1 初期創(chuàng)立和早期研發(fā)成果

1956年正值新中國(guó)建國(guó)初期，為加速國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，前蘇聯(lián)專家建議我國(guó)走建筑工業(yè)化和施工機(jī)械化道路，我國(guó)政府采納了此項(xiàng)建議，由國(guó)家建筑工程部批準(zhǔn)成立建筑機(jī)械及建筑機(jī)械化研究所（中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院前身）和機(jī)械施工總局設(shè)計(jì)室（建設(shè)部北京建筑機(jī)械綜合研究所前身）。當(dāng)時(shí)我國(guó)工程施工設(shè)備奇缺，一方面受西方國(guó)家封鎖無(wú)進(jìn)口渠道；另一方面受經(jīng)濟(jì)條件制約無(wú)力購(gòu)買(mǎi)國(guó)外裝備，而百?gòu)U待興的新中國(guó)又缺乏技術(shù)，工程施工對(duì)設(shè)備的迫切需求為剛剛誕生的研究院提供了一個(gè)很好的發(fā)展機(jī)遇。盡管當(dāng)時(shí)條件很差，卻取得了豐碩的成果，即使從現(xiàn)代的觀點(diǎn)來(lái)看也令人驚嘆。這些早期成果初步奠定了我國(guó)現(xiàn)代建設(shè)機(jī)械發(fā)展的基礎(chǔ)，并形成了中國(guó)產(chǎn)品系列和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

這一歷史時(shí)期具有代表性的主要成果有：

研發(fā)成功了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋張拉千斤頂，為我國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土發(fā)展奠定了設(shè)備基礎(chǔ)；

研發(fā)成功了起重量10t、跨度長(zhǎng)達(dá)760m的平行式纜索起重機(jī)，成功應(yīng)用于新安江水電站主壩的混凝土運(yùn)輸和澆筑；繼之又研制出20t平行式和20t輻射式纜索起重機(jī)，應(yīng)用于湖南柘溪水電站和黃河劉家峽水電站壩體施工，為我國(guó)早期水電建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)；

研發(fā)成功了TQ-10（見(jiàn)圖1）、TQ-45兩種型號(hào)的快速架設(shè)塔式起重機(jī)，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)快速架設(shè)塔機(jī)的先河，形成了快速架設(shè)塔機(jī)整套設(shè)計(jì)方法和計(jì)算模型，在設(shè)計(jì)理論和標(biāo)準(zhǔn)制訂方面做出了突出貢獻(xiàn)，TQ-45塔機(jī)獲得首屆全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)；

研發(fā)出適應(yīng)高寒地區(qū)的凍土層鉆機(jī)，為青藏鐵路在20世紀(jì)70年代初期做前期試驗(yàn)性研究、試驗(yàn)提供了關(guān)鍵設(shè)備；研發(fā)成功雙切削頭黃土洞掘進(jìn)機(jī)（見(jiàn)圖2），可在土質(zhì)地層下一次掘孔成型4m的拱洞，為我國(guó)軍事工程施工提供了關(guān)鍵裝備，也是我國(guó)研發(fā)出的第一代盾構(gòu)設(shè)備，成果獲得首屆全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)；

研發(fā)成功北京55型前鏟后挖雙功能全液壓挖掘裝載機(jī)（見(jiàn)圖3），填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，榮獲首屆全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)；

圖1 TQ-10型快速架設(shè)塔式起重機(jī) | 圖2黃土洞掘進(jìn)機(jī) | 圖3 前鏟后挖雙功能全液壓挖掘裝載機(jī)

研發(fā)成功GHP-250型混凝土噴射機(jī)（見(jiàn)圖4），為礦山、冶金、隧道和國(guó)防工程坑道作業(yè)施工提供了關(guān)鍵設(shè)備，并獲得首屆全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)；

研發(fā)成功的國(guó)內(nèi)第一臺(tái)汽車(chē)式混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)（見(jiàn)圖5），為商品混凝土的應(yīng)用創(chuàng)造了先決條件；研發(fā)成功臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)（見(jiàn)圖6），結(jié)束了我國(guó)只能生產(chǎn)自落式混凝土攪拌機(jī)的歷史，奠定了現(xiàn)代化攪拌站、攪拌樓的發(fā)展基礎(chǔ)。

圖4 鼓輪式混凝土噴射機(jī) | 圖5 混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē) | 圖6 JD200型單臥軸混凝土攪拌機(jī) | 圖7 砌塊自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備

研發(fā)出建設(shè)機(jī)械關(guān)鍵部件單排球式回轉(zhuǎn)支承，在國(guó)內(nèi)外首次從理論上確定了回轉(zhuǎn)支承的性能判定系數(shù)，首次從應(yīng)力分布、接觸誤差論證了各種結(jié)構(gòu)形式的回轉(zhuǎn)支承的使用年限和承載能力，并制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)建設(shè)機(jī)械發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，其應(yīng)用范圍涵蓋了起重機(jī)械、土方機(jī)械、混凝土機(jī)械、高空作業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域，為此項(xiàng)目獲得1989年國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)；

與株洲市建委合作完成的中型空心砌塊住宅建筑機(jī)械化施工成套技術(shù)，為我國(guó)推廣機(jī)械化施工提供了理論依據(jù)和實(shí)踐樣板；

1980年《建筑機(jī)械化》雜志創(chuàng)刊，1981年《建筑機(jī)械》雜志創(chuàng)刊，1989年《中國(guó)電梯》雜志創(chuàng)刊。這3本雜志均為本領(lǐng)域最早創(chuàng)刊的綜合性專業(yè)技術(shù)雜志，積極地推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。

2 近20年研發(fā)的關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)

2.1 概述

20世紀(jì)90年代初至今，是我國(guó)建筑業(yè)大發(fā)展的最好時(shí)期，建筑業(yè)空前繁榮，大型、特大型公共建筑、工業(yè)建筑相繼出現(xiàn)，新材料、新技術(shù)、新工藝的大量應(yīng)用和新型建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新使傳統(tǒng)的建筑機(jī)械已無(wú)法滿足現(xiàn)代施工的需求，迫使施工企業(yè)大量進(jìn)口施工裝備，一些國(guó)際著名廠商紛紛到我國(guó)投資建廠。國(guó)際先進(jìn)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使我院科技工作者看到了與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，找準(zhǔn)了研發(fā)方向和目標(biāo)，即瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)水平，結(jié)合我國(guó)建筑施工急需，集中力量重點(diǎn)突破，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

在此期間，國(guó)家在該領(lǐng)域也給予了大力支持，從“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)開(kāi)始，到“十一五”、“十二五”國(guó)家重點(diǎn)科技支撐項(xiàng)目，相繼設(shè)立重點(diǎn)支持專項(xiàng)，建設(shè)機(jī)械技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)入到黃金時(shí)期。中國(guó)建筑科學(xué)研究院在鋼筋機(jī)械連接與鋼筋加工機(jī)械、電梯與電梯安全技術(shù)、砂漿混凝土與混凝土制品機(jī)械、裝修與高空作業(yè)機(jī)械、起重升降機(jī)械、樁工機(jī)械產(chǎn)品和技術(shù)、建筑機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化等方面都取得了突破性的成果，研發(fā)出了一批行業(yè)急需的技術(shù)和產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。除滿足國(guó)內(nèi)施工需要外實(shí)現(xiàn)了批量出口，為我國(guó)建筑施工行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢 獻(xiàn)。

2.2 鋼筋機(jī)械連接技術(shù)與設(shè)備

自90年代開(kāi)展鋼筋機(jī)械連接技術(shù)與設(shè)備研究開(kāi)發(fā)至今已經(jīng)20年，先后形成了鋼筋徑向冷擠壓套筒連接技術(shù)和設(shè)備、鋼筋錐螺紋連接技術(shù)與設(shè)備、鋼筋直螺紋連接技術(shù)與設(shè)備，在國(guó)內(nèi)外數(shù)千項(xiàng)工程中得到應(yīng)用。1997年，中國(guó)建筑科學(xué)研究院開(kāi)始鋼筋剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)的研發(fā)，經(jīng)過(guò)潛心研究和大量試驗(yàn)，于1999年將鋼筋等強(qiáng)度剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)及設(shè)備研制成功。該項(xiàng)技術(shù)是鋼筋等強(qiáng)度直螺紋連接技術(shù)的一種新形式，為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明專利（ZL99118912.4），被列入“建設(shè)部十項(xiàng)推廣新技術(shù)”、“國(guó)家重點(diǎn)推廣新產(chǎn)品”和“國(guó)家級(jí)工法”。直螺紋鋼筋接頭連接見(jiàn)圖8，分體式鋼筋連接接頭見(jiàn)圖9，分體式接頭應(yīng)用于鋼筋籠對(duì)接見(jiàn)圖10。

圖8 直螺紋鋼筋接頭連接 | 圖9 分體式鋼筋連接接頭 | 圖10 分體式接頭應(yīng)用于鋼筋籠對(duì)接

2.3 鋼筋加工機(jī)械及施工技術(shù)

1992年研制成功GWC1250型鋼筋網(wǎng)焊接設(shè)備，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并獲得國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。在此基礎(chǔ)上我院相繼開(kāi)發(fā)了GWC全系列鋼筋網(wǎng)焊接設(shè)備，已形成完整的鋼筋網(wǎng)焊接設(shè)備成套技術(shù)。

“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“智能化鋼筋部品生產(chǎn)成套設(shè)備研究與產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)”和“鋼筋工業(yè)化施工關(guān)鍵技術(shù)研究”兩項(xiàng)課題形成了一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的鋼筋加工技術(shù)與設(shè)備，為我國(guó)鋼筋加工配送行業(yè)的發(fā)展提供了裝備與技術(shù)支撐。目前，“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“工程鋼筋加工自動(dòng)化成型技術(shù)和設(shè)備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”正在進(jìn)行研發(fā)。

QX1500鋼筋剪切生產(chǎn)線見(jiàn)圖11，數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)見(jiàn)圖12，GT系列鋼筋矯直切斷機(jī)見(jiàn)圖13。

圖11 QX1500鋼筋剪切生產(chǎn)線 | 圖12 數(shù)控鋼筋彎箍機(jī) | 圖13 GT系列鋼筋矯直切斷機(jī)

2.4 電梯及電梯安全部件

90年代初，我國(guó)電梯整機(jī)市場(chǎng)基本為外資企業(yè)占領(lǐng)，國(guó)內(nèi)民族企業(yè)亟待技術(shù)支持，我院率先開(kāi)發(fā)了中高速交流客梯、變頻調(diào)速無(wú)機(jī)房電梯、公交型自動(dòng)扶梯等5種整機(jī)技術(shù)，并將技術(shù)提供給國(guó)內(nèi)30余家生產(chǎn)企業(yè)，為民族電梯工業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電梯整機(jī)產(chǎn)品已由90年代初市場(chǎng)份額不足3%上升到45%，并出口到世界90多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

在電梯關(guān)鍵部件方面，開(kāi)發(fā)出具有國(guó)際先進(jìn)水平的雙向動(dòng)作限速器、雙向制動(dòng)安全鉗、電梯門(mén)系統(tǒng)、電梯控制柜等領(lǐng)先技術(shù)，為部件制造企業(yè)提供技術(shù)支撐。目前國(guó)內(nèi)電梯制造企業(yè)的部件產(chǎn)品市場(chǎng)份額已超過(guò)60%，一些國(guó)際著名公司也采用民族企業(yè)產(chǎn)品。

電梯實(shí)驗(yàn)設(shè)備是保障產(chǎn)品質(zhì)量的重要裝備，研發(fā)的二合一限速器試驗(yàn)臺(tái)、多功能限速器試驗(yàn)臺(tái)、電梯控制柜性能調(diào)試和檢測(cè)平臺(tái)、電梯光幕性能調(diào)試和檢測(cè)平臺(tái)、電梯門(mén)機(jī)性能調(diào)試和檢測(cè)平臺(tái)、扶梯梯級(jí)間隙調(diào)試和檢測(cè)儀、電梯門(mén)鎖試驗(yàn)臺(tái)、限速器動(dòng)態(tài)拉力試驗(yàn)裝置、瞬時(shí)式安全鉗試驗(yàn)裝置、安全部件試驗(yàn)塔架等20多種電梯專用檢驗(yàn)檢測(cè)裝置在全行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

改革開(kāi)放初期，我國(guó)電梯標(biāo)準(zhǔn)尚未形成體系，我院及時(shí)主持制定了與歐洲先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)同步的《電梯制造與安裝安全規(guī)范》、《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》、《液壓電梯制造與安裝安全規(guī)范》等30多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，建立了我國(guó)電梯標(biāo)準(zhǔn)體系。由于電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，我國(guó)已成為全球電梯產(chǎn)量和電梯保有量最大的國(guó)家，我院在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織中的影響和地位日益提高，為我國(guó)電梯行業(yè)爭(zhēng)取到了更多的話語(yǔ)權(quán)和利益。

1992年我院在國(guó)內(nèi)率先建成了國(guó)家電梯質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，承擔(dān)電梯產(chǎn)品質(zhì)量的國(guó)家監(jiān)督抽查、評(píng)優(yōu)認(rèn)證、仲裁檢驗(yàn)、制造許可的型式試驗(yàn)、鑒定評(píng)審及客戶的委托檢驗(yàn)等任務(wù)；接受有關(guān)單位和部門(mén)委托的各種第三方的檢測(cè)任務(wù)；承擔(dān)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作及標(biāo)準(zhǔn)研究、檢測(cè)技術(shù)、試驗(yàn)方法的研究，開(kāi)展檢測(cè)設(shè)備的研制以及電梯標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)等方面的人員培訓(xùn)工作等，為我國(guó)電梯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

2.5 混凝土及制品機(jī)械技術(shù)與設(shè)備

90年代初期，由于粘土磚的燒制大量破壞了土地并造成環(huán)境污染，國(guó)家急需用建筑砌塊替代粘土磚，而能否實(shí)現(xiàn)這一重大決策，砌塊成型設(shè)備是關(guān)鍵，為此，國(guó)家科技部設(shè)立了“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“QM-12砌塊成型機(jī)”，我院根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，在消化、吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出適合我國(guó)國(guó)情的QM、QT系列砌塊生產(chǎn)設(shè)備，有力地促進(jìn)了我國(guó)砌塊建筑特別是多層和高層砌塊建筑的發(fā)展；同時(shí)，主編了我國(guó)第一個(gè)《小型砌塊成型機(jī)》和《混凝土制品機(jī)械術(shù)語(yǔ)》標(biāo)準(zhǔn)。

QM4-12砌塊生產(chǎn)線見(jiàn)圖14，薄壁管自動(dòng)成型設(shè)備見(jiàn)圖15，UB型砂漿輸送泵見(jiàn)圖16。

圖14 QM4-12砌塊生產(chǎn)線 | 圖15 薄壁管自動(dòng)成型設(shè)備 | 圖16 UB型砂漿輸送泵

建筑砂漿在連續(xù)攪拌、輸送、噴射、抹平全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工方面，至今為止仍是世界難題。我院自20世紀(jì)70 年代開(kāi)始，幾代科技工作者堅(jiān)持不懈地致力于科技攻關(guān)，始終站在技術(shù)最前沿，取得了可喜的階段性成果：80年代研發(fā)成功我國(guó)第一代砂漿攪拌、泵送聯(lián)合一體設(shè)備，垂直輸送突破100m、水平輸送達(dá)400m；在“九五”期間，該項(xiàng)目列入國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃，研發(fā)出系列產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于三峽工程、碼頭施工、巖土工程注漿、鐵路基礎(chǔ)注漿、大體量砂漿輸送等施工，替代了進(jìn)口產(chǎn)品；在“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目課題“既有建筑改造注漿加固和表明防護(hù)噴涂設(shè)備開(kāi)發(fā)”研發(fā)中，取得了突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)噴涂的功能，能夠完成各種磚混和砌塊結(jié)構(gòu)建筑中抹灰作業(yè)的灰漿垂直或水平輸送、噴涂作業(yè)，可無(wú)級(jí)調(diào)速，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平；在此基礎(chǔ)上，主編了我國(guó)第一本《機(jī)械噴涂抹灰施工規(guī)程》和《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》。

2.6 混凝土布料機(jī)械

混凝土布料設(shè)備是商品混凝土泵送到施工澆筑層后將混凝土送達(dá)澆筑部位的關(guān)鍵設(shè)備，我院在全國(guó)最早研發(fā)成功系列布料幅度為10m~32m的液壓式混凝土布料機(jī)，包括移動(dòng)、固定、船載、內(nèi)爬、樓板爬升、車(chē)載、輪式、履帶式、快裝等型式，其中HGY10型混凝土布料桿獲1999年建設(shè)部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)；承擔(dān)了國(guó)家級(jí)課題“鐵路現(xiàn)澆梁專用混凝土布料機(jī)”和“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“起重、布料兩用塔機(jī)的研究”，該成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，獲建設(shè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

車(chē)載式混凝土布料機(jī)見(jiàn)圖17，船載式混凝土布料機(jī)見(jiàn)圖18，起重、布料兩用塔機(jī)見(jiàn)圖19。

圖17 車(chē)載式混凝土布料機(jī) | 圖18 船載式混凝土布料機(jī) | 圖19 起重、布料兩用塔機(jī)

2.7 建筑裝修和高空作業(yè)機(jī)械

我院是國(guó)內(nèi)最早從事吊籃、擦窗機(jī)研發(fā)的單位，自20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始研制國(guó)產(chǎn)高處作業(yè)吊籃，相繼研制開(kāi)發(fā)了ZLD150~ZD1000型系列高處作業(yè)吊籃；2001年開(kāi)發(fā)成功具有雙倍安全性能的ZLP800型系列吊籃。這些產(chǎn)品為淘汰安全事故多發(fā)、頻發(fā)的竹木腳手架和鋼管扣件腳手架起到了關(guān)鍵作用，技術(shù)在全國(guó)普遍推廣，目前我國(guó)已成為全球最大的吊籃生產(chǎn)國(guó)和產(chǎn)品出口國(guó)，徹底改變了依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面。我院主編了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高處作業(yè)吊籃》和《擦窗機(jī)》，1996年承擔(dān)了國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“墻面清洗維護(hù)裝修設(shè)備”，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)各種高層建筑的形式研制了插桿式、滑車(chē)式、臺(tái)車(chē)式、懸掛式、軌道式和輪載式擦窗機(jī)，完成了國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃課題“異型建筑外立面施工、維護(hù)關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)”、“建筑幕墻和電梯安裝無(wú)腳手架施工作業(yè)裝備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”的研究，成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

北京金長(zhǎng)安擦窗機(jī)見(jiàn)圖20，深圳海岸大廈擦窗機(jī)見(jiàn)圖21，廣州新電視塔擦窗機(jī)見(jiàn)圖22。

圖20 北京金長(zhǎng)安擦窗機(jī) | 圖21 深圳海岸大廈擦窗機(jī) | 圖22 廣州新電視塔擦窗機(jī)