一种既有住宅加装电梯顶升工艺及顶升机构的制作方法

1.本发明属于建筑工程钢结构加建电梯施工技术领域，具体涉及一种既有住宅加建电梯逐层地面安装逐层顶升施工工艺以及相应配套的顶升机构。


背景技术：

2.为适应社会经济发展，提高人们生活水平，国家出台了旧住宅加建电梯的相关政策法规。旧住宅周边道路狭窄，管理混乱，这给电梯加建造成诸多的施工不变。现有电梯加建施工主要有两种方式，一种是传统的逐层逐构件施工，这种方式施工进度慢，周期长，工人高空作业危险，对居民生活易造成不便；另一种方式为装配式一体化施工，电梯在工厂分段预制完成，运至现场，通过起重机械吊装安装，这种方式施工进度快，但对于一些道路狭窄，高空电线纵横交错，不具备运输和起吊条件的居民区无法采用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种既有住宅加装电梯逐层地面安装逐层顶升施工工艺以及相应配套的顶升机构，以解决传统电梯施工中的各种问题，以及一些不具备运输和起吊条件的居民区的电梯安装问题。
4.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种既有住宅加装电梯顶升机构，包括电梯基坑、剪刀式起重机、逐层拼接整体式钢结构电梯井道节、钢柱固定柱脚钢套筒、顶升导轨、起重机平台梁与井道钢梁连接件以及导轨滑轮连接件，其特征在于：所述逐层拼接整体式钢结构电梯井道节设有起重用钢框架梁，所述电梯基坑上预埋柱脚钢套筒预埋件以及剪刀式起重机预埋件，所述剪刀式起重机包括起重机底座梁、起重机平台梁，设置在起重机底座梁和起重机平台梁之间的起重支撑，所述起重机底座梁安装固定于剪刀式起重机预埋件上，所述柱脚钢套筒预埋件通过地脚螺栓与钢柱固定柱脚钢套筒连接，所述顶升导轨的一端安装于起重机底座梁上，所述顶升导轨的另一端通过导轨滑轮连接件与起重机平台梁端部连接，所述起重机平台梁顶面与起重用钢框架梁下部顶紧，通过钢梁连接件固定。
5.优选地，所述逐层拼接整体式钢结构电梯井道节节数对应住宅层数，包括电梯顶层节、电梯标准节以及电梯底层节，其中，电梯顶层节为第一节，电梯底层节为最后一节，其余为电梯标准节，所述电梯顶层节包括顶层节钢结构、顶层节外围护幕墙、屋顶结构、电梯吊钩梁以及顶层节机电设备；所述电梯标准节包括电梯底层节包括底层节钢结构、标准节钢结构、标准节外围护幕墙，所述顶层节钢结构、标准节钢结构和底层节钢结构均包括钢框架柱和钢框架梁，其中电梯顶层节和电梯标准节的钢框架梁作为起重用钢框架梁。
6.优选地，除电梯底层节外，电梯顶层节、电梯标准节的钢框架柱柱根部均开有螺栓孔，用于顶升过程中临时固定钢结构电梯井道钢柱柱脚。
7.优选地，所述钢柱固定柱脚钢套筒四周侧壁开有塞焊孔，其中，部分所述塞焊孔与螺栓孔位置相对应，所述钢柱固定柱脚钢套筒施工时通过临时固定螺栓临时固定钢框架柱，待电梯底层节施工完成后，通过塞焊焊缝将钢框架柱与钢柱固定柱脚钢套筒焊接牢靠，
开孔数量以及大小根据计算确定。
8.优选地，所述起重支撑由两榀剪刀式杆件通过轴承拼接而成，两榀剪刀式杆件之间通过下横杆和上横杆相连，液压撑杆一端与下横杆相连，液压撑杆另一端与上横杆相连，所述起重支撑底部安装两处底部滑轮，所述起重机底座梁上开有下卡槽，作为底部滑轮的运行轨道，所述起重机平台梁下部开有上卡槽，作为顶部滑轮的运行轨道。
9.优选地，所述起重机平台梁顶面留有钢梁连接件安装用长圆孔，位于起重用钢框架梁两侧，数量每侧不少于2个，所述起重机平台梁两端侧面留有螺栓孔，数量为每端每侧不少于2个，用于固定所述导轨滑轮连接件。
10.优选地，所述顶升导轨下端设有与下卡槽相匹配的卡键。
11.优选地，所述钢梁连接件为l型连接件，一肢通过螺栓固定于起重机平台梁顶面，通过起重机平台梁顶面长圆孔调整与起重用钢框架梁钢框架梁位置，另一肢顶紧起重用钢框架梁侧面。
12.优选地，所述导轨滑轮连接件为板式连接件，一端留有螺栓孔，数量及位置与起重机平台梁端侧螺栓孔位置对应，一端上下安装有两个滑轮，通过螺栓将所述导轨滑轮连接件与起重机平台梁相连，一端滑轮卡入顶升导轨。
13.为了实现上述目的，本发明采取的另一项技术方案是：提高一种既有住宅加装电梯顶升工艺，所述顶升工艺包括以下步骤：步骤一：加建电梯的施工预分拆，逐层拼接整体式钢结构电梯井道节节数对应住宅层数，包括电梯顶层节、电梯标准节以及电梯底层节；步骤二：电梯基坑的施工、柱脚钢套筒预埋件以及剪刀式起重机预埋件的施工预埋；步骤三：钢柱固定柱脚钢套筒通过地脚螺栓将其与柱脚钢套筒预埋件连接；步骤四：安装剪刀式起重机的起重机底座梁，将起重机底座梁下部每端预留的长圆形螺栓孔穿过剪刀式起重机预埋件的螺栓，调整起重机底座梁位置，确认无误后，拧紧螺母，安装剪刀式起重机各部件，将起重机平台梁的下部开有的上卡槽卡住起重支撑的顶部滑轮；步骤五：首先将顶层节的钢框架柱竖起，将开有螺栓孔的一端插入钢柱固定柱脚钢套筒中，就位后，将固定螺栓穿过钢柱固定柱脚钢套筒的塞焊孔以及相对应的钢框架柱的螺栓孔中，拧紧固定，固定连接钢框架梁到钢框架柱上，钢框架梁中的下梁作为起重用钢框架梁，安装顶层节外围护幕墙、屋顶结构、电梯吊钩梁以及顶层节机电设备；步骤六：启动剪刀式起重机，起重机平台梁上升与电梯顶层节的起重用钢框架梁下表面顶紧，调整钢梁连接件位置，通过螺栓固定于起重机平台梁顶面，通过起重机平台梁顶面长圆孔调整与起重用钢框架梁位置；步骤七：通过顶升导轨的卡键卡入下卡槽完成顶升导轨的固定，安装导轨滑轮连接件，导轨滑轮卡入顶升导轨，完成顶升导轨的安装；步骤八：顶升电梯顶层节电梯井道至预设位置，导轨滑轮随着起重机平台梁上升；步骤九：接着焊接拼接电梯标准节的钢框架柱，完成后缓慢回落剪刀式起重机，让钢框架柱下落插入钢柱固定柱脚钢套筒，安装临时固定螺栓，完成后继续回落剪刀式起重机至低位；
步骤十：焊接或螺栓连接电梯标准节的钢结构梁，安装围护幕墙以及机电设备，起重机平台梁上升与电梯标准节的起重用钢框架梁下表面顶紧，调整钢梁连接件位置，固定起重用钢框架梁，拧除临时固定螺栓，顶升电梯标准节至预设位置；步骤十一：重复步骤九和步骤十至电梯底层节的钢框架柱安装完毕，后通过塞焊将钢框架柱与钢柱固定柱脚钢套筒焊接牢靠，依次撤出顶升导轨、剪刀式起重机，然后安装围护幕墙以及机电设备，结束安装。
14.优选地，步骤五与步骤九中，所述钢柱固定柱脚钢套筒既作为顶升过程中的钢柱临时柱脚，最终也作为整个加装电梯的钢框架柱的柱脚，钢柱固定柱脚钢套筒尺寸应比钢框架柱断面稍大，以保证钢框架柱能插入钢柱固定柱脚钢套筒中。
15.本发明非常有效地解决老旧小区加建电梯的诸多问题，其优点在于每一节电梯的钢结构、围护结构以及机电设备都可以在地面完成安装，然后一次性顶升到位。此方法不受各种施工场地的限制，适应性强，施工进度快，减少了高空吊装及安装作业，减少了工人高空作业危险，整个设备结构简单，操作方便。
附图说明
16.图1为本发明的剪刀式起重机与顶升导轨、钢框架梁连接轴侧图；图2为本发明的加建电梯主体结构轴侧图；图3为本发明的柱脚钢套筒预埋件示意图；图4为本发明的剪刀式起重机预埋件示意图；图5为本发明的逐层拼接整体式钢结构电梯井道施工节拆分图；图6为本发明的剪刀式起重机底座梁示意图；图7为本发明的钢柱柱脚螺栓孔示意图；图8为本发明的钢柱固定柱脚钢套筒示意图；图9为本发明的钢框架柱临时连接示意图；图10为本发明的钢框架柱固定连接示意图；图11为本发明的剪刀式起重机平台梁示意图；图12为本发明的顶升导轨示意图；图13为本发明的钢梁连接件示意图；图14为本发明的起重机平台梁与起重用钢框架梁连接示意图；图15为本发明的导轨滑轮连接件示意图；图16为本发明的起重机平台梁与顶升导轨连接示意图；图17为本发明的既有住宅加装电梯顶升工艺示意图。
17.图中：1—电梯基坑；2—电梯基坑侧壁；4—钢框架柱；5—钢框架梁；51—起重用钢框架梁；7—剪刀式起重机；71—起重机底座梁；72—起重机平台梁；721—长圆孔；722—螺栓孔；73—液压撑杆；731—下横杆；732—上横杆；74—起重支撑；75—底部滑轮；76—顶部滑轮；8—顶升导轨；9—电梯顶层节；10—电梯标准节；11—电梯底层节；12—钢柱固定柱脚钢套筒；121—塞焊孔；122—临时固定螺栓；13—柱脚钢套筒预埋件；14—剪刀式起重机预埋件；15—钢梁连接件；16—导轨滑轮连接件；161—滑轮；81—卡键；82—下卡槽；83—上卡槽。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的既有住宅加装电梯顶升工艺及顶升机构详细说明。
19.如图1，如图2所示，一种既有住宅加装电梯顶升机构，包括电梯基坑1、剪刀式起重机7、逐层拼接整体式钢结构电梯井道节、钢柱固定柱脚钢套筒12、顶升导轨8、起重机平台梁与井道钢梁的钢梁连接件15以及导轨滑轮连接件16。
20.如图2所示，电梯基坑1及其电梯基坑侧壁2可采用现浇混凝土结构或预制混凝土结构完成，电梯基坑1上预埋柱脚钢套筒预埋件13以及剪刀式起重机预埋件14，电梯基坑侧壁2厚度大于等于柱脚钢套筒预埋件13以及剪刀式起重机预埋件14的宽度，电梯基坑侧壁2可根据加装电梯底部是否设置防撞墙预留插筋或钢筋接驳器，柱脚钢套筒预埋件13如图3所示，剪刀式起重机预埋件14如图4所示。
21.逐层拼接整体式钢结构电梯井道节节数对应住宅层数，包括电梯顶层节9、电梯标准节10以及电梯底层节11，如图5所示，其中，电梯顶层节9为第一节，电梯底层节11为最后一节，其余为电梯标准节10，所述电梯顶层节9包括顶层节钢结构、顶层节外围护幕墙、屋顶结构、电梯吊钩梁以及顶层节机电设备，所述电梯标准节10包括标准节钢结构、标准节外围护幕墙，所述电梯顶层节9和电梯标准节10均使用钢结构的框架梁作为起重用钢框架梁51，钢框架梁强度还需满足顶升时强度要求，所述电梯底层节11为最后一节，仅需地面拼接完成。
22.如图6所示，剪刀式起重机7包括底部两根起重机底座梁71、顶部两根起重机平台梁72，以及设置在起重机底座梁71和起重机平台梁72之间的两副液压撑杆73以及两副起重支撑74，所述起重机底座梁71每端通过4个高强螺栓安装固定于剪刀式起重机预埋件14上，起重机底座梁71下部每端预留4个长圆形螺栓孔，便于起重机底座梁71安装时调整位置。顶升导轨8的一端安装于起重机底座梁71的下卡槽82中，顶升导轨8的另一端通过导轨滑轮连接件16与起重机平台梁72端部连接，起重机平台梁72顶面与起重用钢框架梁下部顶紧，通过钢梁连接件15固定。
23.如图7所示，除电梯底层节11外，电梯顶层节9、电梯标准节10的钢框架柱柱根部均开有螺栓孔101，用于顶升过程中临时固定钢结构电梯井道钢柱柱脚，螺栓孔101与局部塞焊孔121位置相对应。
24.如图8所示，柱脚钢套筒预埋件13通过地脚螺栓与钢柱固定柱脚钢套筒12连接，所述钢柱固定柱脚钢套筒12四周侧壁开有塞焊孔121，塞焊孔121在工厂通过机械成孔，其中，部分所述塞焊孔121与螺栓孔101位置相对应，钢柱固定柱脚钢套筒12施工时通过临时固定螺栓122临时固定钢框架柱4，如图9所示，待电梯底层节11施工完成后，通过塞焊焊缝将钢框架柱4与钢柱固定柱脚钢套筒12焊接牢靠，如图10所示，开孔数量以及大小根据计算确定。
25.如图1所示，起重支撑74由两榀剪刀式杆件通过轴承拼接而成，杆件可采用矩形钢管或其他形状型钢，两榀剪刀式杆件之间通过下横杆731和上横杆732相连，液压撑杆73一端与下横杆731相连，液压撑杆73另一端与上横杆732相连，两榀剪刀式杆件两端分别设有顶部滑轮76和底部滑轮75，起重机底座梁71上开有下卡槽82作为底部滑轮75的运行轨道，起重机平台梁72下部开有上卡槽83作为顶部滑轮76的运行轨道，起重支撑74通过底部滑轮75、顶部滑轮76固定在起重机平台梁72与起重机底座梁71之间。
26.起重机平台梁72顶面留有钢梁连接件15安装用长圆孔721，如图11所示，位于起重用钢框架梁51两侧，数量每侧不少于2个，所述起重机平台梁72两端侧面留有螺栓孔722，数量为每端每侧不少于2个，用于固定所述导轨滑轮连接件16。
27.如图12所示，顶升导轨8下端设有与下卡槽82相匹配的卡键81，卡键81长度同顶升导轨8断面高度，优选的地，顶升导轨8可采用工字型。
28.如图13所示，钢梁连接件15为l型连接件，一肢通过螺栓固定于起重机平台梁72顶面，通过起重机平台梁72顶面长圆孔721调整与起重用钢框架梁51位置，另一肢顶紧起重用钢框架梁51侧面，如图14所示，优选的地，钢梁连接件15与钢框架梁51接触面可增加橡胶层，以免实现接触面的软连接。
29.如图15所示，导轨滑轮连接件16为板式连接件，一端留有螺栓孔，数量及位置与起重机平台梁端侧螺栓孔722位置对应，另一端上下安装有两个滑轮161，通过螺栓将所述导轨滑轮连接件16与起重机平台梁72端部相连，一端滑轮161卡入顶升导轨8，如图16所示。
30.一种既有住宅加装电梯顶升工艺，根据上述顶升机构，所述顶升工艺包括以下步骤，如图17所示。
31.步骤一：正式施工前做好加装电梯的施工预分拆准备工作，如图5所示，加装电梯预分拆工作在楼层数、建筑外围护以及机电设备确定后进行，结合顶升施工工艺要求将加装电梯分拆为若干节整体式钢结构电梯井道。节数对应住宅层数，包括电梯顶层节9、电梯标准节10以及电梯底层节11。除底层节11外，每一节的钢结构、建筑外围护以及机电设备都将在地面一次性完成安装。电梯顶层节9和电梯标准节10均使用钢框架梁4作为起重用钢框架梁51，拆分过程中需复核加装电梯钢框架梁4的承载力是否满足顶升时承载力要求，如承载力不满足要求时，需加大钢框架梁4断面或壁厚。
32.步骤二：开挖基槽，验槽。地基验槽完成后，清除表层浮土及扰动土，不留积水，立即进行垫层混凝土施工，垫层混凝土振捣密实，表面平整。垫层浇灌完成后，混凝土达到1.2mpa后，表面弹线进行电梯基坑1的钢筋绑扎，同时进行柱脚钢套筒预埋件13和剪刀式起重机预埋件14的施工预埋。柱脚钢套筒预埋件13的平面位置与加装电梯的钢框架柱4位置一致。在预埋件的放线过程中，利用已经测量完成的控制网测量成果，对施工图中明确的坐标点进行放点。然后根据施工图上表示的柱脚钢套筒预埋件13以及剪刀式起重机预埋件14同控制点的相对关系，设置所述预埋件的位置。混凝土浇筑前，对所述预埋件的位置进行精确的调整和固定，施工时采用全站仪对所述预埋件的位置进行复测，并采用水平尺控制所述预埋件的垂直度，防止所述预埋件倾斜。所述预埋件的位置调整到位后采用同电梯基坑侧壁2的上层主筋焊接或绑扎固定，确保混凝土浇筑后的位置。钢筋绑扎完毕后混凝土浇筑前再次进行复测，复测无误后，浇筑混凝土，浇筑过程中设专人观察。电梯基坑1浇筑后，周边应进行回填。
33.步骤三：安装钢柱固定柱脚钢套筒12。所述钢柱固定柱脚钢套筒12顶升作业中作为的各电梯节的钢框架柱4的临时柱脚，最终也作为整个加装电梯的钢框架柱4的柱脚，钢柱固定柱脚钢套筒12尺寸应比钢框架柱4断面稍大，以保证钢框架柱4能插入钢柱固定柱脚钢套筒12中。利用已经测量完成的控制网测量成果，对施工图中明确的钢框架柱中心坐标点进行放点，根据钢柱固定柱脚钢套筒12与钢框架柱4的相对位置关系，在柱脚钢套筒预埋件13上弹出钢柱固定柱脚钢套筒12的安装位置。在焊牢钢柱固定柱脚钢套筒12前，对钢柱
固定柱脚钢套筒12的位置进行精确的调整，施工时采用全站仪对所述钢柱固定柱脚钢套筒12的位置进行复测。复测无误后，采用焊接将与柱脚钢套筒预埋件13的焊接连接。
34.步骤四：剪刀式起重机7运到现场后检查各部件质量，无质量问题后，逐步安装各部件。首先安装剪刀式起重机7的底部两根起重机底座梁71，将起重机底座梁71下部每端预留的4个长圆形螺栓孔穿过剪刀式起重机预埋件14的4个高强螺栓，调整起重机底座梁71位置，确认无误后，拧紧螺母，螺母采用双螺母。安装两副起重支撑74，所述起重支撑74由两榀剪刀式杆件通过轴承拼接而成，将每副起重支撑74底部安装的两处底部滑轮75安装于起重机底座梁71上的下卡槽82中，作为底部滑轮75的运行轨道。安装液压撑杆73，液压撑杆73作为动力设备，安装于起重支撑74间，液压撑杆73一端与下横杆731相连，液压撑杆73另一端与上横杆732相连。安装将每副起重支撑74顶部安装的两处顶部滑轮76安装于起重机平台梁72的下部开有的上卡槽83，作为顶部滑轮76的运行轨道。整个设备安装完成后进行空载调试，调试无误后进行下一步工艺。
35.步骤五：拼接顶层节9。首先将顶层节9的4根钢框架柱4竖起，将开有螺栓孔101的一端插入钢柱固定柱脚钢套筒12中，就位后，将固定螺栓122穿过钢柱固定柱脚钢套筒12的塞焊孔121以及相对应的钢框架柱4的螺栓孔101中，拧紧固定。接着焊接或螺栓连接钢框架梁5，其中包含起重用钢框架梁51。安装顶层节9外围护幕墙、屋顶结构、电梯吊钩梁以及顶层节9机电设备，安装过程中严格把控各个部件的安装质量以及安装精度。安装完成后，根据相应专业的图纸、规范、规程进行验收，验收合格后进行下一步工序。
36.步骤六：两个液压撑杆73同步加压，起重机平台梁72缓慢上升，与电梯顶层节9的起重用钢框架梁51下表面顶紧，后停止加压。将两个l形钢梁连接件15的螺栓孔与起重机平台梁72上表面的长圆孔721对齐，通过调整钢梁连接件15位置，让钢梁连接件15的竖向肢与起重用钢框架梁51侧面顶紧，安装固定螺栓，拧紧固定。
37.步骤七：顶升导轨8的安装。竖起各根顶升导轨8，将顶升导轨8的卡键81与起重机底座梁71上的下卡槽82对齐，后推入下卡槽82中，完成顶升导轨8的固定。接下来安装导轨滑轮连接件16。首先将导轨滑轮161卡入顶升导轨8，上下移动到起重机平台梁72端部，将导轨滑轮件16一侧的螺栓孔与起重机平台梁72的螺栓孔722相对齐，安装固定螺栓，拧紧固定。前后调整顶升导轨8的位置，使导轨滑轮161与顶升导轨8的内表面压紧。顶升过程中，内表面压紧可以为顶升平台提供较为稳固支撑以及滑道。
38.步骤八：两个液压撑杆73同步缓慢加压，进行带载试顶升，待系统一切正常后，加大液压撑杆73油压，缓慢顶升电梯顶层节9至预设位置，导轨滑轮161随着起重机平台梁72上升。
39.步骤九：待电梯顶层节9到达预设位置后，竖起电梯标准节10的钢框架柱4，通过坡口对接焊接将电梯标准节10的钢框架柱4与电梯顶层节9的钢框架柱4连接。焊缝冷却后缓慢两个液压撑杆73回压，缓慢降下剪刀式起重机7，让电梯标准节10的钢框架柱4下落插入钢柱固定柱脚钢套筒12，安装临时固定螺栓122，完成后继续回落剪刀式起重机7至低位。
40.步骤十：焊接或螺栓连接电梯标准节10的钢结构梁5，安装围护幕墙以及机电设备，起重机平台梁72上升与电梯标准节10的起重用钢框架梁51下表面顶紧，调整钢梁连接件15位置，固定起重用钢框架梁51，拧除临时固定螺栓122，开机顶升电梯标准节10至预设位置。
41.步骤十一：重复步骤九和步骤十至电梯底层节11的钢框架柱4安装完毕，后通过塞焊将钢框架柱4与钢柱固定柱脚钢套筒12焊接牢靠，依次撤出顶升导轨8、起重机平台梁（72）、起重支撑74、起重机底座梁71，然后安装围护幕墙以及机电设备，结束安装。
42.本发明非常有效地解决老旧小区加建电梯的诸多问题，其优点在于每一节电梯的钢结构、围护结构以及机电设备都可以在地面完成安装，然后一次性顶升到位。此方法不受各种施工场地的限制，适应性强，施工进度快，减少了高空吊装及安装作业，减少了工人高空作业危险，整个设备结构简单，操作方便。因此，本发明在实际工程中有良好的应用前景。
43.以上实例仅阐述整个发明的基本原理、安装过程等技术方案而非限定，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。凡依据本发明专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。