500米高速电梯技术改进与安装监控研究论文_付国明

广州珠江工程建设监理有限公司 广东广州 510095

摘要:广州周大福金融中心项目(广州东塔高530米)配备了两台速度高达20m/s全球超高速电梯,本文先介绍了作者项目的世界最高速电梯的安装特点及与普通电梯相比本项目超高速电梯先进的技术亮点,再论述本项目超高速电梯工程管理上监控要点及监理预控技术,突出在广州周大福金融中心项目超高速电梯监理过程中的监理手段及方法。

关键词:超高速电梯;安装;技术;管控

一、工程概况

广州东塔是集办公楼、酒店、商业为一体的综合性超高层建筑,占地面积约为26494.2平方米,工程总建筑面积约为507681平方米,建筑高度为530米,地上一百一十一层,地下五层。本工程共95台垂直电梯, 配置56台自动扶梯,合计电梯151台,其中2台20m/s酒店区直达梯为目前全球速度最快的电梯。速度高达1200米/分(20米/秒),只需要43秒,就能穿越从大厦1层到95层共440米的距离。

二、500米高高速电梯的特点

本项目超高速电梯实现了世界最高速的驱动控制技术和高效精准的安全制动技术。

(一)曳引系统

为提高电梯舒适度,此次使用的钢丝绳强度增加了,进一步减轻主机的负担,运行起来相当稳妥。

(二)电力驱动系统

采用了双并联变频控制驱动技术实现了世界最高20m/s的梯速,为实现电梯最高速度,用了大功率、薄型永磁电机,将输出功率提高1.3倍。

驱动主机

(三)电力控制系统

为提高电梯运行效率,装配了小体积大容量(2200kVA)的变压器。控制柜之所以能容纳2200KVA变压器,由于变压器铁芯采用了非晶合金硅钢片,比普通硅钢片导磁率高,降低了变压器的空、负载损耗,缩小了体积,提高了功率(35%),运行效率也提高。

(四)安全保护系统

本项目采用的制动器是高耐热大容量盘式制动器,耐热性强,能抵御超300℃制动高温。作用是能够使运行中的电梯在切断电源时自动把轿厢制停,使轿厢保持静止,位置不变。

制动器

四、某项目高速电梯的技术改进亮点

在超高速电梯领域中,速度每提升一小步,均以突破许多关键技术为前提,在针对本项目超高速电梯运行时容易产生的三种情况,分别采用目前行业最先进技术作出应对:

第一种情况:因高速移动而导致的晃动。本项目采用滚动导靴减震器装置针对位于设置在井道内的导轨引起的水平震动,通过给与导轨装置滚轮的支撑杆相当的推进力,来抑制导轨对轿厢的震动传播,带有降低轿厢震动的功能。

滚动导靴

第二种情况:在移动空间内产生的气压变化,会引起乘客的耳鸣,采用缓解耳塞的气压调节装置,缓解高速运行中气压变化导致的耳部不适。采用两台鼓风机分别用来加压和减压,加压鼓风机通过将外部空气吸入轿厢实现加压,减压鼓风机则通过轿厢内空气抽送到外部实现减压。

气压模拟试验 气压调节装置

第三种情况:电梯高速运行时产生的声响,引用太空舱技术,通过采用药丸型的设计来减低空气的阻力。采用加厚壁板和吸音双层轿壁外,厅门和轿门,天花及风扇隔音处理,轿门下方设置封板及隔音材料,上下整流罩。

五、高速电梯安装过程测试与监控

在超高速电梯安装过程各阶段,作为监理人员必须有非常明确的管理思路及管理手法,高速电梯技术上的创新引起对电梯监理技术上有新一层的管理要求。

轿厢上下整流罩 轿厢气流图

(一)PDCA循环管理与动态管控

P(计划):在熟悉设计图纸及现场情况的基础上,做好超高速电梯质量控制的策划工作,保证质量策划有针对性并切实可行。施工单位在此阶段必须制定工程质量管理计划,确立目标,施工准备情况(包括:施工计划、方案、人、材、机)。D(实施):施工现场管控工作的实施。C(检查):超高速电梯施工过程各工序的检查。A(处理)超高速电梯施工情况分析,掌握工程的现状与发展动态,提出改进措施,持续改善管理体系。

(二)系统性、全面地深度进行过程环节管控检查

(1)在超高速电梯工程开始前:

1)首先要严格审查施工人员资质。——因为安装过程都离不开人的操作及管理,人的综合素质是造成施工误差的主要原因。

2)根据要求审查超高速电梯施工方案的完备性和可行性,本项目超高速电梯安装使用无脚手架施工工法(AN2工法),工法施工前,施工单位上报专项方案进行审批,开展专家论证会,确保工法可操作性。

3)确保现场塔吊荷载足够满足电梯主机及设备的吊装,施工电梯需满足电梯构件等的运输。

4)超高速电梯设备、构件材料进场的把关。——因为电梯设备构件一旦使用错误直接影响安装质量。

5)电梯施工前,施工环境的完善对电梯安装的影响很大。例如电梯机房的环境温度。——因为施工环境的好坏不仅影响施工进度,更会直接影响工程质量。

(2)在超高速电梯安装过程中:

电梯的安装过程中每一工序上作为监理必须严格按照规范要求把握施工质量。通过本项目超高速电梯安装过程中遇到的一些难点进行总结,有利于做好今后类似项目的监理工作。

1)井道、电梯机房

参与电梯单位与土建单位的交接。检查电梯井道是否按图施工,垂直度、断面尺寸精度、表面平整度、电梯底坑的强度、刚度和防水、防潮性能及断面尺寸精度等等。

2)导轨安装校正

使用新型校轨尺准确地对电梯导轨安装时进行垂直度、轨距和左右导轨的共面度等进行校验,保证导轨安装精度的指标。

3)电梯机房设备安装

主要包含架机梁和主机的安装就位,安装精度也必须保证在1/1000mm以内,且同一机房多台主机通光应不超过1mm。

4)电气设备安装

位置应符合图纸要求,可靠接地,注意防尘防潮。且需检查安装接线、线缆敷设等施工是否符合要求。

5)安全保护装置的安装

电梯的安全性是电梯质量中的关键特性,重点检查安全部件是否齐全,在特定情况下可否自动开启。

6)平层准确度的检测

与电梯的运行速度、制动距离和制动力矩和轿厢载荷等有直接关系,应该分别以轿厢空载和额定载重量做上、下运行,停靠在同一层站进行测量,其最大值作为平层误差值,应满足设计要求。

7)气压模拟试验

在工厂进行气压模拟试验,使用气压模拟设备对气压变化模式进行了监测评估试验。同时在施工现场实际条件进行了模拟验证并满足要求。

8)噪声预测试验

通过噪声预测试验,根据噪声报告测定结果和按计算方法推算出20m/s电梯运行时的噪声预测值是否符合要求。

(3)在超高速电梯安装完成后:

电梯安装完成后应及时做好成品保护(包括门套、门厅等)。委托有资质的第三方检测单位现场检测,最后由技术监督部门检测合格发放电梯准用证,方可投入运行。

(三)抓重点管理与控制(分清主次,抓主要矛盾兼顾次要矛盾)

在电梯高速运行过程中,电梯产生的振动、噪声、过高的加速度以及高速运行时电梯轿厢内气压的急剧变化都会影响乘客的舒适感。在此特别总结了以下六项重点关注事项:

(1)导轨是供轿厢和对重运行的导向部件,与普通电梯相比较,由于超高速电梯的提升高度一般都比较高,因此导轨的安装精度显得非常重要,另一关键点是导轨接口安装的精确,确保导轨接口处的全长不应有连续缝隙。

(2)曳引机作为电梯运行的动力来源,驱动轿厢和对重上下运行。曳引机紧急操作装置动作必须正常。

(3)电梯运行速度加快,使用的钢丝绳强度就增大,它承载着轿厢、对重、额定载荷等全部悬挂重量。在放绳过程中要特别注意安装顺直,不能扭曲,否则容易造成磨损,影响电梯运行的安全。

(4)超高速电梯轿厢安装上,较为重要的是对轿厢的平衡点调整,通过轿厢底模拟产生重量来调整平衡。假设轿厢平衡未调整好,轿厢负载的偏置而产生了平衡反力,会使导靴对导轨产生额外的侧向压力,导靴会造成磨损,更会造成电梯快速运行过程振动幅度加大。

(5)为确保电梯的安全运行,在安全制动技术上,一旦出现某种不安全状态,安全装置及时起作用。除进行标准要求的各种工况下的制动能力验证、温升和可靠性测试外,还应进行制动能力稳定性试验、连续制动能力试验。

(6)超高速电梯调试前,需检查电梯机房内曳引机安装是否牢靠,安全钳等安全装置试验是否完成,电气设备安装接线是否正确。通电试运行后,针对电梯起动时的舒适感、电梯运行时产生的振动、平层的精度、各功能的试验等重点排查,确保日后电梯使用过程的顺利。

(四)逆向思维正向操作,按结果倒逼机制进行管理:

情况一:轿厢在运行中抖动或晃动。

主要原因:导轨安装误差较大,导轨接口处不平,;各曳引绳张紧力不一致,曳引绳的松紧度差异大;曳引机座固定不牢,有较大间隙;滚动导靴的滚轮磨损不均匀

情况二:电梯运行时轿厢或机房内噪声大于规定值。

主要原因:导轨润滑油不足;滑动导靴内有异物卡住,滑动导靴被磨损严重;机房内机械转动部分间隙过大,曳引机固定不牢;安全钳间隙过大,有时摩擦导轨。

综上所述,在超高速电梯安装工艺上必须要求合格,对下道工序有严重影响的关键部位立即整改。

(五)强化内因为主兼顾外因的主动性、预见性、计划性的有序管理

以电梯导轨安装为例,导轨安装是电梯安装的关键工序。假如在电梯安装完成后才发现导轨安装质量有问题,则很难对导轨进行调整,我预先从质量管理上的五大因素(人、机、料、法、环)入手,对导轨安装失当的原因进行分析,作出预控处理,预防发生这些情况:

人:特种作业人员资质欠缺、工作水平低、不负责任等;机:测量仪器误差大、冲击钻效果差等;料:导轨变形弯曲、使用的导轨未按设计要求、膨胀螺栓规格不符等;法:导轨支架安装不当、校轨过程不精密、导轨安装效果差等;环:电梯井道风大、空气湿度大等以上因素直接造成电梯导轨安装失当,那么就要作为预控点主动防御。

六、结束语

从美国人艾利沙?奥的斯发明了即使断了线也不会往下掉的安全升降机,到现在成就了世界最高速电梯,安全性、可靠性、舒适性的汇聚。生活在继续,科技在发展,电梯也在进步。针对关键的工序,使用方法,运用监理手段,掌握核心技术,继续在监理领域迈着稳重的脚步。

参考文献

[1]GB50182《电梯施工质量验收规范》

论文作者:付国明

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期

论文发表时间:2018/6/15

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