田國承，盧宏偉，王 鑫，白云飛，楊 靜

（廊坊凱博建設(shè)機械科技有限公司，河北 廊坊 065000）

施工升降機是建筑施工中不可或缺的人員和物料運輸機械。由于建筑設(shè)計差異，井道等內(nèi)部施工地點尺寸多變且相對狹小，而外部用升降機往往需要用來運送大體積物料，為提高施工效率，降低施工成本，需要能夠靈活適應(yīng)各種場合并且安全高效的施工升降機。

通過對國內(nèi)施工升降機現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn)：目前施工升降機吊籠多以整體式焊接結(jié)構(gòu)為主，這種吊籠結(jié)構(gòu)過于龐大，安裝、拆卸時需要吊車配合；除常用規(guī)格吊籠，井道等狹小空間或大尺寸物料運輸用吊籠往往需要定制，設(shè)備造價、使用成本高，且周期較長，不適合建筑施工中需改變吊籠結(jié)構(gòu)大小等靈活多變的使用工況。

針對這些問題，本文旨在研發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、模塊體積質(zhì)量小、便于組裝運輸?shù)氖┕ど禉C分體式吊籠（圖1），以彌補傳統(tǒng)施工升降機的不足，方便工程施工。

圖1 升降機吊籠示例

1 施工升降機分體式吊籠

1.1 基本組成和工作原理

本文主要介紹一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、模塊體積質(zhì)量小、便于運輸?shù)氖┕ど禉C分體式吊籠，其組合后的整體結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖如圖2 所示，分體結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖如圖3 所示。

圖2 施工升降機分體式吊籠整體結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖

圖3 施工升降機分體式吊籠分體結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖

該分體式吊籠主要包括：入口籠架、主籠架、過渡籠架、出口籠架。主籠架的4 個邊柱均為主籠架連接框，其左右兩側(cè)下面的連接橫梁上各設(shè)有2 個托架。過渡籠架的4 個邊柱均為籠架連接框，其中籠架連接框一側(cè)下面的連接橫梁上設(shè)有2 個托架。出口籠架右側(cè)的2 個邊柱均為出口連接框。入口籠架左側(cè)的2 個邊柱均為入口連接框。入口籠架、主籠架、過渡籠架、出口籠架通過各自的連接框由螺栓螺母連接件依次連接成整體吊籠。主籠架兩側(cè)的托架分別豎向承載連接過渡籠架或者入口籠架或出口籠架，過渡籠架的托架豎向承載連接入口籠架或者出口籠架。本文涉及的結(jié)構(gòu)形式，可將主籠架兩端的載荷依次傳遞到主籠架上。

根據(jù)現(xiàn)場對吊籠大小的需求，主籠架可與入口籠架和出口籠架連接組合成施工升降機分體式吊籠，或者與入口籠架、若干過渡籠架和出口籠架連接組合構(gòu)成多種長度規(guī)格的施工升降機分體式吊籠。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

額定載重量P載：2 000kg；

吊籠建模重量m：858.27kg；

工作風(fēng)壓：q=250N/m2；

外形尺寸：3.2m×2.5m×1.5m(長(L)×高(H)×寬(W)）；

額定速度：1m/s。

2 設(shè)計計算及強度校核

2.1 吊籠正常裝載

2.1.1 風(fēng)載計算

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 26557-2011《吊籠有垂直導(dǎo)向的人貨兩用施工升降機》，得

長度方向風(fēng)載荷：F1=qLH=2000N；

寬度方向風(fēng)載荷：F2=qWH=937.5N；

長度方向等效加速度：a1=F1/m=2.33m/s2；

寬度方向等效加速度：a2=F2/m=1.09m/s2。

2.1.2 動載荷計算

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 26557-2011《吊籠有垂直導(dǎo)向的人貨兩用施工升降機》，得

沖擊系數(shù)：μ=1.1+0.264v；其中：v——額定速度，取v=1m/s，得出：μ=1.364。

立柱、鋼絲繩、門、門配置等與吊籠框架得總重P=P載μ=2728kg。

分析時應(yīng)施加慣性加速度a使吊籠出現(xiàn)等效重力的效果，得

2.1.3 額定載重量對吊籠受力的影響計算

吊籠的額定載重量設(shè)計值為P載=2000kg，為方便計算，取F=20kN。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 26557-2011《吊籠有垂直導(dǎo)向的人貨兩用施工升降機》中5.2.2.4 得

吊籠底面積：A=LW=4.8m2；

Fμ/(A×0.8)=7.10kN/m2>4.0kN/m2

假定額定載重量分布在減小的面積上，其大小為吊籠底板面積的80%，其長、寬之比與吊籠底板的長、寬之比相同。

即長、寬分別為

2.2 異常情況下安全裝置作用

2.2.1 風(fēng)載計算

計算結(jié)果同2.1.1。

2.2.2 動載荷計算

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 26557-2011《吊籠有垂直導(dǎo)向的人貨兩用施工升降機》中5.2.2.8：超速安全裝置動作引起的力為運動載荷的總和乘以系數(shù)2.5。分析時應(yīng)施加慣性加速度a使吊籠出現(xiàn)等效重力的效果，取μ=2.5，得

2.2.3 額定載重量對吊籠受力的影響計算

Fμ/(A×0.8)=13.02kN/m2>4.0kN/m2

依GB 26557-2021《吊籠有垂直導(dǎo)向的人貨兩用施工升降機》中5.2.2.4.3，假定額定載重量分布在減小的面積上，其大小為吊籠底板面積的80%，其長、寬之比與吊籠底板的長、寬之比相同。

即長、寬分別為

因此模型加載時，將載荷均布在減小的吊籠底板面積上。

利用有限元分析軟件對吊籠架構(gòu)進行校核，通過計算，使用Q235 材質(zhì)制作的吊籠結(jié)構(gòu)強度即可符合設(shè)計條件。

3 分體式吊籠的優(yōu)點

分體式吊籠可拆卸為體積小、質(zhì)量輕的單元模塊，通過人工或推車等簡易工具便可將模塊搬運至施工現(xiàn)場組裝為完整吊籠，安裝過程方便快捷，無需借助大型起重設(shè)備。

在井道等狹小空間施工時，分體式吊籠可通過模塊分段組裝與拆卸，降低了吊籠對建筑物開口結(jié)構(gòu)的要求，避免了施工結(jié)束后整體式吊籠無法正常拆解只能破壞性拆除造成的經(jīng)濟損失。

分體式吊籠模塊單元損壞后僅需對相應(yīng)模塊進行維修更換，設(shè)備維護成本低。

4 結(jié)語

針對傳統(tǒng)施工升降機吊籠一般為整體式焊接結(jié)構(gòu)這一情況，本文提出一種新型的分體式吊籠結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過對兩種工況的受力分析，分別得出其最大變形和最大應(yīng)力，均符合設(shè)計要求。該種吊籠結(jié)構(gòu)簡單、成本低、單元模塊體積質(zhì)量小、便于組裝、運輸，可靈活適用于各種場合，提高了施工效率，降低了設(shè)備采購成本。