1 初期創(chuàng)立和早期研發(fā)成果

1956年正值新中國建國初期，為加速國民經(jīng)濟建設(shè)，前蘇聯(lián)專家建議我國走建筑工業(yè)化和施工機械化道路，我國政府采納了此項建議，由國家建筑工程部批準成立建筑機械及建筑機械化研究所（中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院前身）和機械施工總局設(shè)計室（建設(shè)部北京建筑機械綜合研究所前身）。當時我國工程施工設(shè)備奇缺，一方面受西方國家封鎖無進口渠道；另一方面受經(jīng)濟條件制約無力購買國外裝備，而百廢待興的新中國又缺乏技術(shù)，工程施工對設(shè)備的迫切需求為剛剛誕生的研究院提供了一個很好的發(fā)展機遇。盡管當時條件很差，卻取得了豐碩的成果，即使從現(xiàn)代的觀點來看也令人驚嘆。這些早期成果初步奠定了我國現(xiàn)代建設(shè)機械發(fā)展的基礎(chǔ)，并形成了中國產(chǎn)品系列和技術(shù)標準體系。

這一歷史時期具有代表性的主要成果有：

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

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

研發(fā)成功了TQ-10（見圖1）、TQ-45兩種型號的快速架設(shè)塔式起重機，開創(chuàng)了我國快速架設(shè)塔機的先河，形成了快速架設(shè)塔機整套設(shè)計方法和計算模型，在設(shè)計理論和標準制訂方面做出了突出貢獻，TQ-45塔機獲得首屆全國科學大會獎；

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

研發(fā)成功北京55型前鏟后挖雙功能全液壓挖掘裝載機（見圖3），填補了國內(nèi)空白，榮獲首屆全國科學大會獎；

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

研發(fā)成功GHP-250型混凝土噴射機（見圖4），為礦山、冶金、隧道和國防工程坑道作業(yè)施工提供了關(guān)鍵設(shè)備，并獲得首屆全國科學大會獎；

研發(fā)成功的國內(nèi)第一臺汽車式混凝土攪拌運輸車（見圖5），為商品混凝土的應用創(chuàng)造了先決條件；研發(fā)成功臥軸強制式混凝土攪拌機（見圖6），結(jié)束了我國只能生產(chǎn)自落式混凝土攪拌機的歷史，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 | 圖5 混凝土攪拌運輸車 | 圖6 JD200型單臥軸混凝土攪拌機 | 圖7 砌塊自動化生產(chǎn)設(shè)備

研發(fā)出建設(shè)機械關(guān)鍵部件單排球式回轉(zhuǎn)支承，在國內(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，并制定了國家標準，為我國建設(shè)機械發(fā)展做出了重要貢獻，其應用范圍涵蓋了起重機械、土方機械、混凝土機械、高空作業(yè)機械等領(lǐng)域，為此項目獲得1989年國家科技進步三等獎；

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

1980年《建筑機械化》雜志創(chuàng)刊，1981年《建筑機械》雜志創(chuàng)刊，1989年《中國電梯》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90年代初至今，是我國建筑業(yè)大發(fā)展的最好時期，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)、新工藝的大量應用和新型建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新使傳統(tǒng)的建筑機械已無法滿足現(xiàn)代施工的需求，迫使施工企業(yè)大量進口施工裝備，一些國際著名廠商紛紛到我國投資建廠。國際先進設(shè)備的廣泛應用，使我院科技工作者看到了與國際先進水平的差距，找準了研發(fā)方向和目標，即瞄準國際先進水平，結(jié)合我國建筑施工急需，集中力量重點突破，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進步。

在此期間，國家在該領(lǐng)域也給予了大力支持，從“九五”國家重點科技攻關(guān)開始，到“十一五”、“十二五”國家重點科技支撐項目，相繼設(shè)立重點支持專項，建設(shè)機械技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)進入到黃金時期。中國建筑科學研究院在鋼筋機械連接與鋼筋加工機械、電梯與電梯安全技術(shù)、砂漿混凝土與混凝土制品機械、裝修與高空作業(yè)機械、起重升降機械、樁工機械產(chǎn)品和技術(shù)、建筑機械標準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，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。除滿足國內(nèi)施工需要外實現(xiàn)了批量出口，為我國建筑施工行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢 獻。

2.2 鋼筋機械連接技術(shù)與設(shè)備

自90年代開展鋼筋機械連接技術(shù)與設(shè)備研究開發(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，在國內(nèi)外數(shù)千項工程中得到應用。1997年，中國建筑科學研究院開始鋼筋剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)的研發(fā)，經(jīng)過潛心研究和大量試驗，于1999年將鋼筋等強度剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)及設(shè)備研制成功。該項技術(shù)是鋼筋等強度直螺紋連接技術(shù)的一種新形式，為國內(nèi)外首創(chuàng)，獲國家技術(shù)發(fā)明專利（ZL99118912.4），被列入“建設(shè)部十項推廣新技術(shù)”、“國家重點推廣新產(chǎn)品”和“國家級工法”。直螺紋鋼筋接頭連接見圖8，分體式鋼筋連接接頭見圖9，分體式接頭應用于鋼筋籠對接見圖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 分體式接頭應用于鋼筋籠對接

2.3 鋼筋加工機械及施工技術(shù)

1992年研制成功GWC1250型鋼筋網(wǎng)焊接設(shè)備，填補了國內(nèi)空白，并獲得國家科技進步三等獎。在此基礎(chǔ)上我院相繼開發(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”國家科技支撐計劃課題“智能化鋼筋部品生產(chǎn)成套設(shè)備研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”和“鋼筋工業(yè)化施工關(guān)鍵技術(shù)研究”兩項課題形成了一批具有國際先進水平的鋼筋加工技術(shù)與設(shè)備，為我國鋼筋加工配送行業(yè)的發(fā)展提供了裝備與技術(shù)支撐。目前，“十二五”國家科技支撐計劃課題“工程鋼筋加工自動化成型技術(shù)和設(shè)備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”正在進行研發(fā)。

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

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

2.4 電梯及電梯安全部件

90年代初，我國電梯整機市場基本為外資企業(yè)占領(lǐng)，國內(nèi)民族企業(yè)亟待技術(shù)支持，我院率先開發(fā)了中高速交流客梯、變頻調(diào)速無機房電梯、公交型自動扶梯等5種整機技術(shù)，并將技術(shù)提供給國內(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)。目前我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電梯整機產(chǎn)品已由90年代初市場份額不足3%上升到45%，并出口到世界90多個國家和地區(qū)。

在電梯關(guān)鍵部件方面，開發(fā)出具有國際先進水平的雙向動作限速器、雙向制動安全鉗、電梯門系統(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。目前國內(nèi)電梯制造企業(yè)的部件產(chǎn)品市場份額已超過60%，一些國際著名公司也采用民族企業(yè)產(chǎn)品。

電梯實驗設(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臺、多功能限速器試驗臺、電梯控制柜性能調(diào)試和檢測平臺、電梯光幕性能調(diào)試和檢測平臺、電梯門機性能調(diào)試和檢測平臺、扶梯梯級間隙調(diào)試和檢測儀、電梯門鎖試驗臺、限速器動態(tài)拉力試驗裝置、瞬時式安全鉗試驗裝置、安全部件試驗塔架等20多種電梯專用檢驗檢測裝置在全行業(yè)得到廣泛應用。

改革開放初期，我國電梯標準尚未形成體系，我院及時主持制定了與歐洲先進標準同步的《電梯制造與安裝安全規(guī)范》、《自動扶梯和自動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多項國家標準，建立了我國電梯標準體系。由于電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，我國已成為全球電梯產(chǎn)量和電梯保有量最大的國家，我院在國際標準化組織中的影響和地位日益提高，為我國電梯行業(yè)爭取到了更多的話語權(quán)和利益。

1992年我院在國內(nèi)率先建成了國家電梯質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，承擔電梯產(chǎn)品質(zhì)量的國家監(jiān)督抽查、評優(yōu)認證、仲裁檢驗、制造許可的型式試驗、鑒定評審及客戶的委托檢驗等任務；接受有關(guān)單位和部門委托的各種第三方的檢測任務；承擔有關(guān)標準的編制工作及標準研究、檢測技術(shù)、試驗方法的研究，開展檢測設(shè)備的研制以及電梯標準、檢測等方面的人員培訓工作等，為我國電梯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展做出了重要貢獻。

2.5 混凝土及制品機械技術(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，國家急需用建筑砌塊替代粘土磚，而能否實現(xiàn)這一重大決策，砌塊成型設(shè)備是關(guān)鍵，為此，國家科技部設(shè)立了“九五”國家重點科技攻關(guān)項目“QM-12砌塊成型機”，我院根據(jù)我國的實際情況，在消化、吸收國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出適合我國國情的QM、QT系列砌塊生產(chǎn)設(shè)備，有力地促進了我國砌塊建筑特別是多層和高層砌塊建筑的發(fā)展；同時，主編了我國第一個《小型砌塊成型機》和《混凝土制品機械術(shù)語》標準。

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

圖14 QM4-12砌塊生產(chǎn)線 | 圖15 薄壁管自動成型設(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、抹平全部實現(xiàn)機械化施工方面，至今為止仍是世界難題。我院自20世紀70 年代開始，幾代科技工作者堅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400m；在“九五”期間，該項目列入國家科技攻關(guān)計劃，研發(fā)出系列產(chǎn)品，廣泛應用于三峽工程、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，替代了進口產(chǎn)品；在“十一五”國家科技支撐計劃項目課題“既有建筑改造注漿加固和表明防護噴涂設(shè)備開發(fā)”研發(fā)中，取得了突破性進展，實現(xiàn)了自動噴涂的功能，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)，可無級調(diào)速，達到了國際先進水平；在此基礎(chǔ)上，主編了我國第一本《機械噴涂抹灰施工規(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澆筑部位的關(guān)鍵設(shè)備，我院在全國最早研發(fā)成功系列布料幅度為10m~32m的液壓式混凝土布料機，包括移動、固定、船載、內(nèi)爬、樓板爬升、車載、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)部科技進步三等獎；承擔了國家級課題“鐵路現(xiàn)澆梁專用混凝土布料機”和“九五”科技攻關(guān)項目“起重、布料兩用塔機的研究”，該成果達到國際先進水平，獲建設(shè)部科技進步二等獎。

車載式混凝土布料機見圖17，船載式混凝土布料機見圖18，起重、布料兩用塔機見圖19。

圖17 車載式混凝土布料機 | 圖18 船載式混凝土布料機 | 圖19 起重、布料兩用塔機

2.7 建筑裝修和高空作業(yè)機械

我院是國內(nèi)最早從事吊籃、擦窗機研發(fā)的單位，自20世紀80年代中期開始研制國產(chǎn)高處作業(yè)吊籃，相繼研制開發(fā)了ZLD150~ZD1000型系列高處作業(yè)吊籃；2001年開發(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)在全國普遍推廣，目前我國已成為全球最大的吊籃生產(chǎn)國和產(chǎn)品出口國，徹底改變了依賴進口的被動局面。我院主編了國家標準《高處作業(yè)吊籃》和《擦窗機》，1996年承擔了國家“九五”科技攻關(guān)項目“墻面清洗維護裝修設(shè)備”，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合近幾年來國內(nèi)各種高層建筑的形式研制了插桿式、滑車式、臺車式、懸掛式、軌道式和輪載式擦窗機，完成了國家“十一五”科技支撐計劃課題“異型建筑外立面施工、維護關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”、“建筑幕墻和電梯安裝無腳手架施工作業(yè)裝備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”的研究，成果達到國際先進水平。

北京金長安擦窗機見圖20，深圳海岸大廈擦窗機見圖21，廣州新電視塔擦窗機見圖22。

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