萬 元

中鐵建設集團華東分公司 江蘇 昆山 215332

1 工程概況

上海市奉賢區(qū)南橋鎮(zhèn)D-01-13區(qū)域地塊項目標段一總建筑面積約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，工程預制板包括預制外墻板、預制內墻板、預制疊合板、預制陽臺板、預制樓梯等類型，部分類型又有多種型號，最重構件為6 t。

2 群塔吊布置特點

1）工程分為高層及多層建筑，且采用裝配式結構，構件質量較大，塔吊多采用TC7035B型塔吊以滿足吊裝要求，共布置8臺（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。

3）工期較緊，整個作業(yè)面將全部開展施工，作業(yè)面大，施工隊伍多。

4）單體較多，塔吊司機作業(yè)盲區(qū)大。

5）結構工期從4月至次年1月，包含冬季、雨季、臺風等季節(jié)、天氣施工。

3 群塔機作業(yè)難點分析

群塔機作業(yè)全過程中影響安全的因素主要有群塔機自身、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 群塔危險因素

1）人為因素可以通過加強作業(yè)人員的培訓，合理地安排季節(jié)性施工措施，加強現(xiàn)場安全監(jiān)督管理等手段進行有效的預防。

2）非人為因素則需提前做好規(guī)劃完善群塔的布置及結合各棟樓的節(jié)點工期，具體規(guī)劃群塔機布置、安全高度的保持，以及隨著各號樓的施工速度不同，群塔安全高度隨之做相對應的調整，保證相互之間的合理高差等工作。

4 群塔吊BIM布置解決辦法

4.1 布置原則

1）根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境以及工程范圍，群塔布置盡可能覆蓋整個施工場地以及各種材料堆場，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。

4.2 應用BIM進行塔吊布置的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的平面塔吊布置無法滿足對于塔吊安全距離、起重臂交叉安全高度、隨進度塔吊頂升后安全距離的控制。故采用BIM系統(tǒng)對群塔進行平面布置，應用BIM軟件中的碰撞檢測功能進行安全高度碰撞檢測、平面檢測，隨工程進度進行碰撞檢測，得出塔吊頂升計劃，通過材料明細表瀏覽塔吊具體參數(shù)[1-2]。

4.3 塔吊布置的確定

根據(jù)現(xiàn)場各樓棟模型進行群塔初步布置，滿足平面布置要求，盡量覆蓋工地范圍以及各種材料堆場，方便安拆，交叉作業(yè)范圍小。

號樓結構模型建立較精細，以用作如場布漫游、工程量初步提取、模板工程、腳手架工程等BIM方面的應用（圖2）。

圖2 群塔三維初步布置

考慮碰撞需要檢測的構件數(shù)量，如果直接采用結構模型與塔吊碰撞檢測，需要花費大量時間以及對硬件要求相對較高，故專門對與群塔相關的構件進行優(yōu)化、簡化，以提高軟件運行檢測效率，并將樓棟全部簡化成單層結構面（包含外架范圍）的族（本文采用結構板族制作單層結構面＋外架范圍，圖3），用于與塔吊碰撞檢測。

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，附加透明材質的模型，在保證能夠完成調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關于管綜排布的碰撞檢查功能，檢測塔吊與塔吊、塔吊與結構的距離。檢測完畢調整不符合安全要求布置后，根據(jù)節(jié)點形象進度碰撞檢測塔吊與結構間的關系，得出塔吊頂升計劃。

群塔布置定位后可由Revit材料明細表提取塔吊標高、標準節(jié)具體數(shù)量（族參數(shù)）以確定塔吊頂升計劃及相關參數(shù)。

5 群塔吊BIM管控技術實施要點

5.1 模型建立

隨著BIM技術的發(fā)展，國內外出現(xiàn)越來越多的BIM軟件，所涵蓋的功能各有千秋，往往一個工程所需使用的軟件較多，構建的主體模型需要考慮到一模多用，因此在建立群塔BIM模型過程中，首先需要構建BIM技術框架，采用Revit軟件建模，可以導出、導入IFC文件與Navisworks、廣聯(lián)達BIM5D等BIM軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)互交。依據(jù)構建的建筑信息模型進行項目工程動態(tài)的全方面的管理。

5.2 模型優(yōu)化

由于當前主流BIM軟件多數(shù)存在文件較大，運行速度、數(shù)據(jù)分析依賴硬件配置等問題，故對于某些特定的分析，針對主要的參數(shù)，優(yōu)化模型，以減少數(shù)據(jù)分析對硬件的依賴，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、交叉作業(yè)的安全高度及結構層高、屋面高度、外架范圍等參數(shù)，因此在優(yōu)化模型時，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。

5.3 數(shù)據(jù)分析，建立動態(tài)分析系統(tǒng)

在建筑施工前，可應用BIM軟件對重大高危施工方案進行施工模擬。本工程為裝配式建筑，塔吊起重量較大、布置密集，工程開工前需精心策劃，并輔以BIM軟件進行施工模擬，確定各塔吊的位置以及頂升時間等參數(shù)，確保在無人為因素影響的情況下群塔吊能夠有效、安全地進行施工。

6 結語

通過本工程關于BIM 技術在群塔吊控制中的探索，成功地將信息化可視模擬技術引入到群塔吊作業(yè)這一動態(tài)復雜的綜合管理領域，為日后同類工程提供了一套切實可行的技術借鑒和策劃指導。

BIM應用已成一種趨勢，然而很多工程依舊停留在為了應用BIM而用BIM，多數(shù)停留在一些展示層面上。本文通過BIM對工程常見問題進行解決應用，對比常規(guī)辦法，采用BIM有明顯的優(yōu)勢。為解決問題而使用BIM，使得BIM在常規(guī)工程中的應用不局限于展示層面，而是能實際指導工程施工。BIM在工程中的應用點可以從局部的小問題入手，研究BIM對于此類問題的解決辦法以及對比常規(guī)辦法的優(yōu)缺點。