智能化集成式升降脚手架的研发与应用

1、智能化集成式升降脚手架的研智能化集成式升降脚手架的研发发与应用与应用内容目录内容目录一、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、关键技术关键技术四、技术特点四、技术特点 五、项目五、项目成果成果 六、查新报告六、查新报告七、社会经七、社会经济济效效益及益及前前景景一、一、研研究究背景背景荷载监控技术不完善各构配件兼容性差业主要求苛刻附着式升降脚手架广泛应用智能化程度低不便于监管局部非标准构配件不便于施工一、一、研研究究背景背景传传 统统 外外 脚脚 手手 架架密密 目目 网网 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、究究背景背景该课题在 “附着式升降脚手架GKP-IV型”产品基础上进行进一步立 项、研发，依托上述课题的资源，对现有技术改进，对新技术研发。二、二、主主要要研究研究工工作作依托天津市悦东嘉园项目，利 用BIM技术、网络及远程服务技术， 将设计改造思路统一，架体整体数 据及各专业平台信息整合，顺应了 智能化，网络化，信息化的发展方 向和趋势。本工程外防护工程选择采用新 型研发改造的智能化集成式升降脚手架。市场调研概念设计样机图纸BIM模型样机制作型式检验加工图设计标准化生产设计完善工艺改进二、二、主主要要研究研究工工作作本课题基于国力爬架上一代附着式升降脚手架原理，结合国内、 外施工平台设计理念

3、，引入定型模块化设计思路，通过将架体划分 为若干模块，进行标准化尺寸设计，为产品批量生产创造条件，模 块化组合安装方式更加快捷方便，提高施工效率。产品采用主动与 被动双重安全保护理念，主动防护采用智能化超载、欠载预警系统， 云端远程荷载监控系统，被动防护采用机械式防坠装置，当架体将 要发生意外坠落时被动锁死防坠坠落。在设计、施工、管理过程中 通过运用有限差分法计算、BIM技术辅助研究，在课题产品设计、质 量管理等方面开展深入研究。三、三、关关键键技术技术集成式架体构造技术封闭式防护绿色施工技术（创新）简洁模块拼装技术智能预警及同步升降技术（创新）冗余式卸荷技术集成式升降脚手架BIM应用技术（创

4、新）轴心动力不倒葫芦技术（创新） 信息集成化数据云端监控技术（创新）机械式防坠安全技术（创新）有限差分法架体稳定及变形分析技术（创新）1.集成式架体构造技术集成式升降脚手架架体构造主要针 对传统脚手架构造进行连接方式的创新 设计，对连接构件结构进行材料、结构 方面的改进升级，包括附着支承结构、 架体结构（竖向主框架、水平支承桁架 和架体构架）、防倾覆装置、防坠落装 置、升降机构、荷载智能预警及同步控 制系统等。视频演示已已授授权权专专利利：一：一种种适适用用于于附附着式着式升升降降脚脚手手架架 的结构构的结构构架架ZL2016ZL2016 2 2 0386926.30386926.32.简洁模

5、块拼装技术架体模块划分主要技术在于不违背相关规范前提下，保证架体整体强 度、安全、稳定性同时合理分割部件单元。采用凹搭，梁式支座等方式， 解决类似转角附墙困难，阳台、飘窗、卸料平台、塔吊防护不到位等问题。视频演示已授已授权权专利专利：一：一种附种附着着式升式升降脚降脚手手架架ZL2016ZL2016 2 2 0386928.20386928.2；一种；一种用用于附于附着着式升式升降脚降脚手手架的主框架的主框架架ZL2016ZL2016 2 2 0383164.10383164.12.简洁模块拼装技术3.冗余式卸荷技术产品架体通过设置的三道附墙装置与建筑结构连接固定，并传递架体 荷载，附墙支座固

6、定采用水平预留2根同规格螺栓方式连接，在保证支座抗 扭的前提下，尽量减小对附着预埋处建筑结构面积的限制要求。同时附着 装置上设置有卸荷销轴固定支架及卸荷调节顶撑两套卸荷装置，且均能单 独承受架体全部荷载，使用安装简便，当一套失效或发生意外时另外一套 能够独立确保架体使用安全，为架体的施工安全提供了可靠保障。已已授权专授权专利利：一种：一种用用于附着于附着式式升降升降脚脚手手 架的标准结架的标准结构构附附着装着装置置ZL2016 ZL2016 2 2 0383161.80383161.84.轴心动力不倒葫芦技术轴心动力不倒葫芦 设备，提升设备固定在 架体中心点，其作用力 点位于架体结构重心， 抵

7、消架体偏心弯矩；并 且达到不用人工倒换提 升设备的功能。视频演示已授已授权权专利专利：一：一种适种适用用于爬于爬架底架底座的座的提提升转升转向钢向钢梁梁ZL2015ZL2015 2 2 0109146.X0109146.X一种一种适适用于用于爬爬架的提升钢架的提升钢梁梁ZL2015ZL2015 2 2 0107179.20107179.25.机械式防坠安全技术机械防坠摆块，利用偏心式设计，通过重力实现复位，有 效避免了传统防坠机构中复位问题的困扰，通过偏心设计直接 优化防坠结构，且重力机构受外因影响较小，能够适应建筑施 工现场复杂的环境，能够提高防坠机构的安全保护作用。已授权专利已授权专利：一

8、一种用种用于于附附着着式升式升降降脚手脚手架架的的防防坠装坠装置置ZL2016ZL2016 2 2 0386455.60386455.6视频演示6.封闭式防护绿色施工技术本施工技术改变了传统脚手架搭设的理念，更加简单、务实、创 新：防护钢网安拆方便，可重复使用，定型底部封板的定型化设计， 定型钢质爬梯切实考虑施工需求，这是施工工序的规范化实现，企业 形象的标准化诠释。已授权已授权专专利：一种用于利：一种用于安安装爬架外侧钢装爬架外侧钢网网安全网的连接安全网的连接件件ZL2016ZL2016 2 2 0387023.70387023.7一种适用于一种适用于爬爬架架的外的外侧侧防防护护网网ZL20

9、15ZL2015 2 2 0247400.20247400.27.智能预警及同步升降技术本施工技术综合运用单片机和传感器测控技术，通过单片 微型计算机对被提升脚手架的载荷进行实时检测、实时报警、 实时排障和实时控制，具有对升降过程的实时监测和自动控制 等优点，有效地保证了脚手架施工的快速、安全和准确。7.智能预警及同步升降技术a.荷载检测技术b.抗干扰与自我检测技术 c.微延时分批启动技术 d.超欠载自动停机技术传感器检测/微控制器传输/分控柜采集分析/总控柜整合/上传云端可视处理解决同时启动瞬时电流过大上限超载重量及下限欠载重量可以针对性设置操作与安全保护分置/抗干扰技术已受理专利已受理专利

10、：一一种附种附着着式式升升降脚降脚手手架控架控制制系系统统201820297067.4201820297067.4视频演示8.集成式升降脚手架BIM应用技术运用BIM技术的应用将传统的平面图及书面交底施工以三维可视 化形式展示，通过影像方式传达给施工人员，直观展示设计意图，方 便作业人员理解，以动画形式直接演示产品搭设过程、安装部位、工 艺特点、控制要点等关键步骤，确保施工安全进行。9.信息集成化数据云端监控技术基于WIFI，云服务端，手机APP无线控制的技术，通过架体总控 制柜控制系统并与荷载监控、同步控制及现场视频监控集成共享数据， 可实现架体整体/单点控制、实现荷载及危险部位的监控，结合

11、施工 现场诠释智能化远程控制技术的优越性。已受理专利已受理专利：一一种电种电动动升升降降脚手脚手架架智能智能控控制制系系统统201820297067.4201820297067.410.有限差分法架体整体稳定及变形分析技术计算参考BIM三维模型后台数据，根据研发的实际产品，实际构 配件进行系统建模，并结合BIM模拟施工信息集成后进行数据处理， 综合设计验算。模型主要组成包括：主框架、结构构架、作业平台。 为简化模型，在不影响计算精度的情况下降低计算代价，根据对称原 则，取一跨进行模拟，这样除主框架及支座外，其余构件受力与全模 型相同。采用实体单元，约44000网格，局部细化，以保证计算精度。四

12、、四、技技术术特点特点序号构造设计部位规范要求产品设计值1架体高度5倍楼层5倍楼层2架体宽度1.2m0.8m3支撑跨度直线距离7.0m折线距离5.4m直线距离6.0m折线距离5.0m4水平悬挑长度2.0m1.5m5立杆纵距1.8m0.8/1.2/1.5m6步距1.8m1.8m技术指标：四、四、技技术术特点特点智能预警及同步升降技术： 1）荷载检测技术力传感器：量程7.5吨，灵敏度2mv2）抗干扰及自我检测技术 环境温度：-20-65显示装置：双5位高亮度红色LED湿度：20-90RH输出激励电压：9V5%（给传感器供电），电流50MA 电源电压：AC220V，耗电量5W五芯电缆：两端带有工业插

13、头的5芯动力电缆四、四、技技术术特点特点技术特点：主要特点在于架体构造全部采用工厂化预制钢构件，结合工 程建筑结构设计，现场装配使用，实现随建筑施工进度爬升、下 降。配有封闭式防护、操作平台及上下通道，并配置荷载报 警 、同步控制等现代化安全保护装置。在产品的研发及产业化开 发过程中，我公司引用BIM技术，利用其可视化、参数化、 优 胜化等特点，提高设计效率、降低设计风险，结合互联网、 APP、云平台等技术提高施工现场脚手架工程的智能化管理， 实现了脚手架工程从传统劳动密集型向科技密集型转变。五、五、项项目目成果成果授权项目名称知识产权类别国别授权号一种用于附着式升降脚手 架的标准结构附着装置

14、实用新型专利中国ZL2016 20383161.8一种电动提升物料平台实用新型专利中国ZL2016 20383298.3一种适用于爬架底座的提 升转向钢梁实用新型专利中国ZL2015 2 0109146.X一种适用于爬架的提升钢梁实用新型专利中国ZL2015 20107179.2一种适用于爬架的外侧防 护网实用新型专利中国ZL2015 20247400.2一种适用于附着式升降脚手架的结构构架实用新型专利中国ZL2016 20386926.3一种附着式升降脚手架实用新型专利中国ZL2016 20386928.2五、五、项项目目成果成果授权项目名称知识产权类别国别授权号一种用于附着式升降脚手 架的

15、主框架实用新型专利中国ZL2016 20383164.1一种用于附着式升降脚手架的防坠装置实用新型专利中国ZL2016 20386455.6一种用于安装爬架外侧钢 网安全网的连接件实用新型专利中国ZL2016 20387023.7一种电动升降脚手架智能 控制系统实用新型专利中国ZL2018 20297967.4受理项目名称知识产权类别国别授权号一种附着式升降脚手架控 制系统实用新型专利中国201820294573.3五、五、项项目目成果成果五、五、项项目目成果成果工法名称工法类别工法标号获得年份集成式附着升降脚手架施工工法总公司工法ZJG智能化集成式升降脚手架施工工

16、法天津市工法2018年五、五、项项目目成果成果论文名称期刊类别期刊名称出版年份支座型式对附着式升降脚手架影响分析中文核心施工技术2017.09五、五、项项目目成果成果荣誉证书评定机构评定结果获得年份新型集成式脚手架防坠装置研制天津市建筑施工行业协会天津市2017年度建设系统QC成果一等奖2017年一种集成式升降脚手架的防坠装置中国建筑业协会2017年度全国工程建设质量管理小组活动优秀成果奖2017年五、五、项项目目成果成果获得荣誉评价机构评价结论获得年份智能化集成式升降脚手架的研发与应用中国建筑集团有限公司国内领先水平2018.06六、六、查查新新报告报告七、七、社社会会经济经济效效益及益及前

17、前景景年份承接项目名称合同形式营业额利润新增利润2018年太原绿地城项目2-5号楼租赁32010025太原义井逍邦项目1、3号楼销售2706015宣城时代广场综合体销售2307018天津海晟园项目1-15号楼租赁44013033大连前关项目1-4号楼租赁2407018累计1500430110分析产品收益：以以上上单单位位为（为（万万元元）非智能集成式升降脚手架租赁费每延米3200元（十个月内）。去掉材料费、加工费、运费、售后服务费、备案检测费、差旅费，每延米利润大约为30%。智能化集成式升降脚手 架租赁费每延米4000元（十个月内），但新增折旧成本为500元。每延米新增利润300元。合计利润约为430万元，新增利润约为110万元经济效益：智能化集成式升降脚手架新承接5个项目，共26栋楼七、七、社社会会经济经济效效益及益及前前景景对于爬架使用方：该产品具有多功能、适应性强、高安全性、外形美观等特点；且综合费用低，经济效益显著。以中建悦动家园项目6号楼（34机位，周长150m）为例序号费用名称智能化集成式升降脚手架（万元）普通集成式升降脚手架（万元）1租赁费0.40X150= 600.32X150=482人工费12215设备