1、2023 年第 06 期总第 300 期福 建 建 筑Fujian Architecture&ConstructionNo 062023Vol300BIM 技术在塔式起重机布置中的应用 以临沂市奥体中心项目为例杨国营(天元建设集团有限公司 山东临沂 276100)摘 要:随着环境污染加剧和人口红利的消失,以降本增效的新型工业模式,代替传统的低效、浪费的粗放施工,已迫在眉睫。BIM 技术的引进,给建筑业的工业信息化指明了方向。基于国内 BIM 技术应用普及率不高的现状,以塔机布置作为 BIM 技术应用的研究对象,以临沂市奥体中心项目作为应用案例,建立和布置塔式起重机在工程项目中的 BIM模型,并
2、在施工过程中进行持续论证和分析。结果显示,塔式起重机 BIM 应用,给企业带来了很好的效益。关键词:BIM 技术;塔式起重机中图分类号:TU17 文献标识码:A 文章编号:1004-6135(2023)06-0120-03Application of BIM technology in tower crane layout Linyi Olympic Sports Center Project as an exampleYANG Guoying(Tianyuan Construction Group Co.,Ltd.,Linyi 276100)Abstract:With the intensi
3、fication of environmental pollution and the disappearance of Demographic dividend,it is urgent to replace the tra-ditional inefficient and wasteful extensive construction with a new industrial model of cost reduction and efficiency increase.The introduc-tion of BIM technology has pointed the way for
4、 industrial informatization in the construction industry.Based on the low popularity of BIMtechnology application in China,this paper takes tower crane layout as the research object of BIM technology application,and takes the Li-nyi Olympic Sports Center project as the application case,establishes a
5、nd arranges the BIM model of Tower crane in engineering projects,and conducts continuous demonstration and analysis in the construction process.The results show that BIM application of Tower crane hasbrought good benefits to enterprises.Keywords:BIM technology;Tower crane作者简介:杨国营(1986.10-),男,工程师。E-m
6、ail:56686050 收稿日期:2023-04-140 引言信息技术的不断发展,为社会各个行业带来了革新,物联网、数字化模型、大数据分析、云计算等的应用,极大地提高了工作效率,但建筑业的信息化水平依然不高。BIM 技术的到来,开启了建筑行业新一轮信息技术革命。运用 BIM 技术,将分离的信息集成化,能很好地解决纸质文件理解难、覆盖不全等问题,减少了建筑成本的浪费,提高了安全、质量和节能等诸多方面的管理。因此,BIM 技术的应用,是建筑行业信息化建设现阶段重要的方向。为促进 BIM 技术在建筑业的发展,从国家部委到省市地方住建部门都相继出台了相关标准和推进政策,全国建筑行业工程公司和地产商都
7、开始研究 BIM 技术带来的经济效益。然而,据相关文献统计,从 21 世纪引进 BIM 技术以来,BIM 技术在我国的应用发展并不顺利,BIM 技术的发展还在初级阶段。虽然,BIM 技术近年来被炒得异常火热,但普及率并不高1-2。绝大多数建筑企业对 BIM 技术有一定的了解和尝试,但没有大范围的应用。究其主要原因,是 BIM 技术的应用没有相关参考,对投入和产出还有很多疑虑,需要一定的时间积累。因此,如何将 BIM 技术的好处展现给建筑行业,明确BIM 技术在建筑信息化中应用的效益,成为 BIM 技术发展的重要课题3。本文以临沂奥体中心 EPC 总承包项目作为案例,通过对塔式起重机应用 BIM
8、 技术三维建模和优化跟踪,提前预判了塔吊运行中各种安全、质量和进度问题,取得了很好的效益结果。1 BIM 技术的在塔吊布置中的应用塔式起重机作为建筑工程重要的起重运输机械,是影响工程项目进度、成本和安全的重要因素。建筑物的密集化、多样化发展,使塔吊的正确定位和选型难度越来越大。对技术人员的要求也越来越高,其中塔机运行的安全距离控制,成为重要问题之一。在对塔机租赁单位和使用单位调查统计中发现,塔吊安全距离不足(包括塔吊与塔吊之间的安全距离不足,塔吊与周围建筑物的安全距离不足等),是施工过程中出现频次最高的重大安全隐患。塔吊安全距2023 年 06 期 总第 300 期杨国营BIM 技术在塔式起重
9、机布置中的应用121 离不足,不仅影响施工过程中进度和效率,同时还能对施工安全造成重大威胁。密集布置的塔机在安装和顶升过程中,如何精确地计算每一台安装和顶升高度,合理布置每一台塔机的定位距离,成为技术人员重要的研究课题4-7。本案例是集团重点工程临沂奥体中心 EPC 总承包一标段(体育馆 9#),地址位于兰州路与沭河路交汇处,建筑面积为261 047.41 m2,地上5 层,楼高24 m,框架剪力墙钢结构,施工方为天元建设集团有限公司第六建筑工程公司。图1 图2 为奥体中心效果图和塔吊平面布置图。图 1 奥体中心效果图图 2 塔吊平面布置示意图群塔作业是一个复杂、动态的作业过程。从定位、安装、
10、使用、顶升到拆除,塔吊与塔吊之间、塔吊与建筑物之间,水平方向和垂直方向的安全距离必须满足国家相关规范标准。传统的 CAD 平面塔吊布置,可以在平面内对塔吊位置进行精确地测量和计算。但它不能表达塔吊作业过程中空间的动态过程,只能计算水平方向的距离;不能表达垂直方向的高度,不直观、不全面,通常需要技术人员根据自身经验和三维想象去判断塔吊的作业情况,极易出现错误,造成后续的人力物力资源浪费或者质量安全事故8-11。采用 BIM 进行参数化建模,以 3D 的视角观察塔吊的状态,不仅可以准确定位塔吊的安装位置,避免安装后塔吊打架、碰撞现象,在后期顶升和拆除中,也可以起到很好的指导作用。图 3 为运用 B
11、IM 技术建立的三维信息模型。图 3 群塔模型根据奥体中心 EPC 项目实际情况,建立塔吊模型,并根据相关规范标准确定塔吊布置的安全距离,并进行进行碰撞检测。通过检测,可以直观验证塔吊布置安全距离的合理性,并在后续随着施工进度的不断推进,进行塔吊的加高和拆除。如图 4 为建立的塔吊 BIM 模型,演示对塔吊进行碰撞试验时,合理的安全距离情况和不合理的安全距离情况。图 4 和图 5为碰撞检测过程中发现的塔吊之间以及塔吊与建筑物之间不合理的安全距离,图 6 和图 7 为碰撞检测结果为合理的安全距离。图 4 不合理距离的塔吊布置图图 5 不合理距离的塔吊与建筑物图 6 合理距离的塔吊布置122 福
12、建 建 筑2023 年图 7 合理距离的塔吊与建筑物2 奥体中心项目运用 BIM 技术群塔定位的效益 (1)直接效益成本BIM 技术运用的成本,主要为电脑采购和 BIM 技术培训费用。以现在安拆项目人员配置,需采购 2 台电脑,费用 2 7000 元=14 000 元,培训费用 5000元,一共 19 000 元。效益BIM 技术的运用,减少了技术人员定位时间和现场观察次数,同时减轻了巡检人员劳动强度,且在其他工程项目中,可以持续应用,产生效益,减少技术人员现场出勤 20 次/工作日,每日按照 300 元计算;交通补贴、住宿和伙食补贴等按照 150 元每天计算,20300+20 150=900
13、0 元。经初步统计,可避免因塔吊安全距离不足造成的人员和机械窝工 2.5 d,每天的窝工费按照 8000 元计算,可节约成本 20 000 元。投资回报率综上,可知该项目 BIM 应用成本为 19 000 元,BIM 收益为 29 000 元,直接效益回报率为 52.63%。(2)间接效益工期运用 BIM 技术,减少了现场观察环节,提高了工作效率,为土建单位节省了工期时间。按照塔机安装定位 5 d 一个工作周期计算,观察定位和信息传递耗时 1 d,工期节约率为 1/5=20%。质量BIM 技术应用前后,塔吊定位合格品率都为100%,但施工阶段会出现塔吊安全距离不足的现象。据巡检统计,类似工程每
14、个月有 3 台塔吊安全距离不足,使用 BIM 三维建模后,未出现安全距离不足情况。安全BIM 技术应用前后项目事故率、员工伤亡率都为 0%。管理所在工程应用 BIM 技术后,建立起 BIM 应用小组,相关人员加深了对 BIM 的认识,将 BIM 技术形成组织管理和项目运营中的一个工具。BIM 技术的应用,增加了生产计划的准确性,避免因塔吊安全距离不足造成班组顶升作业放空,使技术人员减少了现场观察次数,提高了工作效率,巡检人员降低了工作强度。战略方面BIM 技术的应用不仅可以提高工作效率,还可以为未来的技术变革占领先机,因此在施工过程中广泛推广,有利于效率提高和资源的节约和有效利用。顾客满意度塔
15、吊安装准时,质量高,达到建设单位要求。3 结论临沂市奥体项目工程有效建立了塔式起重机布置的 BIM 模型,取得了良好的直接效益和间接效益。该 BIM 模型可以直观地观察到塔机布置的合理性,在施工过程中有效避免塔机运行的塔吊打架和碰撞问题,降低了安全事故风险。同时,可视化模型的直观性,避免了施工中出现的返工、施工中的难题和安全事故的发生,为企业培养了一批 BIM 技术人才,提高了企业在市场的竞争力,证明了 BIM 技术的适用性和科学性,对 BIM 技术的推广具有一定的借鉴意义。参 考 文 献1 李珏.BIM 在建筑工业化中的应用效益评价D.重庆:重庆大学,2017.2 陈则钰.BIM 技术在建筑
16、工业化水平评价中的应用研究D.西安:西安理工大学,2018.3 文伟强.超高层建筑 BIM 技术应用效益评价研究D.南昌:南昌大学,2021.4 吴蔚.BIM 效益评价方法及应用研究D.武汉:华中科技大学,2014.5 邵宇平.BIM 技术在群塔机作业安全管理中的应用J.建筑施工,2016,38(10):1489-1491.6 赵瑞杰,赵煜.承包方视角下的 BIM 技术应用效益评价J.北京工业职业技术学院学报,2020,19(4):30-33.7 刘智.项目管理中 BIM 技术应用效益分析研究 以新街坊 1#楼项目为例D.武汉:武汉工程大学,2018.8 孙玮.基于 BIM 技术的体育场应用效益评价D.济南:山东建筑大学,2017.9 吕一品,李晓莉,薛玉峰,等.BIM 技术在机场项目塔式起重机综合布置中的应用J.施工技术,2015(18):56-58.10 杨秉钧,白恒宏,芦东,等.BIM 技术在大型实验办公综合楼工程中的应用J.建筑技术,2013,44(10):877-881.11 马祎斌.北京城奥大厦工程施工新技术J.建筑技术,2020,51(1):115-119.12 仉健康,
