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1、基于 BIM 吊装工艺模拟方法的研究中国一冶工业炉公司“烈火”QC 小组一 、工程简介及背景在干熄焦技术推广过程中，我公司承接了不少干熄焦工程项目的建设任务，在干熄焦施工方面积累了一些经验，但也发现了一些问题，譬如干熄焦异形钢构件，制作质量难易保证；大型构件或设备安装及校正难度大；多专业，多系统交叉，使得施工成本投入大，利润低等，同样阻碍了干熄焦技术的推广。图 1干熄焦工程图提升机是干熄焦系统的关键设备，运行于提升框架和干熄炉顶轨道上。丰城新高 140t/h 干熄焦工程位于江西省丰城市，是我公司首个 BIM 应用试点项目。本工程提升机配套 140t/h 干熄焦，全套设备重约 185t，额定起重
2、量 59t，焦罐提升高度 35m，行程 12.33m，位于干熄焦本体框架+45.22m 轨道上，车轮跨距 12m。提升机由车架、起升机构、运行机构、机器房、吊具等组成。图 2提升机示意图1二 、小组简介“烈火”QC 小组成立于 2011 年 3 月，小组成员秉承团结协作开拓创新的团队精神，多项成果在行业和国家获奖，被评为 2013、2014、2015 年度全国优秀质量管理小组称号。小组及成员简介表 1课题名称基于 BIM 吊装工艺模拟方法的研究课题类型创新型起止时间2015.04课题注册号JSZX-QC122015.11小组名称中国一冶工业炉公司再次注册2015.4小组注册号YYGYL-QC1
3、2“烈火”QC 小组时间活动次数每周 4 次教育时间人均 70 小时小组人数8 人序号姓名性别文化程度职务组内职务组内分工1田红云女研究生技术中心主任组长策划、协调、负责全组工作以及 QC 程序诊断指导2夏春男大专技术中心科员组员3ds max、lumion 场景模拟3吴旭男本科技术中心科员组员吊装分析及 tekla 模型创建4祝泽龙男本科技术中心科员组员吊装分析及 tekla 模型创建5张星星男本科技术中心科员组员Revit 模型创建及Navisworks 碰撞6管安康男本科技术中心科员组员吊装分析及 Revit 模型创建7蔡亮男本科项目技术总工组员现场协调并协助实施8苏毅男本科项目经理组员
4、现场协调并协助实施制表人：吴旭制表时间：2015 年 4 月 8日2三 、选择课题1、选题理由选题理由表表 2传统方案存在现场吊机站位场地受限、当地 500t 吊车资源稀缺等问题，不具备整体吊装条件，需进行合理拆分，利用现场塔吊配合 220 吨吊机完成吊装图 3 提升机散件图而现有技术提升机车架不论是整体吊装还是分体吊装，均采用了 300 吨以上的吊机，这种条件下的设备安装，我们首次遇到。见下图。选题理由一图 4提升机吊装3大型构件的吊装工作，在干熄焦系统工程中比较常见，相对来说更有可能出现吊装事故，因此对安全技术规范把握的准确性是提升吊装安全性的关键。若不事前进行吊装模拟，就难以精确定位吊车
5、站位尺寸。小组成员翻阅建筑施工起重吊装安全技术规范，吊车起重臂的最大仰角不得超过 78，臂杆与安装好的构件的水平距离，至少 1 米，见下图。选题图 5吊装规范中规定安全距离理由二图 6 吊机事故图例从图中可以看出，大多吊机倾翻事故均由于违反操作规程，失去了平衡。一个直径140 厘米，长 4 米左右的水泥管将小吊车倾翻。4根据吊机工况表制定提升机专项安全吊装方案，于 3 月 25 日送集团审批，但由于该方案不能体现出吊机主杆在运行旋转时，是否会出现与干熄焦本体钢架一侧的吊车梁端部发生碰撞，致使方案迟迟无法获批。下表为220T 汽车式起重机主臂性能表（配重 75 吨，支腿全伸，全方位作业）表 3选
6、题理下图为早期制定提升机专项安全吊装方案，其二维 CAD 图不利于直观表达，影响由专家论证、现场交底的效率。三图 7吊装安全专项方案制表人：管安康、蔡亮、苏毅制表时间：2015 年 4 月 10 日52、课题选定带激光测距的吊装模拟装置的研制课题选定基于 BIM 吊装工艺模拟方法的研究图 8制图人：夏春制图时间：2015 年 4 月 13 日表 4课题 1：带激光测距的吊装模拟装置的研制方案分析图 9带激光测距的吊装模拟装置示意图本方案为采用固定在活动支架上的光束发射装置，如激光笔，测距装置等，光束发射装置能旋转模拟吊机起重臂的摆杆路径，光束无限延长，距离大于吊装的范围，说明无碰撞，本装置将吊
7、机吊装中容易出现卡杆的位置，通过检测碰撞，调节吊杆碰撞测试仪的位置，精确定位。操作分析 1：操作原理类似经纬仪，能锁定轴线与干熄焦中心轴重合，光束发射装置在天色较暗的环境下使用更为清晰，还可以增加数字显示功能，光束遇到障碍自动移动功能，自动水平功能等；操作分析 2：必须在需要做碰撞的构件安装以后使用。可行公司有目镜老化、精度不够需要淘汰的测量仪器，更换激光笔、测距装置，再通过本公司测量性分科检测即可投入使用，费用经过咨询，改造单一功能费用为 1500 元。析特 优点：结构简单，检测碰撞快速，稍作培训，施工人员都会操作。点 缺点：必须在需要做碰撞的构件安装以后使用。制表人：吴旭、苏毅制表时间：2
8、015 年 4 月 13 日6表 5课题 2：基于 BIM 吊装工艺模拟方法的研究本方案为基于 BIM 碰撞检测的吊装模拟方法，运用BIM 技术对吊机进行参数化，辅助吊机选型，确定吊机站位、吊装路径，并对吊装全过程进行可视化模拟，最大程度上排方除吊装过程中的不确定性，为案吊装专项方案的论证和交底提分供一种全新的方法。析操作分析 1：全参数化吊机模型适合大多数类似工程；操作分析 2：能指导施工，可留存可视化资料。图 10基于 BIM 吊装工艺模拟方法示意图可行将主杆最大仰角吊装的运行轨迹与干熄焦本体钢架吊车梁，进行碰撞测试，可精确得到安全距离的性分参考数据。析优点：现有模型精度高，借助 BIM
9、软件能够准确分析模拟吊装方案，可视化效果好，是对传统方特案论证和交底方法的突破。点缺点：对软硬件配置要求高，适合专业团队操作。制表人：吴旭、蔡亮制表时间：2015 年 4 月 13 日表 6课题评价表课题名称难易程度操作性精确性经济性综合分析分析结论带激光测改造精密设必须在需要做碰不距的吊装备较为复杂改造费用为1操作简单精确度高撞的构件安装以采模拟装置，自己无法1500 元后使用用的研制制作基于 BIM本小组成员吊机参数化，采用都经过 BIM软件应用，软件碰撞检测，适吊装工艺操作较为复采2培训，可自精确度高不产生额外合很多类似吊装模拟方法杂用行建模、分费用工程，能保留可视的研究析化资料制表人：吴旭、蔡亮制表时间：2015 年 4 月 13 日7基于上述选题理由和分析，为满足大型设备或构建的安装要求，为吊装过程研发可靠的工艺模拟方法，小组成员一致认为此次活动的课题为：基于 BIM 吊装工艺模拟方法的研究。通过网络查新及同行业查新，未见有相同创新研究的报道。3、小组计划进度表QC 小组活动计划进度表表 7计划进度： 实际进度：制表人：祝泽龙制表时间：2015 年 4 月 15 日四 、设定目标1、目标设定根据建筑施工起重吊装安全技术规范，吊机主杆在运行旋转时，与干熄焦本体钢架一侧的吊车梁端部保证安全距离 1 米。小组成员依据 220T 吊车性能表、相关的操作
