萬(wàn) 元
中鐵建設(shè)集團(tuán)華東分公司 江蘇 昆山 215332
上海市奉賢區(qū)南橋鎮(zhèn)D-01-13區(qū)域地塊項(xiàng)目標(biāo)段一總建筑面積約120 504.96 m2,其中地上82 109.76 m2、地下38 395.2 m2。1#、3#、4#、7#樓地上20層,2#樓地上18層,5#樓地上14層,13#、15#、16#、18#、19#、21#、23#樓均為地上3層疊墅,49#、50#、51#樓均為地上1層,48#樓地上3層。
本工程采用裝配式建筑,工程預(yù)制板包括預(yù)制外墻板、預(yù)制內(nèi)墻板、預(yù)制疊合板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)板、預(yù)制樓梯等類型,部分類型又有多種型號(hào),最重構(gòu)件為6 t。
1)工程分為高層及多層建筑,且采用裝配式結(jié)構(gòu),構(gòu)件質(zhì)量較大,塔吊多采用TC7035B型塔吊以滿足吊裝要求,共布置8臺(tái)(圖1)。
2)樓間距較密,塔吊起重臂多交叉,材料加工區(qū)堆放區(qū)在塔吊覆蓋半徑內(nèi)。
3)工期較緊,整個(gè)作業(yè)面將全部開(kāi)展施工,作業(yè)面大,施工隊(duì)伍多。
4)單體較多,塔吊司機(jī)作業(yè)盲區(qū)大。
5)結(jié)構(gòu)工期從4月至次年1月,包含冬季、雨季、臺(tái)風(fēng)等季節(jié)、天氣施工。
群塔機(jī)作業(yè)全過(guò)程中影響安全的因素主要有群塔機(jī)自身、安全管理、人員管理、氣候等4方面(表1)。
圖1 塔吊平面布置
表1 群塔危險(xiǎn)因素
1)人為因素可以通過(guò)加強(qiáng)作業(yè)人員的培訓(xùn),合理地安排季節(jié)性施工措施,加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督管理等手段進(jìn)行有效的預(yù)防。
2)非人為因素則需提前做好規(guī)劃完善群塔的布置及結(jié)合各棟樓的節(jié)點(diǎn)工期,具體規(guī)劃群塔機(jī)布置、安全高度的保持,以及隨著各號(hào)樓的施工速度不同,群塔安全高度隨之做相對(duì)應(yīng)的調(diào)整,保證相互之間的合理高差等工作。
1)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及工程范圍,群塔布置盡可能覆蓋整個(gè)施工場(chǎng)地以及各種材料堆場(chǎng),且滿足施工所需吊次、吊重(傳統(tǒng)平面布置可以滿足)。
2)滿足施工的同時(shí)考慮塔吊安拆的最方便因素。
3)群塔塔臂相互之間的交叉作業(yè)范圍最小,保證安全高度距離,控制塔吊與建筑面的距離。
傳統(tǒng)的平面塔吊布置無(wú)法滿足對(duì)于塔吊安全距離、起重臂交叉安全高度、隨進(jìn)度塔吊頂升后安全距離的控制。故采用BIM系統(tǒng)對(duì)群塔進(jìn)行平面布置,應(yīng)用BIM軟件中的碰撞檢測(cè)功能進(jìn)行安全高度碰撞檢測(cè)、平面檢測(cè),隨工程進(jìn)度進(jìn)行碰撞檢測(cè),得出塔吊頂升計(jì)劃,通過(guò)材料明細(xì)表瀏覽塔吊具體參數(shù)[1-2]。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各樓棟模型進(jìn)行群塔初步布置,滿足平面布置要求,盡量覆蓋工地范圍以及各種材料堆場(chǎng),方便安拆,交叉作業(yè)范圍小。
號(hào)樓結(jié)構(gòu)模型建立較精細(xì),以用作如場(chǎng)布漫游、工程量初步提取、模板工程、腳手架工程等BIM方面的應(yīng)用(圖2)。
圖2 群塔三維初步布置
考慮碰撞需要檢測(cè)的構(gòu)件數(shù)量,如果直接采用結(jié)構(gòu)模型與塔吊碰撞檢測(cè),需要花費(fèi)大量時(shí)間以及對(duì)硬件要求相對(duì)較高,故專門(mén)對(duì)與群塔相關(guān)的構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化、簡(jiǎn)化,以提高軟件運(yùn)行檢測(cè)效率,并將樓棟全部簡(jiǎn)化成單層結(jié)構(gòu)面(包含外架范圍)的族(本文采用結(jié)構(gòu)板族制作單層結(jié)構(gòu)面+外架范圍,圖3),用于與塔吊碰撞檢測(cè)。
塔吊族優(yōu)化添加上下安全高度參數(shù)、索具+材料+安全高度距離屋面參數(shù)(本文修改的塔吊參數(shù)采用在塔臂上下添加可變參數(shù)族,附加透明材質(zhì)的模型,在保證能夠完成調(diào)整安全高度保證碰撞的情況下,兼美觀作用,圖4)。
圖3 群塔Revit模型輕量化布置
圖4 塔吊族添加碰撞參數(shù)示意
利用Revit或Navisworks關(guān)于管綜排布的碰撞檢查功能,檢測(cè)塔吊與塔吊、塔吊與結(jié)構(gòu)的距離。檢測(cè)完畢調(diào)整不符合安全要求布置后,根據(jù)節(jié)點(diǎn)形象進(jìn)度碰撞檢測(cè)塔吊與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,得出塔吊頂升計(jì)劃。
群塔布置定位后可由Revit材料明細(xì)表提取塔吊標(biāo)高、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)具體數(shù)量(族參數(shù))以確定塔吊頂升計(jì)劃及相關(guān)參數(shù)。
隨著B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)越來(lái)越多的BIM軟件,所涵蓋的功能各有千秋,往往一個(gè)工程所需使用的軟件較多,構(gòu)建的主體模型需要考慮到一模多用,因此在建立群塔BIM模型過(guò)程中,首先需要構(gòu)建BIM技術(shù)框架,采用Revit軟件建模,可以導(dǎo)出、導(dǎo)入IFC文件與Navisworks、廣聯(lián)達(dá)BIM5D等BIM軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互交。依據(jù)構(gòu)建的建筑信息模型進(jìn)行項(xiàng)目工程動(dòng)態(tài)的全方面的管理。
由于當(dāng)前主流BIM軟件多數(shù)存在文件較大,運(yùn)行速度、數(shù)據(jù)分析依賴硬件配置等問(wèn)題,故對(duì)于某些特定的分析,針對(duì)主要的參數(shù),優(yōu)化模型,以減少數(shù)據(jù)分析對(duì)硬件的依賴,提高數(shù)據(jù)分析的效率。本工程群塔吊碰撞所需要的數(shù)據(jù)主要為塔吊的高度、臂長(zhǎng)、交叉作業(yè)的安全高度及結(jié)構(gòu)層高、屋面高度、外架范圍等參數(shù),因此在優(yōu)化模型時(shí),可刪除不需要的信息,減少數(shù)據(jù)處理量,以提高分析速度。
在建筑施工前,可應(yīng)用BIM軟件對(duì)重大高危施工方案進(jìn)行施工模擬。本工程為裝配式建筑,塔吊起重量較大、布置密集,工程開(kāi)工前需精心策劃,并輔以BIM軟件進(jìn)行施工模擬,確定各塔吊的位置以及頂升時(shí)間等參數(shù),確保在無(wú)人為因素影響的情況下群塔吊能夠有效、安全地進(jìn)行施工。
通過(guò)本工程關(guān)于BIM 技術(shù)在群塔吊控制中的探索,成功地將信息化可視模擬技術(shù)引入到群塔吊作業(yè)這一動(dòng)態(tài)復(fù)雜的綜合管理領(lǐng)域,為日后同類工程提供了一套切實(shí)可行的技術(shù)借鑒和策劃指導(dǎo)。
BIM應(yīng)用已成一種趨勢(shì),然而很多工程依舊停留在為了應(yīng)用BIM而用BIM,多數(shù)停留在一些展示層面上。本文通過(guò)BIM對(duì)工程常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行解決應(yīng)用,對(duì)比常規(guī)辦法,采用BIM有明顯的優(yōu)勢(shì)。為解決問(wèn)題而使用BIM,使得BIM在常規(guī)工程中的應(yīng)用不局限于展示層面,而是能實(shí)際指導(dǎo)工程施工。BIM在工程中的應(yīng)用點(diǎn)可以從局部的小問(wèn)題入手,研究BIM對(duì)于此類問(wèn)題的解決辦法以及對(duì)比常規(guī)辦法的優(yōu)缺點(diǎn)。