QCBIM技術在超高層商務樓塔吊布置中的全新應用

QCBIM技術在超高層商務樓塔吊布置中的全新應用第1頁/共49頁名詞解釋BIM4D、5D技術是基于BIM2.0階段開發(fā)應用的包含時間（進度計劃）、工程成本的，對工程進行全方位協(xié)同管理的模擬技術。第2頁/共49頁一、課題簡介第3頁/共49頁本課題塔吊布置位于XXXX商務區(qū)，工程規(guī)模約為42萬平米，最高高度為200米，并需大量吊裝鋼結(jié)構，再加上場地狹小、復雜，給塔吊的布置、運行及施工造成了極大的難度。本工程的創(chuàng)優(yōu)目標為：“結(jié)構/建筑長城杯金獎”、“F03#樓創(chuàng)“國家優(yōu)質(zhì)工程獎”并通過LEED金級認證”。

一、課題簡介第4頁/共49頁二、QC小組概況及活動計劃第5頁/共49頁第6頁/共49頁第7頁/共49頁三、選擇課題第8頁/共49頁選題理由：1.施工場地極其狹小且待建建筑物布局不規(guī)則，塔吊只能安裝在基礎底板之上，并需要穿過地下室結(jié)構；三、選擇課題第9頁/共49頁選題理由：2.地下室結(jié)構梁排布緊密，多數(shù)為井字梁且每層梁布置變化較大。

三、選擇課題3#塔吊第10頁/共49頁

3.施工現(xiàn)場西側(cè)緊鄰北京電力公司東管頭110kv高壓變電站及金唐國際大廈（超高層建筑）；

4.需要更經(jīng)濟合理的確定塔吊的位置、臺數(shù)及考慮以后塔吊拆除的難易程度。5.甲方在合同中約定項目需使用BIM仿真模擬技術，且公司需要在本項目全面推廣運用該技術。

三、選擇課題變電站金唐大廈第11頁/共49頁四、設定目標第12頁/共49頁

1、運用BIM技術5D維度，保證塔吊經(jīng)濟、合理、安全的安裝使用；

四、設定目標2、運用BIM技術4D維度，實現(xiàn)塔吊全工況（各個時間段）下的模擬漫游，并保證通過模擬碰撞試驗；第13頁/共49頁五、方案選擇第14頁/共49頁

5.1提出方案2014年11月15日項目召開了關于創(chuàng)新群塔施工的方案會，使用“頭腦風暴法”，集思廣益，共討論研究各個方案的可行性：

五、方案選擇

方案一：使用最常規(guī)的CAD繪制各層平面圖，并與各工況進行比對，最終確定群塔的定位及施工；第15頁/共49頁五、方案選擇方案二：小組成員提議使用3Dmax繪制三維效果圖，這樣就能將塔吊的平面圖變?yōu)榱Ⅲw圖，同時工況展示更加直觀。以此來輔助確定群塔施工方案。第16頁/共49頁五、方案選擇方案三：在使用3Dmax的過程中發(fā)現(xiàn)此技術只能展示特定工況下的塔吊情況，無法進行精確的施工模擬。此時小組成員提出使用BIM技術的4D、5D維度，結(jié)合時間（進度）、資源投入，繪制全工況模擬漫游三維圖形，對塔吊安裝使用將遇到的各種工況進行預先模擬，得出結(jié)論，最終確定群塔施工方案；第17頁/共49頁

5.2QC小組成員從多角度，多方位考慮，對以上三種方案進行對比分析（打分表）

五、方案選擇序號可選方案技術特點優(yōu)勢不足結(jié)論1使用CAD進行繪圖分析并最終確定群塔施工方案使用CAD軟件繪制各層平面圖，分析各工況，得出結(jié)論簡單快捷，投入較少繪制的圖形為二維圖形，各部位需要看圖人想象，增加了看圖難度，同時在進行各工況的對比分析時容易漏掉問題，影響后期的正常施工簡單快捷，但容易造成問題遺漏影響后期施工2使用3Dmax進行繪圖分析并最終確定群塔施工方案使用3Dmax繪制三維效果圖，輔助群塔施工繪制三維效果圖，可以更直觀的發(fā)現(xiàn)各類碰撞問題3Dmax需要更專業(yè)的技術，且繪制的三維圖形很難進行工況模擬，對施工參考意義不大三維圖繪制后僅有參考作用3使用BIM技術進行4D、5D建模并最終確定群塔施工方案運用BIM技術，建立三維模型，并加入各種工況進行各工況下的施工模擬建立三維模型，可以更直觀的發(fā)現(xiàn)各類碰撞問題，并通過各工況的模擬大量減少后期問題的出現(xiàn)由于建立三維模型需要高配置電腦及專業(yè)人員，增加了項目成本，且三維圖紙的繪制較慢，增加了時間成本雖然增加了部分費用但通過建立三維圖形模擬各工況大大保證了后期正常施工制表人：XX8分6分14分9分5分14分9分6分15分第18頁/共49頁

5.3確定方案

五、方案選擇

QC小組成員根據(jù)上述分析、評估、及分數(shù)對比選擇結(jié)果，確定使用BIM技術4D、5D維度應用，使用revit軟件繪制三維模型，并通過Navisworks根據(jù)施工計劃添加時間維度，運用廣聯(lián)達BIM5D添加工程成本信息，并對基礎底板階段、鋼結(jié)構施工階段、變電站對塔吊運行的影響、塔吊拆除階段等不同工況進行模擬碰撞試驗，最終實現(xiàn)群塔施工的安全正常進行。第19頁/共49頁

5.4方案優(yōu)化

對于BIM技術對塔吊布置的應用流程，小組進行了熱烈討論。在咨詢了外部專家后最終確定了如下應用流程：五、方案選擇編制項目BIM應用策劃書分解各專業(yè)任務書建模人員配置硬件、軟件配置參照建模標準對數(shù)據(jù)錄入全工況下的模擬碰撞試驗參照標準建模人員交付模型針對不同使用方進行交底模型使用檢查未通過或存在數(shù)據(jù)更新第20頁/共49頁

5.4方案優(yōu)化根據(jù)BIM應用流程，目前項目已具備條件的流程子項有：1、編制完成項目BIM應用策劃書及塔吊安裝布置任務書；2、硬件設施、配套軟件已購置完畢；五、方案選擇第21頁/共49頁

5.4方案優(yōu)化不完全具備條件的流程子項有：1、人員配置較薄弱：由于BIM技術4D、5D應用目前在起步階段，項目配備的BIM建模人員處于邊學習邊應用的過程；2、沒有官方模型建立、使用、維護及檢查標準：目前國家還沒有一套統(tǒng)一的BIM規(guī)范；3、數(shù)據(jù)不完整，大數(shù)據(jù)整合困難：甲方提供的正式版圖紙僅包括基礎底板、地下四層、地下三層的結(jié)構圖，整體的數(shù)據(jù)錄入存在困難，同時進度計劃不能進行合理編制。五、方案選擇第22頁/共49頁六、制定對策第23頁/共49頁

六、制定對策序號要因?qū)Σ吣繕舜胧┑攸c時間責任人1人員、硬件配置較薄弱組織培訓進行BIM教育并購置設備培養(yǎng)專業(yè)的技術人員由項目技術部成立BIM小組公司BIM工作室提供技術及軟、硬件支持公司定期組織相關培訓請外部專家對實施過程中的相關問題進行針對性指導項目部公司BIM工作室15年11月至今XX2沒有統(tǒng)一的國家標準尋找可行性標準BIM工作有統(tǒng)一的標準咨詢有關專家，參考部分業(yè)內(nèi)標準參考中建系統(tǒng)的企業(yè)標準項目部15年11月16年1月XX3數(shù)據(jù)不完整，整合較為困難使用已有數(shù)據(jù)進行整合和模擬在塔吊安裝前發(fā)現(xiàn)并解決在各工序下可能存在的問題督促甲方提供圖紙根據(jù)草圖先行進行初版模型的建立基于草圖進行初版進度計劃編制對已建立模型進行實時更新對已有數(shù)據(jù)進行初步整合并進行模擬，發(fā)現(xiàn)問題后經(jīng)設計、建設、監(jiān)理、施工四方確認并對原數(shù)據(jù)進行修改后重新進行數(shù)據(jù)錄入。項目部16年1月至今XX第24頁/共49頁七、對策實施第25頁/共49頁

七、對策實施

實施一：項目成立BIM小組

負責領導整個BIM小組建模工作。協(xié)調(diào)其他專業(yè)分包建模工作完成領導交辦的工作。負責自己標段模型內(nèi)容。負責技術方案模型搭建。完成領導交辦的工作。負責自己標段的模型內(nèi)容。負責與工程部的交底搭接工作。完成領導交辦的工作。負責公司OA平臺的填寫工作。負責基礎模型軟件的交底工作。負責模型演示匯報工作。XXXXXXXXXX負責自己標段模型內(nèi)容。負責技術方案模型搭建。完成領導交辦的工作。第26頁/共49頁

七、對策實施

實施二：公司BIM工作室對項目人員進行指導

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七、對策實施

實施三：積極參加公司組織進行BIM技術培訓

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七、對策實施

實施四：邀請WEBCOR公司的Sosnowski先生進行指導工作

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實施五：目前中建總公司編制有《建筑工程施工BIM應用指南》及《建筑工程設計BIM應用指南》，我項目將兩個指南作為BIM設計及應用過程中的標準及檢查辦法、使用標準。七、對策實施第30頁/共49頁

七、對策實施

實施六：與甲方和設計單位進行溝通取得初版草圖進行基礎工作，同時三方協(xié)商確認施工圖紙供應計劃。

第31頁/共49頁

七、對策實施

實施七：根據(jù)甲方提供的草圖進行初步建模。

第32頁/共49頁

七、對策實施

實施八：通過基礎工作模型的建立發(fā)現(xiàn)圖紙問題，經(jīng)過小組討論匯總后向甲方提出圖紙會審變更，從而完善圖紙數(shù)據(jù)的準確性。

第33頁/共49頁

七、對策實施

實施九：通過甲方設計認可的初步模型的建立，編制施工進度計劃。

第34頁/共49頁

七、對策實施

實施十：在已完成的模型上進行塔吊布置，首先進行塔吊基礎與結(jié)構基礎的模擬碰撞檢查，待發(fā)現(xiàn)問題后與設計及塔吊公司溝通，在變動二者基礎的成本上進行比較，最終決定將結(jié)構基礎進行修改，并得到了設計認可。

第35頁/共49頁

七、對策實施

實施十一：通過塔吊安裝關鍵點模型建立，發(fā)現(xiàn)塔吊穿梁問題無法通過修改塔吊位置完全解決，與甲方及設計單位協(xié)商后得到同意修改部分梁的位置；

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七、對策實施

實施十二：模擬5#塔吊施工狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其無法滿足鋼結(jié)構柱三層一吊裝的施工工藝，當時考慮了三種解決辦法：一為增大塔吊型號，二為更改吊裝工藝，三為變更塔吊位置。通過對機械臺班、人工費等環(huán)節(jié)的綜合對比，并與甲方及設計溝通最終確定使用兩層一吊裝的施工工藝以達到利益最大化。

第37頁/共49頁八、效果確認第38頁/共49頁

八、效果確認

通過BIM技術4D、5D維度應用對全工況進行模擬解決了塔吊安裝、使用、拆除各個工序上可能存在的問題。1、塔吊安裝后群塔作業(yè)防碰撞模擬：

第39頁/共49頁

八、效果確認

2、2#塔吊高壓防護區(qū)避讓模擬：采用塔吊監(jiān)控區(qū)域保護系統(tǒng)并接入BIM云端，對塔吊進行實時監(jiān)控并進行限位保護。

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八、效果確認

3、塔吊在施工過程中隨樓層爬升防碰撞模擬。

第41頁/共49頁

八、效果確認

4、塔吊拆除階段行車道路規(guī)劃模擬：考慮拆塔階段使用的大噸位汽車吊的行車路線問題，對道路進行模擬，保證拆塔汽車吊能夠順利進入拆塔區(qū)域。第42頁/共49頁九、標準化第43頁/共49頁

九、標準化通過本工程運用BIM技術實現(xiàn)塔吊布置及安裝的成功實施，我小組總結(jié)經(jīng)驗教訓形成了《XXXX商務區(qū)F02、F03地塊項目總承包工程BIM建模規(guī)范》，為以后工程提供參考。第44頁/共49頁十、總結(jié)與下一步打算第45頁/共49頁

十、總結(jié)與下一步打算

1、總結(jié)：