升降技術(shù)： 1）荷載檢測技術(shù)力傳感器：量程7.5噸，靈敏度2mv2）抗干擾及自我檢測技術(shù) 環(huán)境溫度：-20-65顯示裝置：雙5位高亮度紅色LED濕度：20-90RH輸出激勵電壓：9V5%（給傳感器供電），電流50MA 電源電壓：AC220V，耗電量5W五芯電纜：兩端帶有工業(yè)插

13、頭的5芯動力電纜四、四、技技術(shù)術(shù)特點特點技術(shù)特點：主要特點在于架體構(gòu)造全部采用工廠化預制鋼構(gòu)件，結(jié)合工 程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，現(xiàn)場裝配使用，實現(xiàn)隨建筑施工進度爬升、下 降。配有封閉式防護、操作平臺及上下通道，并配置荷載報 警 、同步控制等現(xiàn)代化安全保護裝置。在產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化開 發(fā)過程中，我公司引用BIM技術(shù)，利用其可視化、參數(shù)化、 優(yōu) 勝化等特點，提高設(shè)計效率、降低設(shè)計風險，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、 APP、云平臺等技術(shù)提高施工現(xiàn)場腳手架工程的智能化管理， 實現(xiàn)了腳手架工程從傳統(tǒng)勞動密集型向科技密集型轉(zhuǎn)變。五、五、項項目目成果成果授權(quán)項目名稱知識產(chǎn)權(quán)類別國別授權(quán)號一種用于附著式升降腳手 架的標準結(jié)構(gòu)附著裝置

14、實用新型專利中國ZL2016 20383161.8一種電動提升物料平臺實用新型專利中國ZL2016 20383298.3一種適用于爬架底座的提 升轉(zhuǎn)向鋼梁實用新型專利中國ZL2015 2 0109146.X一種適用于爬架的提升鋼梁實用新型專利中國ZL2015 20107179.2一種適用于爬架的外側(cè)防 護網(wǎng)實用新型專利中國ZL2015 20247400.2一種適用于附著式升降腳手架的結(jié)構(gòu)構(gòu)架實用新型專利中國ZL2016 20386926.3一種附著式升降腳手架實用新型專利中國ZL2016 20386928.2五、五、項項目目成果成果授權(quán)項目名稱知識產(chǎn)權(quán)類別國別授權(quán)號一種用于附著式升降腳手 架的

15、主框架實用新型專利中國ZL2016 20383164.1一種用于附著式升降腳手架的防墜裝置實用新型專利中國ZL2016 20386455.6一種用于安裝爬架外側(cè)鋼 網(wǎng)安全網(wǎng)的連接件實用新型專利中國ZL2016 20387023.7一種電動升降腳手架智能 控制系統(tǒng)實用新型專利中國ZL2018 20297967.4受理項目名稱知識產(chǎn)權(quán)類別國別授權(quán)號一種附著式升降腳手架控 制系統(tǒng)實用新型專利中國201820294573.3五、五、項項目目成果成果五、五、項項目目成果成果工法名稱工法類別工法標號獲得年份集成式附著升降腳手架施工工法總公司工法ZJG智能化集成式升降腳手架施工工

16、法天津市工法2018年五、五、項項目目成果成果論文名稱期刊類別期刊名稱出版年份支座型式對附著式升降腳手架影響分析中文核心施工技術(shù)2017.09五、五、項項目目成果成果榮譽證書評定機構(gòu)評定結(jié)果獲得年份新型集成式腳手架防墜裝置研制天津市建筑施工行業(yè)協(xié)會天津市2017年度建設(shè)系統(tǒng)QC成果一等獎2017年一種集成式升降腳手架的防墜裝置中國建筑業(yè)協(xié)會2017年度全國工程建設(shè)質(zhì)量管理小組活動優(yōu)秀成果獎2017年五、五、項項目目成果成果獲得榮譽評價機構(gòu)評價結(jié)論獲得年份智能化集成式升降腳手架的研發(fā)與應用中國建筑集團有限公司國內(nèi)領(lǐng)先水平2018.06六、六、查查新新報告報告七、七、社社會會經(jīng)濟經(jīng)濟效效益及益及前

17、前景景年份承接項目名稱合同形式營業(yè)額利潤新增利潤2018年太原綠地城項目2-5號樓租賃32010025太原義井逍邦項目1、3號樓銷售2706015宣城時代廣場綜合體銷售2307018天津海晟園項目1-15號樓租賃44013033大連前關(guān)項目1-4號樓租賃2407018累計1500430110分析產(chǎn)品收益：以以上上單單位位為（為（萬萬元元）非智能集成式升降腳手架租賃費每延米3200元（十個月內(nèi)）。去掉材料費、加工費、運費、售后服務費、備案檢測費、差旅費，每延米利潤大約為30%。智能化集成式升降腳手 架租賃費每延米4000元（十個月內(nèi)），但新增折舊成本為500元。每延米新增利潤300元。合計利潤約為430萬元，新增利潤約為110萬元經(jīng)濟效益：智能化集成式升降腳手架新承接5個項目，共26棟樓七、七、社社會會經(jīng)濟經(jīng)濟效效益及益及前前景景對于爬架使用方：該產(chǎn)品具有多功能、適應性強、高安全性、外形美觀等特點；且綜合費用低，經(jīng)濟效益顯著。以中建悅動家園項目6號樓（34機位，周長150m）為例序號費用名稱智能化集成式升降腳手架（萬元）普通集成式升降腳手架（萬元）1租賃費0.40X150= 600.32X150=482人工費12215設(shè)備