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创新成果Innovation results

武大巨成结构股份有限公司

WUDAJUCHENG STRUCTURE CO.,LTD

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钢滑道顶升增层技术

 一、研发背景

针对国内外顶升改造的应用与实践中发现的问题,有着二十余年工程结构加固改造实践经验的武大巨成结构股份有限公司组成了以高作平教授和周剑波副教授为核心的项目组,对钢滑道顶升增层技术问题进行研究。钢滑道顶升增层技术是高作平教授原创,于2015年首次申请专利后持续研发的技术。

 

该项技术与传统技术相比最大优势在于:更加安全——钢滑道与钢支撑体系保证顶升过程结构的安全;更加经济——减少了大量废料,降低了成本,钢牛腿等钢构件均可重复使用;更加快速——可移动钢牛腿、早强高强的浇筑材料等保证了工期最短。

 

该技术可解决当前老旧小区停车难的问题,公共空间和休闲空间缺乏的问题。顶升拓展出来的空间可以修建停车位、休闲空间、增加社区医疗及公共卫生间等设施,具有巨大的社会效益和经济效益。目前围绕该技术已申请专利近60项,其中授权专利16项(含2项授权发明专利授权),正在起草主编行业和地方规程各1项。

 

 

二、核心原理

 1、钢滑道

 

 

2、力学模型

 

 

3、柱芯垫块与千斤顶交替受力原理

 强度高 C60

 精度高 精加工级

 可以完全承受上部结构的荷载



4、自动控制同步顶升系统

液压系统+ 控制系统

可实现完全同步控制,绝对的同步误差≤±0.3mm

 


  

三、研究成果

 1、柱芯垫块的研究与试验

它是实现与千斤顶交替受力的关键,对强度和精度都提出很高的要求,不仅仅要进行单块垫块的试验,还要进行多块垫块的叠合试验。

 

垫块的试验是整个系统试验的基础部分。

 

 

 

 

2、钢滑道及静压顶升试验

      钢滑道、钢牛腿的强度和刚度、精度问题。

 

 

 3、结构整体顶升试验

        自动控制同步顶升系统;

        柱芯垫块与千斤顶的交替受力原理;

        下牛腿的向上滑动、钢滑道的接长、每顶升90cm的浇筑等工作;

        是整个结构试验的关键核心部分。

 

 

a、4m×4m混凝土框架

b、柱:400×400,框架悬挑1.5m

c、堆载:四个柱不均匀堆载20-80t

 

4、创新应用

老旧小区改造

 

将老旧小区整体抬升,增加空间

 

5、主编DB42《钢滑道顶升技术规程》,已正式启动编制工作;主编CECS《钢滑道顶升改造老旧小区技术规程》,已完成草案,计划近期召开启动会;

 

6、已授权专利23项(发明4项、实用新型18项、外观设计1项),已受理专利19项(PCT 1项、发明10项、实用新型7项、外观设计1项)


 

表1 授权专利清单 

序号

专利类型

专利名称

专利号

授权公告日

1

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的钢滑道

2015205446358

2015/12/9

2

发明

一种钢滑道顶升建筑物增层的施工方法

2015104407473

2017/3/29

3

发明

一种钢滑道顶升建筑物增层装置

2015104407666

2017/7/14

4

实用新型

一种建筑物同步顶升移位装置

2018207125088

2019/2/5

5

实用新型

一种建筑物同步顶升装置

201820713096X

2019/2/5

6

实用新型

一种榫卯式混凝土柱芯垫块

2018215079170

2019/8/9

7

实用新型

一种榫头式混凝土柱芯垫块

2018215079166

2019/8/9

8

实用新型

一种榫眼式混凝土柱芯垫块

2018215068848

2019/8/9

9

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的钢管混凝土柱钢滑道

2018215069037

2019/8/9

10

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的可升降式钢牛腿

201821507919X

2019/8/9

11

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的模块化钢垫块

2018215069022

2019/8/20

12

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的混凝土柱芯垫块

2018215079518

2019/8/20

13

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的可连接卡槽式混凝土柱芯垫块

2018215069268

2019/8/20

14

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的套筒式可伸缩钢支撑

2018215079452

2019/8/20

15

实用新型

一种利用高强混凝土柱与钢滑道交替顶升增层建筑物的装置

2018215068852

2019/8/23

16

实用新型

一种用于建筑物顶升增层的机械式可伸缩钢支撑

2018215079185

2019/9/17

17

发明

一种建筑物同步顶升移位装置

2018104571221

2019/11/15

18

发明

一种利用同步顶升移位装置新增小区地下空间的施工方法

2018104570801

2019/11/15

19

实用新型

一种用于顶升的钢管混凝土柱与混凝土梁连接的结构

2019203589726

2020/1/17

20

实用新型

一种用于顶升增层的可升降导轨式钢牛腿结构

2019203589548

2020/1/21

21

实用新型

一种用于顶升增层的可连接钢垫块

2019203589938

2020/1/21

22

实用新型

一种用于顶升增层的钢骨混凝土柱芯垫块

2019203589622

2020/2/18

23

外观设计

组合垫块

2019304887677

2020/4/17

2  受理专利清单

序号

专利类型

专利名称

专利号

专利申请日

1

发明

一种顶升增层钢管混凝土柱与基础连接施工方法

2018110766138

2018/9/14

2

发明

一种利用高强混凝土柱与钢滑道交替顶升增层建筑物的装置及其施工方法

201811075535X

2018/9/14

3

发明

一种用于建筑物顶升增层的混凝土柱芯垫块及其使用方法

2018110766509

2018/9/14

4

发明

一种用于建筑物顶升增层的可连接卡槽式混凝土柱芯垫块及其使用方法

2018110766566

2018/9/14

5

发明

一种用于建筑物顶升增层的套筒式可伸缩钢支撑

2018110766513

2018/9/14

6

发明

一种用于扩展建筑物地下空间的施工方法

2019102151742

2019/3/21

7

实用新型

一种用于顶升增层的可升降钢牛腿

2019203589779

2019/3/21

8

实用新型

一种用于顶升的钢管混凝土柱与钢梁连接的结构

2019203590418

2019/3/21

9

外观设计

垫块成型模具

2019304887569

2019/9/5

10

实用新型

工程柱芯垫块成型模具

2019214720701

2019/9/5

11

PCT

一种利用高强混凝土柱与钢滑道交替顶升增层建筑物的装置及其施工方法

PCT/CN2019/105606

2019/9/21

12

实用新型

一种用于装配式结构构件的自锁式连接结构

2020201386984

2020/1/21

13

发明

一种用于装配式结构构件的自锁式连接结构及连接方法

2020100708400

2020/1/21

14

实用新型

一种用于扩展地下空间的新建基础上下柱连接结构

2020201381340

2020/1/21

15

发明

一种用于扩展地下空间的新建基础上下柱连接结构及方法

2020100707605

2020/1/21

16

实用新型

一种用于顶升增层的钢牛腿抗剪键结构

2020201386359

2020/1/21

17

发明

一种用于顶升增层的钢牛腿抗剪键结构

2020100707268

2020/1/21

18

实用新型

一种用于扩展地下空间的已有基础上下柱连接结构

2020201383632

2020/1/21

19

发明

一种用于扩展地下空间的已有基础上下柱连接结构及方法

2020100704594

2020/1/21