摘要：对于大规模、施工任务量较大的工程项目而言，开展群塔机作业需要进行一系列的操作过程，包括：爬升吊装、群塔拆装等，在此期间可能会发生许多难以有效预测的问题。本文以某市商业广场作为案例工程，对BIM技术在群塔机作业安全管理的应用进行分析，希望可以为我国相关领域提供一些有效的参考意见。
关键词：BIM技术；群塔机作业；安全管理；应用
对于建筑工程的施工项目而言，其现场施工过程是一项动态的操作，尤其是在一些建筑密集的工程项目当中，需要多台塔机在同一时间进行施工作业，这一系列过程中存在许多安全隐患问题。因此，必须要不断完善安全管理工作。而BIM技术可以对整个工程项目中涉及到的专业和一系列操作过程进行整合，同时支持项目工程动态信息的建立和共享，可以对施工建设的全过程进行模拟和监测。通过BIM技术可以提前开展模拟碰撞检测，从而实现对群塔机作业的安全管理，对比传统方法更加简单安全，并且可以保障结果的准确性。
1.案例工程分析
本次案例工程设为某市的商业广场，该项目位于该市市中心地带，临近当地体育场，总占地面积约为64000m 2，其中包括地下建筑3层，地面建筑8层，建筑实际高度为65m，工程总建筑面积约为372000 m 2，建成后是现阶段该地区最大的商业建筑，内部设有购物中心、餐饮区以及娱乐休闲场所。该工程主要应用现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构，其建筑顶部设置为桁架屋顶。地下建筑结构设置为矩形，东西方向长度约为350m，南北方向长度约为200 m，同时嵌固于该建筑的L1层，基础部分通过抗浮锚杆实现承载。地上结构中每层建筑面积平均为3.5万m 2，主要采用钢筋以及混凝土框架结构，合计用钢量为2.4万 吨。本工程涉及多家参加单位，主要包括：建设单位、结构顾问、机电工程师、工料测量师、交通顾问、景观设计顾问、幕墙设计顾问以及监理单位、施工总包单位等。
2.群塔机工程概述
结合本次案例工程地上结构的设计情况进行分析，该项目工程中多采用大型钢构件设计，在对总平面施工作业进行具体布置规划时，确定采取“大型塔吊覆盖地上全部主体区域、小型塔吊穿插建筑盲区和其他室外结构”的设计思路对塔吊进行科学的部署，根据建设原则，每4000m 2区域内设置一台塔吊，共此项目工程中共设置12台塔吊，其中包含6台大型塔吊，其余均为中小型塔吊。为了确保群塔机在进行平面作业时具有较强的机动性同时可以灵活的完成各项操作，在大型塔吊中设置3台动臂式塔吊，平臂式和塔帽式塔吊分别设置2台和1台，和 2 台平臂塔吊，现场具体布置情况如图1所示。
图1 群塔机工程平面布置图
3.BIM技术在群塔机作业中的应用分析
3.1现实可行性
群塔是大型建筑工程项目进行施工过程中重要的生产工具，同时也是和项目工程具体施工进度进行有效协调的机械群，其中除了包含群塔内不同塔吊之间的作业路径和具体的空间站位之间的相互协调，还需要对塔吊拆卸安装和使用期间和建筑工程之间的动态协调，正是受到这些动态性不确定因素的影响，使得群塔机安全管理工作成为了整个施工作业期间多维动态的综合管理过程。为了保障群塔机安全管理工作可以满足全方位、高效、安全、可控等要求，需要对群塔机作业的整个操作过程进行科学的模拟预控。
在现阶段，BIM技术得到了大范围的推广和应用，尤其在建筑工程项目的施工模拟和机电管线碰撞检测中发挥着非常重要的作用。通过BIM技术可以使平面图形呈现为动态、立体的形式，无论是在空间或是时间上的有效应用都存在着较大的进步空间和潜力，这是其他技术所不能比拟的。也正是因为BIM技术在实际应用中具备特有的优越性，使得群塔机安全管理过程中存在的技术难关被成果攻克。出于此类问题考虑，本次工程中首先在群塔机安全管理工作中应用BIM技术，同时在作业过程中开展对接模拟安全管理的有效尝试。
3.2策划应用
根据本次案例工程中群塔机作业的实际情况，安排专业塔吊操作人员以及现场管理人员，对本次工程顺利实施提供人力资源支持。另外，针对不同施工阶段中对于塔吊的具体安排和规划需要进行全面的分析和总体探讨。对本次案例工程中关于群塔机安全管理工作的重点、难点问题进行认真分析，同时从以下方面着手：
第一点，需要对施工流水段进行科学的规划，对塔吊的实际分配情况进行合理的部署，通过BIM技术结合施工作业平面的流水段，设置不同楼层的结构模型，从而形成目标区域层间和平面之间的模块，同时对流水区域的各项参数、指标进行准确的分析评价。然后，将每个流水段内设置的竖向工程量指标进行有效的提取，结合工程规划中设置的施工强度，按照不同构件类别来确定具体的材料吊次，以此来对塔吊规格、型号和需要应用的数量进行准确的衡量。
第二点，对塔吊平面的具体站位做出准确的调整。先对总体顶升顺序进行拟订，然后确定塔吊的平面站位，在作出决策后需要进行较长一段时间的定点操作。因此，应该利用BIM技术对塔吊运行期间内项目工程施工建设的不同节点状态进行科学的模拟，然后再对塔吊的实际平面站位进行合理的调整，防止在中后期进行其他施工作业时和吊站位出现矛盾冲突等问题。除此之外，还需要结合高低位塔吊的具体规划以及平面流水段的实际顺序进行分析规划，从而科学的制定群塔顶升的操作顺序，防止出现塔吊相互牵制的问题。
第三点，对施工动态管理工作进行模拟。提前发现碰撞冲突是有效管理现场施工作业的重要内容之一，其本质就是项目工程的动态建设过程，除了不同的区域位置工程建设会发生变化，在其涉及范围内的一系列构造措施也会对周围区域的空间环境产生一定的影响作用。因此，在工程施工后期进行群塔机作业时，如果空间环境错落不齐将会对塔吊作业产生严重的不良影响，并导致一系列的碰撞问题。但是群塔顶升又必须要确保整体规划的统一协调，因此本次案例工程利用BIM 技术对流水操作和群塔提升之间的平衡时间点进行科学有效的分析，希望可以避免问题的发生。
第四点，需要做好施工反馈工作，在进行群塔作业的钢结构吊装时需要仔细做好安装记录，保证BIM建筑模型可以实现对相关信息数据的有效记录，便于项目工程在进行后期结算和信息数据统计分析时，为其提供准确的数据支持。同时还需要将每日钢构件吊装的具体操作过程和现场实际情况，准确的记录在建筑信息模型当中。需要注意，要将钢构件吊装的具体日期、相关责任人、编号、吊装塔吊等相关信息数据全部设置在BIM模型中。这样不仅可以对施工信息进行良好的反馈，还可以对工程信息进行记录取证等。
取证等。
第五点，策划相应的辅助方案。为了确保群塔机动态管理工作的有效实施，需要应用 BIM技术对群塔机的实际部署情况进行预先模拟，这样可以直接的呈现出塔吊吊装的实际操作能力和应用范围。如果施工作业涉及到垂直运输，特别是针对一些大型钢构件吊装作业，必须要先模拟出塔吊的作业盲区以及操作过程中的覆盖半径等相关参数，这样可以对方案的编制起到有效的指导。另外，通过BIM技术还可以对群塔拆装的整个过程进行全面的模拟，便于技术人员及时的找出本次案例工程中的技术重难点。
4. BIM技术群塔机作业安全管理的实施要点
4.1收集相关数据，科学建立框架
在建筑工程进行施工建设中通过BIM技术，可以对施工现场进行全面的考察和准确的勘测，同时采集到施工作业需要应用的相关信息数据，建立BIM技术框架，可以实现信息数据的交互，同时成功的导入和输出IFC文件。而应用BIM技术的相关软件，如：AutoCAD等，可以建立BIM模型。除此之外，还可以通过数据库对建筑工程中的信息数据做出准确的分析、处理和验算等，从而建立起子信息模型。总而言之。创建BIM技术框架，可以对建筑工程的施工项目进行科学有效的动态管理。
4.2合理调整结构，实现各项功能
BIM管理系统分为项目管理和软件工程管理，二者通过数据管理和具体的模型参数实现有效连接。在建筑工程中应用BIM术的相关软件AutoCAD，可以作为开发平台对CIF软件进行定义，同时对施工作业涉及到的技术资料进行分析和编辑，从而科学的利用BIM管理系统的各项功能。
4.3加强数据分析，创建动态系统
在施工作业期间应用BIM技术，能够将编辑器以及工序模板进行有机结合，从而建立起项目工程施工进度的管理系统，通过立体模型呈现出具体施工进度，便于对预期施工进度和实际进度进行比对分析，从而对施工作业进行准确的指导。通过对BIM管理系统的有效应用，能够对施工资源进行科学有效的管理，以便于准确的分析计算出具体工程量和施工节点，对人力资源和物理资源的应用情况进行查询和准确的统计分析。管理系统的建立还可以存储工程质检的相关信息数据，便于对施工现场进行科学的指导。
4.4创建分析系统，防止碰撞冲突
在施工作业开始之前，需要通过BIM技术软件对施工作业的全过程进行仿真模拟，加强对注意事项的了解把握。通过系统软件可以对整个施工过程实现正序、倒序的模拟，从而对施工期间的各项功能安全以及冲突问题做出准确的分析，对施工作业加以指导。如果在进行施工作业期间需要改变原来的建筑结构，则需要对其各项安全性能进行全面的评估以及动力学的精准计算，保证施工作业可以顺利进行。另外，还应该计算分析出施工现场需要应用的设备和相关材料，防止出现碰撞冲突。
4.5对应用程序进行细化
为了保证BIM技术可以达到良好的模拟效果，需要对现场信息数据进行离散化分析，从而对施工进度进行合理的掌控，并实现对人力物力资源的优化。通过验算模拟，各项施工工序也可以得到进一步的优化。将BIM技术系统框架和各项功能结构相结合，可以对软件及硬件系统进行有效协调，保证管理工作的顺利落实。
结束语：
综上所述，根据本次案例工程中对于BIM技术在群塔机作业安全管理中的应用分析，可以将信息化技术有效的应用于群塔机作业等此类动态性且情况复杂的管理领域当中，可以为同类项目工程提供一定的借鉴意义和策划指导。现阶段，BIM技术已经在群塔机作业中取得了较为广泛的应用，未来应该在现有技术和操作经验的基础上，不断提高对BIM技术应用的深度和广度，从而为建筑工程提供更加优质高效的服务。
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论文作者:朱容海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
标签：作业论文; 塔吊论文; 技术论文; 工程论文; 塔机论文; 建筑论文; 动态论文; 《基层建设》2019年第1期论文;