白利 王榮 馬俊虎 萬(wàn)方春 袁壯壯

摘要：數(shù)字化預(yù)制裝配吊裝技術(shù)指水泵、板換模塊的構(gòu)件提前在數(shù)字化預(yù)制裝配基地進(jìn)行了加工預(yù)制，然后將這些預(yù)制完成的模塊通過(guò)運(yùn)輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)移至工地，通過(guò)一定機(jī)械吊裝技術(shù)，把運(yùn)輸過(guò)來(lái)的預(yù)制好的模塊放置在規(guī)定的基礎(chǔ)面。水泵模塊設(shè)置可拆卸點(diǎn)螺栓連接，可實(shí)現(xiàn)多種尺寸的拆卸方案?？辈飕F(xiàn)場(chǎng)情況結(jié)合模塊尺寸確定整體吊裝及分件吊裝的拆卸方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化預(yù)制裝配;整體吊裝;組合吊裝;半拆卸吊裝;分件吊裝

數(shù)字化預(yù)制裝配技術(shù)指的是一種先進(jìn)的基于數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制定義的技術(shù)，主要分為四個(gè)階段：BIM設(shè)計(jì)階段、車(chē)間加工階段、檢查試壓階段、運(yùn)輸?shù)跹b階段。其中BIM設(shè)計(jì)階段是整個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵，所以我們重點(diǎn)介紹一下BIM設(shè)計(jì)階段的優(yōu)勢(shì)與不足之處，供大家分析借鑒。

一、BIM設(shè)計(jì)階段：

BIM技術(shù)是一種新興的數(shù)字化技術(shù)，它可以在建筑時(shí)使用，通過(guò)在項(xiàng)目的不同階段在BIM中插入、提取、更改和修改信息將不同利益的相關(guān)方聯(lián)系起來(lái)協(xié)同作業(yè)。BIM的技術(shù)理念符合建筑行業(yè)的應(yīng)用，可以使其在工程建設(shè)時(shí)利益最大化。BIM就是可以解決傳統(tǒng)技術(shù)問(wèn)題的一種新興的信息化設(shè)計(jì)技術(shù)，它能夠在一定程度上縮短建筑設(shè)計(jì)的周期并且提高工作效率和工作質(zhì)量。就像工廠生產(chǎn)的大機(jī)器取代手工技術(shù)一樣，計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)管理技術(shù)也是一種發(fā)展的必然趨勢(shì)。從我國(guó)建筑工程設(shè)計(jì)的發(fā)展來(lái)看，從信息管理技術(shù)興起至今，它已經(jīng)發(fā)生了兩次技術(shù)性的革命。第一次技術(shù)性的革命是CAD技術(shù)在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，它將傳統(tǒng)的手繪圖紙改進(jìn)為計(jì)算機(jī)繪制圖紙;第二次技術(shù)革命則是指BIM技術(shù)的誕生和使用，它將多專業(yè)分別分步的繪圖方式轉(zhuǎn)換為共同繪圖，把傳統(tǒng)的二維空間模式轉(zhuǎn)換為三維空間，更加具有立體感，使繪圖效果更加顯著突出。同時(shí)采用數(shù)字化技術(shù)在工程設(shè)計(jì)時(shí)能夠提供相應(yīng)的信息庫(kù)數(shù)據(jù)，這些信息數(shù)據(jù)可以詳細(xì)的描述建筑的集合信息和專業(yè)化信息。BIM技術(shù)在中國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展緩慢，并沒(méi)有得到很好的普及和應(yīng)用。首先BIM技術(shù)從美國(guó)引入到中國(guó)的時(shí)間還比較短暫，在應(yīng)用和普及上還需要更多的時(shí)間;其次，很多建筑行業(yè)的工程人員對(duì)于新技術(shù)的學(xué)習(xí)和使用還比較保守，他們認(rèn)為新型技術(shù)學(xué)習(xí)比較繁瑣，往往選擇墨守陳規(guī)，抵觸創(chuàng)新的新技術(shù);而且對(duì)于從二維空間到三維空間這種思維模式的改變還不能完全適應(yīng)，這些因素都阻礙了BIM技術(shù)的推廣和普及。傳統(tǒng)技術(shù)存在的問(wèn)題隨著社會(huì)的進(jìn)步，信息技術(shù)化的發(fā)展腳步加快，建筑業(yè)中的信息化程度也已經(jīng)突飛猛進(jìn)，我國(guó)傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)流程已經(jīng)不能滿足建筑業(yè)現(xiàn)代化快速發(fā)展的要求，這一點(diǎn)從各個(gè)方面都表現(xiàn)得出來(lái)?？臻g設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題因?yàn)閭鹘y(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)流程是建立在二維模型的基礎(chǔ)之上的，給設(shè)計(jì)師空間上的感覺(jué)是有限的，沒(méi)有直觀的空間感受，往往不能對(duì)空間上的內(nèi)容進(jìn)行很好的理解，所以給出的結(jié)論自然存在偏差。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)流程缺少了三維立體構(gòu)圖的空間直觀感受就對(duì)設(shè)計(jì)師造成了空間上的障礙，完成后的建筑經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)空間過(guò)于空曠或者過(guò)于壓抑等情況的出現(xiàn)。建筑分析上存在的問(wèn)題傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程中是只拿出一個(gè)建筑的模型，對(duì)這個(gè)模型的外部進(jìn)行各個(gè)方面的研究，而對(duì)其內(nèi)部只是進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的形態(tài)勾勒，等到外部設(shè)計(jì)結(jié)束之后，再利用不成熟的二維軟件對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)果也是差強(qiáng)人意的。也就是說(shuō)，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)流程中，在建筑分析方面，只存在一個(gè)空殼，對(duì)這個(gè)空殼的外部進(jìn)行一番研究，之后在這個(gè)空殼上面套用各種公式和算法對(duì)其內(nèi)部形態(tài)加以設(shè)計(jì)，或者僅僅憑借設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)對(duì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行估算和設(shè)計(jì)，整個(gè)的流程中沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)理論的支持。建筑成果展示存在的問(wèn)題目前我國(guó)大多數(shù)建筑公司在展示其建筑成果的方式上面都采用的是靜態(tài)效果的展示，雖然很多效果圖都經(jīng)過(guò)公司后期的渲染和制作，但是其靜態(tài)的展現(xiàn)形式仍存在多方面的弊端。例如某些靜態(tài)效果圖經(jīng)過(guò)特殊制作特地展示建筑的多方位局部特點(diǎn)，但是因?yàn)樵O(shè)計(jì)采用的二維技術(shù)缺乏空間上的直觀感受因此展示出的局部效果和真實(shí)建筑中存在很大的偏差，另外，在靜態(tài)效果圖中，建筑的內(nèi)部形態(tài)也基本上展示不出來(lái)。新的BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)方面從傳統(tǒng)的二維模型發(fā)展到創(chuàng)新的三維立體構(gòu)圖，不僅在設(shè)計(jì)工具上面是創(chuàng)新，對(duì)設(shè)計(jì)師的思維改變也起到了至關(guān)重要的作用，設(shè)計(jì)師可以在三維立體構(gòu)圖中大膽發(fā)揮自己的想象進(jìn)行設(shè)計(jì)，在BIM技術(shù)中將自己的設(shè)計(jì)理念更好的展現(xiàn)出來(lái)。BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。在設(shè)計(jì)的初期，對(duì)建筑的設(shè)計(jì)對(duì)象不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，BIM是一個(gè)內(nèi)容豐富展示全面的建筑模型，它不僅將建筑的外觀直接表現(xiàn)出來(lái)，更是將建筑的內(nèi)部細(xì)節(jié)比如一條走廊一間房間更直觀的展現(xiàn)在設(shè)計(jì)師眼前，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)這種最為直觀的建筑模型對(duì)建筑的外部和內(nèi)部進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，并且對(duì)空間上的大小有了更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。所以，BIM技術(shù)是建筑設(shè)計(jì)中是最直觀的體現(xiàn)。在傳統(tǒng)的建筑實(shí)際中，會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，例如設(shè)計(jì)的不夠深入，這是由于觀察角度的單一造成的，設(shè)計(jì)師僅從一個(gè)角度對(duì)建筑進(jìn)行觀察，這就容易出新設(shè)計(jì)的誤差。BIM技術(shù)可以很好的避免這一情況的發(fā)生，BIM技術(shù)采用碰撞檢查，為同一工程的相關(guān)專業(yè)人士提供一個(gè)可以共同工作的平臺(tái)。一個(gè)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出一個(gè)方案上傳之后其他所有相關(guān)的專業(yè)人士都可以看得到這一方案，而如果一個(gè)設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)其他人設(shè)計(jì)的方案中存在問(wèn)題，也可以在這個(gè)平臺(tái)上及時(shí)的提出與之談?wù)摬⒖梢宰约盒薷?，?shí)現(xiàn)真正的信息共享，減少信息傳遞時(shí)間和傳遞的誤差，提高在設(shè)計(jì)中的工作效率。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)流程中和建筑成果展示時(shí)，所采用的都是靜態(tài)的圖紙進(jìn)行展示，圖紙所表現(xiàn)出來(lái)的二維圖形存在很多不足。BIM技術(shù)在這些流程中都可以對(duì)建筑進(jìn)行有效完整的虛擬化，比如在設(shè)計(jì)中需要哪一細(xì)節(jié)的圖紙可以直接從BIM技術(shù)建筑模型中提取出來(lái)，省去了繁瑣的人工尋找。再比如，在設(shè)計(jì)完成后的效果展示中，BIM技術(shù)所展示的是建筑的三維立體圖形，建筑的外觀以及內(nèi)部所有細(xì)節(jié)都一覽無(wú)余，并且，建筑的空間大小也是經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的數(shù)字比對(duì)，與實(shí)際建筑的偏差也幾乎沒(méi)有。

二、車(chē)間加工階段：

根據(jù)廠區(qū)的實(shí)際數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出適合廠區(qū)的平面圖，根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合車(chē)間的生產(chǎn)需求進(jìn)行車(chē)間加工。施工全過(guò)程，通過(guò)方案模擬、深化設(shè)計(jì)、管線綜合、資源配置、進(jìn)度優(yōu)化等應(yīng)用，避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤及施工返工，能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)、工期效益。

三、檢查試壓階段：

這一階段主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確保車(chē)間內(nèi)各種管道、鋼絲繩等配件結(jié)實(shí)可靠，無(wú)漏點(diǎn)或斷裂情況。主要檢查項(xiàng)目有水管、送汽管道、油路管道、輸送帶、吊車(chē)鋼絲繩等部件。試壓即是對(duì)地面設(shè)備的耐壓能力進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程。對(duì)地面管匯試壓則需關(guān)閉有關(guān)閘閥;對(duì)套管等試壓需要有封堵器、試壓泵等。根據(jù)設(shè)備不同，有不同的壓力標(biāo)準(zhǔn)，壓力試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、壓力試驗(yàn)應(yīng)以液體為試驗(yàn)介質(zhì)。當(dāng)管道的設(shè)計(jì)壓力小于或等于0.6MPa時(shí)，也可采用氣體為試驗(yàn)介質(zhì)，但應(yīng)采取有效的安全措施。脆性材料嚴(yán)禁使用氣體進(jìn)行壓力試驗(yàn)。2、當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)條件不允許使用液體或氣體進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)建設(shè)單位同意，可同時(shí)采用下列方法代替：所有焊縫（包括附著件上的焊縫），用液體滲透法或磁粉法進(jìn)行檢驗(yàn);對(duì)接焊縫用100%射線照相進(jìn)行檢驗(yàn)。3、當(dāng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)劃定禁區(qū)，無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入4、壓力試驗(yàn)完畢，不得在管道上進(jìn)行修補(bǔ)。5、建設(shè)單位應(yīng)參加壓力試驗(yàn)，壓力試驗(yàn)合格后，應(yīng)和施工單位一同按規(guī)范規(guī)定填寫(xiě)管道系統(tǒng)壓力試驗(yàn)記錄。

四、運(yùn)輸?shù)跹b階段：

起重吊裝作業(yè)前，實(shí)地考察吊裝現(xiàn)場(chǎng)，與主要的操作人員制定出切實(shí)可行的吊裝方法和安全措施。保證作業(yè)安全，避免盲目施工，在施工前將起重吊裝方案詳細(xì)地告訴操作人員。主要的施工方法、人員配置、起重機(jī)械選擇、吊裝運(yùn)輸方法、起重運(yùn)行路線、構(gòu)建的平面布置、運(yùn)輸、堆放、安全措施等內(nèi)容均要詳細(xì)地告訴其中吊裝工作人員，避免出現(xiàn)安全事故。嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)措施。消除對(duì)吊裝環(huán)境的不利影響因素，如：電氣線路，風(fēng)力影響，場(chǎng)地的影響，高溫環(huán)境，場(chǎng)地內(nèi)存在有毒有害、易燃易爆物品等都有可能引發(fā)事故，造成人員傷亡。在起重吊裝過(guò)程中要做好以下幾點(diǎn)：1、做好施工前準(zhǔn)備工作，包括準(zhǔn)備并檢查起吊物品和防護(hù)措施，準(zhǔn)備好輔助用具，確定并清理落物地點(diǎn)，力求平整寬闊。2、提高捆綁物品的技術(shù)。捆綁構(gòu)建和設(shè)備之前，研究其重心點(diǎn)，根據(jù)形狀和重心點(diǎn)位置確定捆綁點(diǎn);捆綁重物起吊時(shí)，主義掛鉤角度，防止物品脫鉤;捆綁有棱角物品時(shí)，應(yīng)在鋼絲繩和吊裝物品間墊上麻袋、木板或輪胎之類(lèi)的耐磨物品，以免鋼絲繩被其棱角研磨發(fā)生斷裂;起吊零散物品時(shí)，應(yīng)借用輔助用品加以吊裝，保證吊裝平穩(wěn)。3、指揮信號(hào)要準(zhǔn)確。按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)起吊信號(hào)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，起吊司機(jī)也要對(duì)指揮信號(hào)、運(yùn)行通道，起落空間時(shí)刻觀察，確保吊裝順利進(jìn)行。4、選擇安全的吊裝位置。起重吊裝運(yùn)輸過(guò)程中，由于所吊物品的沖擊、搖擺跨越作業(yè)區(qū)等情況經(jīng)常出現(xiàn)，所以，在吊裝時(shí)根據(jù)作業(yè)區(qū)的環(huán)境選擇安全位置，避免吊裝運(yùn)輸過(guò)程中的人身傷害。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速的發(fā)展，勞動(dòng)力成本的不斷提高，節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，在近年來(lái)，陜建九建集團(tuán)在數(shù)字化預(yù)制裝配技術(shù)方面有很大的發(fā)展，2019年建設(shè)了數(shù)字化預(yù)制裝配車(chē)間，主要生產(chǎn)水泵模塊、扳換模塊。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，就數(shù)字化預(yù)制裝配技術(shù)的實(shí)際性應(yīng)用案例進(jìn)行如下闡述：

案例一：會(huì)展中心整體吊裝

經(jīng)過(guò)測(cè)量會(huì)展中心施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)道路和吊裝施工作業(yè)場(chǎng)地，滿足大型吊裝機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊卸作業(yè)施工?？辈闇y(cè)量通往機(jī)房模塊和設(shè)備基礎(chǔ)的搬運(yùn)通道口尺寸為4.5m*4.8m，泵房?jī)?nèi)最大模塊尺寸為4m*2.9m*3.5m滿足數(shù)字化預(yù)制裝配模塊整體吊裝要求。

案例二：能源中心組合吊裝

經(jīng)過(guò)測(cè)量能源中心施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)道路和吊裝施工作業(yè)場(chǎng)地，滿足大型吊裝機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊卸作業(yè)施工?？辈闇y(cè)量吊裝口尺寸4.5m*4m和通往機(jī)房模塊基礎(chǔ)的搬運(yùn)通道口尺寸為6m*5.5m，泵房?jī)?nèi)最大模塊尺寸為7.2m*3.4m*3.2m不滿足數(shù)字化預(yù)制裝配模塊整體吊裝要求。因模塊寬和高滿足吊裝及搬運(yùn)，所以將最大的水泵模塊分為兩組水泵模塊3.6m*3.4m*3.2m進(jìn)行組合吊裝。

案例三：三館半拆卸吊裝

經(jīng)過(guò)測(cè)量三館施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)道路和吊裝施工作業(yè)場(chǎng)地，滿足大型吊裝機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊卸作業(yè)施工?？辈闇y(cè)量展覽館吊裝口尺寸4.5m*3.8m和通往機(jī)房模塊基礎(chǔ)的搬運(yùn)通道口尺寸為5m*4.2m，泵房?jī)?nèi)最大模塊尺寸為3.8m*4.1m*3.2m不滿足數(shù)字化預(yù)制裝配模塊整體吊裝要求。因模塊長(zhǎng)和寬滿足吊裝及搬運(yùn)，所以將最大的水泵模塊采用進(jìn)行半拆卸吊裝方案，將方鋼螺栓連接處拆開(kāi)，降低水泵模塊標(biāo)高。

案例四：東沙文體館分件吊裝

經(jīng)過(guò)測(cè)量施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)道路和吊裝施工作業(yè)場(chǎng)地，滿足大型吊裝機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊卸作業(yè)施工?？辈闇y(cè)量吊裝口的大小6m*4.8m和通往機(jī)房設(shè)備基礎(chǔ)的搬運(yùn)通道為1.5m*2.2m，不滿足預(yù)制裝配模塊整體運(yùn)輸。綜上勘察現(xiàn)場(chǎng)確定分件吊裝的拆卸方案。

綜上，零散的預(yù)制好的支管、模塊底座和方鋼以及板換模塊和水泵模塊等到場(chǎng)后，吊車(chē)駛?cè)腩A(yù)定支車(chē)位置，吊車(chē)支好后，有起重工把繩索栓掛在模塊吊裝點(diǎn)上，并與吊車(chē)大鉤掛牢，由指揮員指揮吊車(chē)起繩，待模塊吊離貨車(chē)約10cm時(shí)暫停，檢查吊車(chē)支腿和模塊底座吊裝點(diǎn)，確認(rèn)后在模塊底部栓留尾繩。信號(hào)由指揮員指揮吊車(chē)起升擺臂把模塊吊裝到吊裝洞口上方，確認(rèn)可以吊裝后，指揮吊車(chē)緩慢落繩把模塊構(gòu)件吊裝到地面。模塊吊裝到地面后，在模塊底部鋪墊搬運(yùn)車(chē)，因搬運(yùn)地面未回填，所以卷?yè)P(yáng)機(jī)作為牽引，人工喂?jié)L/搬運(yùn)車(chē)，沿清理鋪設(shè)的路由通道（設(shè)備基礎(chǔ)臺(tái)高度約為20cm，利用枕木鋪設(shè)對(duì)預(yù)定路由搬運(yùn)通道填充鋪平，在枕木上方鋪墊鋼板作為搬運(yùn)通道），人工把模塊構(gòu)件搬運(yùn)到基礎(chǔ)臺(tái)上旁，將零散的模塊構(gòu)件裝配成一個(gè)模塊整體結(jié)構(gòu)。

數(shù)字化預(yù)制裝配技術(shù)是當(dāng)前最為先進(jìn)的一種加工吊裝技術(shù)，其在水泵、板換的制作過(guò)程中具有較為廣泛性的應(yīng)用。這主要還是由于數(shù)字化預(yù)制裝配技術(shù)的使用方便性和靈活性，既能夠進(jìn)行整體性的裝卸，同時(shí)又能夠進(jìn)行拆卸吊裝，極大地方便了數(shù)字化預(yù)制裝配工作的有效開(kāi)展，既高效，又高質(zhì)。

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