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文章来源:湖南建工BIM中心
在吊装过程中,往往会遇到吊装场地复杂、吊件形状不规则、吊车移动范围及回转半径受限等问题,而常规的通过现场测量计算、CAD图纸绘制等手段很难将吊装过程进行有效展示。应用BIM技术在施工前进行吊装工序模拟,能在最大程度上避免在施工过程中因上述问题带来的损失。
湖南省工业设备安装有限公司在广州第四资源热力电厂项目利用BIM技术对钢结构安装、设备安装中的吊装进行了施工模拟,取得显著效果。现以锅炉汽包吊装为例,简要说明如何应用BIM技术进行吊装模拟。
1、项目概况
广州第四资源热力电厂项目为政府民生工程,施工工期短,施工难度大。整个工程总占地面积9.4万平方米,总建筑面积48385平方米,日均处理生活垃圾2000吨,配置3台炉排焚烧炉(750吨/天),3台余热锅炉(蒸发量63.29吨/小时),2台25MW凝汽式汽轮发电机,烟气净化系统以及废水处理系统、灰渣处理系统等。
2、吊装设备参数概况
吊装采用抚挖重工QUY250起重机,配置69.2米主臂和18.0米副臂,最大起重量为56.4吨。
3、采用BIM技术的必要性
汽包是锅炉的核心部件,其重要性不言而喻。本工程中锅炉汽包为悬挂式安装,本体重量27.82吨,汽包内件2.95吨,总重量为30.77吨,已经接近吊车满负荷工况,加上场地狭小,吊装难度很大。借助BIM技术,对吊装工况进行模拟,综合分析吊车站位区域、吊车臂杆旋转角度、被吊构件位置等因素,不断优化吊装方案,确保吊装一次到位。
4、吊装模拟过程
1.模拟前的准备
吊装模拟之前,需建立相关模型,模型的精细等级根据需求而定。
汽包吊装涉及四部分模型:
①锅炉钢结构模型:建立钢结构柱、梁、框架的模型,加强板、连接板等。
②汽包模型:依据图纸建立模型后,结合实际汽包尺寸进行核对调整。
③吊车模型:依据实际吊车(250T履带式)外形尺寸进行1:1建模,臂杆尺寸和长度精确控制,吊臂角度及旋转角度可调以便于使用。
④场地:根据现场场地创建模型,采用Revit子面域功能标记吊车可活动的区域(图中灰色部分)。
所有的模型完成后,在Revit中进行整合,实现如图所示的效果。
2.吊装的模拟
吊装的模拟即通过移动吊车、调整吊车臂杆角度及被吊物件位置,观察整个吊装过程中的可能遇到的碰撞情况。
根据吊装情况,确定最远吊装位置,对此位置进行重点模拟测试:
①确定吊车站位区域:根据汽包最远吊装位置,以吊车臂长、最大吊装重量查吊车性能表,确定最大作业半径。吊车活动区域和作业半径重合部分即为吊车站位区域。
②找出吊车站位点:多次移动吊车站位和臂杆角度,利用三维视图、剖面等功能观察吊车与钢结构、吊车与汽包碰撞的情况。找出多个吊车最佳站位,并记录数据。
③检查吊装过程的碰撞:选取吊车站位,调整臂杆角度,调整旋转角度模拟吊车臂杆运动过程,观测吊装过程中臂杆与钢结构梁柱的碰撞情况。若有碰撞,则调整臂杆运动轨迹,避免碰撞发生。若无法避免碰撞,则调整吊车站位重复模拟,直至碰撞消失,并记录数据。
通过以上步骤确定吊车的最终站位和吊装运动轨迹,整理记录数据用于指导吊装工作,并对现场工作人员进行技术交底。
3.模拟与实际吊装过程的对比
左图为汽包吊装模拟的位置,臂杆和大板梁预留的缝隙为6.4cm,右图为实际吊装过程的照片,在最远吊装位置下,臂杆和大板梁实际距离为3cm。模拟结果与实际吊装的结果误差约为3cm,满足吊装施工要求。由此可知,BIM技术对吊装的模拟可以很好地辅助现场施工。
5、经验及总结
利用BIM技术对吊装过程的模拟应提早完成。在汽包吊装的模拟中发现有两根次梁阻碍了汽包就位,而实际工作中次梁已安装就位,只能先拆除后恢复,若在安装前对汽包吊装进行模拟,就能避免返工情况,降低施工成本。
在整个项目施工中,吊装是很重要的环节,在吊装前就对吊装进行模拟可以提前解决吊装中可能遇到的问题,安全顺利完成整个吊装工作。
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