中国建筑第八工程局有限公司天津分公司 天津 300000
摘要：长春龙翔国际商务中心项目利用BIM技术通过对群塔作业进行模拟施工，对施工进度计划进行有效调节，有利于合理安排各台塔机之间的升降关系，保证塔机之间的安全距离，预防低位塔机的起重臂端部碰撞高位塔机塔身，同时通过对周边建筑以及车辆的排布，预防因施工现场比较复杂，塔机初次顶升造成不必要的伤害或破坏，从而更好的指导施工，为项目降低施工风险与运营成本。
关键词：BIM技术；塔吊作业；碰撞检测；应用研究
1、工程总体概况
长春龙翔国际商务中心B区电子商务园区项目工程位于长春市新区，北湖公园东南侧。新区位于长吉图开发开放先导区核心腹地和我国东北地区地理中心，是哈（尔滨）大（连）经济带和中蒙俄经济走廊的重要节点。项目总规划用地面积110021平方米，总建筑面积1014724平方米，其中地上建筑面积为750279平方米，地下建筑面积为264445平方米，计容建筑面积为750279平方米，共17栋建筑。龙翔商务中心B区的建立.将成为整个新区的典范.带动与辐射周边，乃至整个东北亚。
2、应用背景
本项目共布置塔吊17台，其中14台ST6015塔吊，2台ST5013塔吊，1台ST7030塔吊，具体布置如下图；
鉴于本工程具有较高的社会影响力，建筑面积大，单体数量多，利用BIM技术对群塔作业进行管控，能够精确施工，降低塔吊之间交错碰撞，辅助施工有序合理，进而减少人力材料以及时间上的浪费，一定程度上降低施工成本，为优质工程提供保障。
3、传统塔吊规划弊端及群塔作业存在的碰撞问题
3.1传统塔吊规划存在的问题
一个项目从施工进场开始，首先要面对的是如何整个项目的施工现场进行合理的场地布置，要尽可能地减少将来大型机械和临时设施反复地调整平面位置，尽可能最大程度地利用大型机械设施的性能。以前，通常采用两种方法分析塔吊工作情况，其一，在AutoCAD图纸上进行测量和计算，分析塔吊的极限状体；其二，在现场塔吊边运行边察看。利用图纸测算，往往不够直观，每次都不得不在平面或者立面图上片面地分析，利用抽象思维弥补视觉上的不足，这样做不仅费时费力，而且容易出错。使用塔吊实际运作来分析的方法虽然可以直观准确的判断临界状态，但是往往需要花费很长的时间，塔吊不能直接为工程服务或多或少都会影响施工进度。
3.2群塔作业存在的碰撞问题
群塔施工以其自身特点在施工过程中具有较高的风险系数。因为塔吊一般都用于巨大型的建筑工程，这就决定了塔吊机数量多的特点。塔机工作中高度相互影响，运行时易发生碰撞，在工作中塔身的高度是根据施工高度来决定的，如果要满足吊装高度，就必须要适时提升塔身高度，塔身高度不及时调整就容易发生碰撞，引起施工混乱，发生危险，如果夜间操作，更容易发生危险事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
长春龙翔国际商务中心项目单体数量多，需要17台塔吊进行施工作业，且塔吊之间相互间的距离十分近，相邻两台塔吊间存在很大的冲突区域，所以在塔吊的使用过程中存在塔吊可能相互干扰的状况：
1）本项目17台塔吊在工作中存在大面积重合工作面，相邻塔吊机身旋转时相互干扰，存在碰撞概率高的特点；
2）单体数量多，整体面积大，塔吊司机盲区多；
3）高位塔吊的起重钢丝绳位于低位塔起重臂的工作区域时，可能引起低位塔臂与高位塔其中钢丝绳发生碰撞事故。
4、BIM技术在塔吊规划的优势
直观准确。利用BIM三维模型展示塔吊空间位置关系既可以用3D视角来观察塔吊的状态，同时利用BIM动态模拟软件可以模拟塔吊运转时的工作状况，便于发现碰撞点。
节约工期与能源。通过BIM模型来模拟塔吊工作，只需通过模型来分析塔吊的碰撞情况，无需耗费人力物力进行测量和计算，也不必使用实际塔吊运转来分析影响施工进度。
提高效率。利用BIM软件进行塔吊的参数化建模，并引入现场的模型进行分析，相较于以往的二维图纸分析，大幅度提高了工作效率，也不必再靠空间想象去片面分析塔吊的运行情况。
安全保障。将bim技术全面应用于“群塔”作业的限位设计、塔吊施工作业全过程，通过方案模拟、流水段优化、进度优化等应用，降低碰撞概率，取得良好的安全保障。
5、利用bim技术对塔吊排布进行规划
5.1从平面向立体，将二维化三维。
通过BIM技术按照本项目分区创建建筑结构三维模型及施工总平面布置三维模型，形成区域的平面与层间模块，将二维图纸转化为相应的三维BIM模型。
5.2精准建模，合理部署。
根据塔吊型号参数利用AutodeskRevit软件创建与实际施工要求尺寸大小相同的塔吊模型，根据实际工程情况、相邻塔机起重臂交叉范围的大小确保塔机之间合理高度差，按照图纸要求放置在相应点位上。
5.3模拟碰撞，发现问题
由于现场施工是一种动态的建设过程，后期群塔作业空间环境的参差不齐将直接提高塔吊平面作业的碰撞隐患，利用BIM技术模拟碰撞可以及时发现问题，做出整改方案。
将建筑结构模型以及塔吊模型导出为nwc格式文件，在Navisworks软件中对建筑结构模型以及塔吊模型分别创建与之对应的集合。通过Navisworks中timeliner工具依次输入每栋建筑结构的起始工期，每层楼的升起时间，以及结束时间，创建建筑结构4D工期动画，并创建塔吊运转施工对象动画，同时根据塔吊的施工方案对塔吊的旋转以及升降进行调整。
5.4多次模拟，实现群塔动态管控。
通过慢动作以及动画回放找出塔吊碰撞位置；针对发现的碰撞问题对施工进度计划进行修改，经过多次反复校正，确定群塔机初始安装高度及施工过程中随着楼层不断升高、施工工况不断变化下塔吊顶升的合理高度。
6结语
本项目将BIM技术运用在群塔作业模拟碰撞中，利用BIM技术的信息管理与共享，全方位多维度的分析群塔工作情况，为群塔作业中存在的问题提供了有利的技术保障，也为日后同类工程提供了必要的学习经验。在应用过程中，BIM技术的价值体现越来越重要，日后我们将加大对BIM技术的研究与探索，使之更好的服务于项目，开创一种全新的技术管理模式。
论文作者:杨宁,刘洋,张彦奇,杨长庆
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/31
标签：塔吊论文; 作业论文; 模型论文; 项目论文; 技术论文; 重臂论文; 塔机论文; 《基层建设》2017年第31期论文;