超高层建筑施工升降机的安全技术要点

超高层建筑施工升降机的安全技术要点

李昌平

中铁建工集团有限公司西北分公司  陕西省西安市  710076

摘要：在超高层建筑施工中，升降机作为一种重要的垂直运输设备，其安全性能直接关系到施工安全与效率。本文全面分析了升降机在超高层建筑施工中的安全技术要点，包括升降机的工作原理与操作过程、主要安全风险及其来源、以及相应的风险评估方法和安全技术措施。详细探讨了从机械与结构安全，操作安全措施，到环境与其他安全措施的各个方面。通过实施这些安全措施，可以有效地预防和减少事故发生，保证施工人员的生命安全和工程施工的顺利进行。本文旨在提供一个系统的安全技术框架，帮助施工单位提高超高层建筑施工的安全管理水平。

关键词：超高层；建筑施工；升降机；安全技术要点

引言

超高层建筑由于其特殊的高度特性，施工过程中的安全管理尤为复杂，其中升降机的安全操作是保证施工效率和工人安全的关键因素。升降机在超高层建筑施工中用于运送人员与材料，任何的安全事故都会导致重大的人员伤亡和财产损失。因此，掌握升降机的安全技术要点，实现其安全可靠的操作，不仅能够保护施工人员的生命安全，也有助于提升建筑施工的整体工作效率。

1.升降机的工作原理与操作过程

升降机主要由驱动系统、导轨、笼体、控制系统和安全装置组成。其工作原理是利用电动机作为动力源，通过齿轮齿条的传动方式将电动机的高速旋转转换为低速而高扭矩的动力输出。这种转换使得升降机的齿条在齿轮的带动下沿导轨进行垂直运动，从而带动笼体实现载物或载人的垂直上下移动。在操作过程中，操作员需在控制室通过控制台发出指令，控制系统接收指令后，经过逻辑判断输出信号到电动机，同时监测各类安全装置状态，如极限开关、速度检测器和载重传感器等，确保升降机在安全的条件下工作。例如，当笼体达到设定的最高或最低点时，极限开关将切断电源，防止笼体超行程运行；速度检测器能实时监控笼体运行速度，一旦超出安全速度范围即自动触发制动系统，迅速停止升降机运行；载重传感器则确保升降机内的载重不会超过额定载荷，防止因超载而导致的设备故障或事故。此外，现代升降机多配备有故障自诊断系统，能在出现异常时及时进行警告并指示故障位置，便于及时维护与修复，能大大提升施工升降机的安全性与便捷性。

2.升降机的安全风险分析

2.1 主要安全风险来源

施工升降机的安全风险主要来源于机械故障、操作失误和环境因素。机械故障包括但不限于驱动系统故障、制动系统失效以及安全装置的功能障碍，如制动器磨损过度未能及时更换，会导致升降机突然下滑；钢丝绳老化或损伤未被及时发现，增加断绳的风险。操作失误则常见于操作人员未按标准操作程序执行，如超载运行、错误估计风速操作高空升降机等，这类风险往往因人为因素造成严重后果。环境因素如强风、雷雨和极端温度也极易影响升降机的安全性能，例如，强风会导致升降机笼体摆动，影响稳定性并增加碰撞风险；雷电会击中升降机的金属部件，造成电气设备损坏。此外，升降机的安全风险还源自于设计缺陷和材料问题，如设计不合理导致的结构强度不足，或是材料质量不达标。

2.2 风险评估方法

施工升降机的风险评估通常采用定性与定量相结合的方法进行。定性评估侧重于通过专家经验和历史数据识别潜在的风险因素，包括机械故障、操作错误以及外部环境影响等。此过程中，专家组会利用故障树分析（FTA）或事故树分析（ETA）等技术，系统地分析升降机运行中遇到的各种故障模式及其原因和后果，从而识别出高风险区域。定量评估则通过概率论和统计学方法，计算各已识别风险的发生概率及其对人员、设备或运行的潜在影响。常用的技术包括Monte Carlo模拟和风险矩阵方法，前者通过模拟大量随机事件来预测风险结果的概率分布，后者则将风险因素按照严重性和发生概率分类，以便优先处理高风险问题。综合这些方法，可以为管理团队提供一份风险评估报告，指导其制定相应的风险控制措施和应急管理计划，有效降低事故发生的频率和影响程度，保障施工安全[1]。

3.安全技术措施

3.1 机械与结构安全措施

升降机的机械与结构安全措施关键在于确保所有机械部件和结构配置能够承受预定的负载并抵抗外力影响。首先，所有升降机的设计和制造必须符合ISO 9001标准，确保产品质量和安全可靠性。结构方面，升降机的主体结构包括导轨、笼体和支架等，均采用高强度钢材制造，比如使用不低于Q345的钢材，其承载能力比普通钢材高出30%，且在-20°C至40°C的环境温度下保持材料性能稳定。导轨间的连接强度必须能承受至少5000牛顿的拉力，确保在极端天气或者误操作条件下导轨不发生断裂或变形。安全装置方面，引入先进的超载传感器与速度控制系统，超载传感器可以精确到±2%的误差范围内检测载荷，一旦检测到超载状态即自动停机，速度控制系统则能在笼体运行速度超出设置速度10%时自动启动减速或停机程序。此外，升降机还应装备有应急制动系统，该系统能在电源突然中断时自动启动，制动距离控制在20cm以内，有效防止因突然停电导致的自由下落事故。

3.2 操作安全措施

操作安全措施是升降机安全管理中至关重要的一环，主要包括严格的操作规程、全面的操作员培训以及先进的监控系统应用。首先，设立标准操作规程（SOP）是保障升降机安全运行的基础，该规程详细说明了启动前检查、运行中注意事项和异常处理等关键操作步骤。例如，启动前检查包括确认升降机各安全装置功能完好，如限位开关、超载传感器必须测试正常，错误范围控制在允许的1%之内；操作中需确保载荷不超过额定载重的85%，且运行速度不得超过最高设定值1.6m/s。其次，操作员培训是提升安全操作意识和技能的有效方式，培训内容涵盖升降机的基本结构、操作技巧、故障诊断与应急处置，通过理论学习与模拟演练相结合的方式，确保操作员能够熟练地应对各类正常及突发情况。最后，引入监控系统，如CCTV视频监控和实时数据分析系统，能够实时监控升降机的运行状态，及时发现异常情况，如监控系统设置异常阈值，超过阈值系统自动报警并通过控制中心远程停机；安装指纹或人脸、虹膜等生物识别系统，能够有效避免非专业操作人员操作；安装人数识别报警系统可有效实现超员报警并切断上升、下降控制电路，确保因超员导致安全事故等。此外，安装有声音和光线警告系统，一旦发现潜在的安全问题立即警告操作员和周围人员，这些综合措施能大大提升操作安全性，有效预防事故的发生[2]。

3.3 环境与其他安全措施

环境因素对升降机的安全运行影响巨大，因此采取针对性的环境与其他安全措施是确保升降机正常运作的关键。首先，对升降机进行防风设计，确保其在最高风速条件下（一般设计标准为12级风，风速达到32.6米/秒）也能稳定工作；安装防雷系统，包括避雷针和接地装置，有效保护电气系统不受雷电干扰。其次，对升降机的金属结构采用高防腐材料或涂层，防止因湿度大或化学物质腐蚀导致的结构弱化。例如，使用含锌量高达85%的热浸镀锌处理，可以显著提高结构件的抗腐蚀能力，延长其使用寿命。此外，引入温度监控系统，监测升降机在极端温度条件下的性能，保证在-10°C至50°C的环境温度范围内升降机能够安全运行。温度传感器能够实时反馈机械部件的温度状态，一旦检测到超出正常范围的温度值即自动调整或报警。同时，所有电气设备和控制系统都应具备防水防尘功能，避免因环境中的水分或尘埃进入系统内部造成短路或损坏。

3.4 安装与日常检查的安全技术要点

超高层建筑施工升降机的安全技术措施主要集中在安装与日常检查两大环节。在安装阶段，关键是确保结构稳定性和正确对接控制系统。安装前，必须对升降机各部件进行严格检验，包括检查金属结构的完整性、焊接质量及防腐处理情况。导轨的垂直度和对中性应符合规定标准，以防设备运行时产生摆动或偏移。控制系统的电气连线应按照电气安全标准进行，确保所有安全限位开关及紧急停止装置的功能有效。日常检查方面，需要定期对电动机、减速机、钢丝绳及滚轮等重要部件进行状态监测，特别是对钢丝绳的磨损和腐蚀状况要进行定期检查和必要的更换，确保运行中的安全性。此外，升降机的每次使用前后均需进行功能测试，包括但不限于紧急制动系统、超载保护和限速装置，以便及时发现潜在故障并进行维修或调整，保障作业的安全高效。

4.结语

总而言之，超高层建筑施工升降机的安全技术要点涵盖了从机械结构到操作程序，再到环境适应性的全方位措施。确保升降机的机械部件和结构安全，通过定期维护与强化设计来预防机械故障。操作安全措施通过严格的培训和标准操作程序来降低人为错误，安装先进的监控系统以实时监测设备运行状态和环境变化，及时响应安全威胁。此外，考虑到环境因素对设备性能的影响，通过防风、防雷以及防腐蚀处理来增强升降机的环境适应能力。通过这些综合安全措施，不仅能大幅提升升降机的使用安全，也能保障施工人员的生命安全和施工进度，是实现超高层建筑施工安全、高效进行的关键。这些措施的实施和优化，需持续关注最新技术的发展，以不断提升升降机的安全性能，应对更高建筑施工的挑战。

参考文献

[1]卢虎,胡平.浅析超高层建筑施工升降机的安全技术要点[J].建筑安全,2022,37(10):39-42.

[2]蒋佳炜,孙祖根,杨晓凤,等.超高层建筑施工升降机停层转换施工技术[J].建筑施工,2020,42(11):2099-2101