基于BIM技术和环轨智能化吊装的单元式幕墙施工技术_吴旭.pdf

江苏建筑2022年第6期（总第225期）0引言随着建筑技术的发展，建筑幕墙呈现出造型现代化、形式多元化、生产工业化的特点，其中的单元式幕墙也因其单元化设计、生产、施工，标准化程度高，施工效率高等优势被广泛应用于高层、超高层建筑。传统的幕墙吊装多采用塔吊、活动小吊车、卷扬机与定滑轮等设备进行，存在着精度不高、效率低、工期长、设备架设所需场地较大、设备需频繁移动等问题。同时，针对大体量单元式幕墙的吊装，简单的平面和立面运输路线的设计已无法满足日益复杂且施工多变的幕墙系统，因此项目采用基于BIM技术和环轨智能化吊装的单元式幕墙施工技术进行办公楼栋的幕墙工程施工。1工程概况南京NO.2017G31项目为商业加公寓项目，总建筑面积约为40.24万m2，其中地上建筑面积约为26.27万m2，地下建筑面积约为13.97万m2，共16栋单体和一个两层整体地下车库，其中包括的4个高层办公楼栋，建筑高度为97.85 m，外立面均采用单元式幕墙，合计8 580个单元板块，板块数量较多，吊装工程量较大。鉴于上述实际情况,项目采用了基于BIM技术和环轨智能化吊装的单元式幕墙施工技术，解决了现场施工场地有限、垂直运输机械布置困难以及材料二次搬运量较大的问题，也更基于 BIM 技术和环轨智能化吊装的单元式幕墙施工技术吴旭1，李玄叶1，刘四海1，张福英2，朱景1（1中国建筑第二工程局有限公司，江苏南京210000；2中建二局装饰工程有限公司，江苏南京210000）摘要文章主要从基于BIM技术的环轨安装、吊装以及施工要点方面介绍了基于BIM技术和环轨智能化吊装的单元式幕墙施工技术。此技术不仅在缩短工期、提高工程质量以及降低安全隐患等方面具有显著效果，更是有利于单元式幕墙的推广和对建筑垃圾的控制。关键词BIM技术；单元式幕墙；环轨智能化吊装中图分类号 TU767.5文献标志码 A文章编号1005-6270（2022）06-0092-04Construction Technology of Unit Curtain Wall Based on BIM Technology and IntelligentHoisting of Ring RailWU Xu1LI Xuan-ye1LIU Si-hai1ZHANG Fu-ying2ZHU Jing1（1.China Construction Second Engineering Bureau Co.,Ltd,Nanjing Jiangsu 210000 China；2.China Construction Second Engineering Bureau Decoration Engineering Co.,Ltd,Nanjing Jiangsu 210000 China）Abstract：This paper mainly introduces the construction technology of unit curtain wall based on BIMtechnology and intelligent hoisting of ring rail from the aspects of installation,hoisting and construction pointsof ring rail based on BIM technology.This technology not only has remarkable effects in shortening theconstruction period,improving the engineering quality and reducing potential safety hazards,but also isbeneficial to the promotion of unit curtain wall and the control of construction waste.Key words：BIM technology；unitary curtain wall；intelligent hoisting of ring rail收稿日期2022-07-09作者简介吴旭，男（1990-），中国建筑第二工程局有限公司江苏分公司，助理工程师，主要从事建筑技术管理工作。92江苏建筑2022年第6期（总第225期）好地解决了单元式幕墙板块在建筑物外立面的竖向和水平运输问题，同时通过采用先进的BIM技术及智能化、可视化设备，实现了对现场施工过程的安全、质量等因素的控制。2工艺原理基于BIM技术，对单位工程的幕墙系统进行单元式幕墙板块位置、尺寸及不同部位吊装工程量的确认，并对整个幕墙系统吊装路线进行规划设计，动画模拟单元式幕墙基于环轨智能化吊装技术施工的整个流程，对施工过程进行整体把控。吊装时，采用智能化及可视化吊具将单元板块提升至待安装楼层，再转由轨道梁上的电葫芦进行水平方向的移动，直至运到待安装位置，过程中可以实时监测钢丝绳拉力、吊装高度、风力以及是否偏离预计吊装路线等。3基于BIM技术的智能化环轨安装施工工艺流程整体施工图确认BIM建模碰撞检测深化设计完成预埋件放置加工轨道支架材料安装焊接工字钢、钢通及钢丝绳轨道测量调整满焊行走葫芦安装行走葫芦调试轨道验收使用智能化设备应用吊装轨道拆除。（1）图纸确认：了解掌握建筑结构与幕墙设计图；（2）BIM建模：基于BIM技术，针对幕墙图纸及结构图纸进行矛盾点分析，及时发现并解决，同时明确现场单元式板块位置、尺寸及不同部位吊运工程量等；（3）碰撞检测：采用BIM技术对单元式幕墙板块吊装路线进行设计并动画模拟，检测吊装路线是否符合现场实际情况，是否具备现场施工的可行性；（4）深化设计完成：渲染和模拟整体的成型效果，形成实施方案，指导现场施工；（5）预埋件放置：根据主体结构施工进度及轨道设计图纸要求，对预埋件位置进行定位放线，并在主体结构进行钢筋绑扎及模板安装时及时放置埋件；（6）加工轨道支架材料：根据设计需求，按图加工相关工字钢及钢通材料，并在焊接前完成防锈漆等工作；（7）安装焊接工字钢、钢通及钢丝绳：按图纸要求完成轨道骨架安装焊接工作、钢丝绳拉结工作等；（8）轨道测量：使用相关测量仪器测量轨道的水平及直线度，确保轨道可以正常运转使用；（9）调整：对于测量发现的相关尺寸偏差进行调整校核；（10）满焊：完成以上工作后进行轨道骨架满焊工作，并对该过程进行质量控制；（11）行走葫芦安装：安装运行使用的行走葫芦；（12）行走葫芦调试：对安装完成的行走葫芦进行调试，确保其可以稳定安全运转；（13）轨道验收使用：对已完成测试的轨道装备进行监理及总包的相关验收；（14）智能化设备应用吊装：通过智能可视化吊具进行现场单元板块吊装施工，过程中监测是否偏离预计吊装路线，吊装设备是否正常运行等；（15）轨道的拆除：轨道使用完成后按安全规范进行拆除。幕墙安装过程节点BIM模拟图见图1。4环轨吊装施工工艺流程吊装准备智能吊具安装起吊水平吊运安装调整。（1）吊装准备：吊运组根据吊运计划对将要吊运的单元板块做最后检验，确保无质量、安全隐患后，分组码放，准备吊运，检查吊运设备，确保安全；（2）智能吊具安装：将钢丝索及固定支件与单元体连接，板块的下端采用套环与导向风绳可靠连接，吊装前需检查吊装件是否安装牢固；（3）起吊：启动智能化吊具，使单元板块随钢丝绳缓缓提升，通过可视化吊钩分析物体状态，智能化控制提升速度和重量，防止单元板块与结构发生碰撞，造成表面的损坏；（4）水平吊运：通过环轨电动葫芦将单元板块水平吊运至待安装位置，采用可视化设备智能化监图1幕墙安装过程节点BIM模拟图93江苏建筑2022年第6期（总第225期）测是否偏离预设吊装路线；（5）安装：通过智能吊具将单元板块吊运至安装位置，安装层的信号工指挥操作人员将吊具停止下落，配合安装工人调整位置进行安装；（6）调整：到位后对板块进行调整到位。控制板块的插接量、直线度、平面度及密封条变形挤压量。吊装示意图见图2，安装流程见图3。5施工要点5.1施工质量控制要点（1）施工测量是整个幕墙施工的基础工作，直接影响着幕墙的安装质量。因此幕墙施工先要精确测量主体建筑物外轮廓线，然后根据测量结果调整幕墙施工图，如影响不大可对土建结构进行调整，并经设计师确认。测量工作不仅涉及到建筑物外轮廓线，还要对于土建结构轴线、水平线、层标高线以及幕墙定位线等进行测量复核；（2）每一层楼土建梁柱钢筋绑扎完毕后，按照预埋件点位布置图及标高尺寸，根据土建梁柱尺寸控制线，在钢筋上视具体情况用红笔划出预埋件埋设控制线，见图4。（3）预埋件在埋设过程中，要以多轴线进行埋设，相对来说轴线之间的精确度足以满足埋件的几何尺寸，若以单轴线定位，丈量过程中尺寸误差会积累，造成埋件的偏位，相对轴线偏差应小于20 mm（见图5）。（4）在土建队伍支设侧模或穿筋时容易造成偏位，有的预埋件甚至有锚筋被打弯、烧断等现象发生，所以在浇混凝土前1 h2 h还要进行一次现场复核，及时修正固定偏移埋件，更换损坏埋件；（5）加工轨道支架材料时，应提前对加工材料进行检查验收，并对图纸进行详细的技术交底；（6）对环轨进行焊接时，应在安装前检查其焊接方式及焊接质量，避免产生安全隐患；（7）环形轨道安装完成后，需进行试运行，试运载荷应大于实际吊装载荷的1.5倍；（8）试吊检测中要检查整个运行过程是否正常，起吊后离地100 mm保持静止状态，对环形轨道各零部件进行检查，如发现问题必须及时整改；（9）开动前先用手搬动机器空转一圈，确认各零部件及制动器无误后方可开动，使用过程中如发生设备报警，需立即停止检查，检查无误后方可再次开动。5.2施工安全控制要点（1）作业班组严格执行“上岗交底、上岗检查、上岗记录”的三上岗制度；（2）焊、割作业严格执行动用明火审批制度，做图2基于智能化及可视化设备的吊装示意图图3BIM模拟基于环轨智能化吊装的单元板块安装流程图4预埋件埋设控制线示意图图5多轴线控制预埋件位置示意图94江苏建筑2022年第6期（总第225期）工有利。（6）相较于传统卷材铺贴，高分子预铺卷材工艺流程较少，无需保护层，可提高防水施工效率，施工仅需注意钢筋施工时对卷材的破环，注意成品保护。6结语文章详细介绍了HDPE高分子反应型卷材预铺反粘技术应用的完整流程，预铺反粘做法施工更为高效、便捷、安全，与基层空铺施工，无需附加层，完全冷作业施工，节省超过1/3的施工时间。在加快施工进度的同时，提高了地下室结构防水的质量，表面反应层与现浇混凝土永久结合，防窜水性好。经过预铺反粘做法与传统SBS卷材防水成本对比分析，本技术起到了简化工序、降低造价的效果，可在同类项目中推广应用。参考文献1郭勇.预铺反粘高分子自粘胶膜(HDPE)防水卷材应用J.陕西建筑，2021（06）:36-38.2陈春荣，胡清华，宋海波.预铺反粘式防水系统在仪征城际空间站底板防水中的应用J.中国建筑防水，2021(07):34-37.3袁新杰，王洪涛.HDPE预铺反粘创新技术在地下防水工程中的应用J.工程质量，2021，39（04）:74-78.4杨德亮，王超，杨海强.地下车库高分子自粘胶膜防水卷材预铺反粘施工J.中国建筑防水，2019（05）:31-33.5杨庆恒，濮士坤，蒋美蓉，段建立.地下工程底板外防水施工组织与管理J.江苏建筑，2010（05）：47-48+70.到“二证、一机、一监护”，即：焊工操作证、动火许可证、灭火器到位、监护人落实；（3）现场应设置足够的灭火器、水桶等消防设备；（4）高处作业人员应有工具袋，将零件、螺栓及螺母等随手放入工具袋，严禁向下抛掷物品；（5）制定安全生产应急措施和程序，保证一旦出现任何安全事故，能立即保护好现场，抢救任何伤员，保证施工生产的正常进行，防止损失扩大。同时应立即向甲方和监理工程师及有关政府管理机构报告；（6）环形轨道的日常使用过程中，要注意进行检查维护，做好相应记录；（7）起吊时运行区域下方禁止进人，并应做好防护标识，设有专人看护。在无任何安全隐患后方可进行正式吊运。6结语应用过程中不难发现：（1）基于BIM技术，动画模拟施工过程中遇到的拼装、交叉、覆盖等可能性工况，提前避免了施工中造成的拆改、停滞等情况，使得整个项目的施工效率、工期进度、成品质量和施工一次成型率都有显著提高，具有较好的经济效益；（2）环轨智能化吊运方式相比于传统吊运方式，虽然增加了环轨安拆费用，但针对吊运工程量较大、场地狭小的工程，则大大节省了二次搬运人工费以及垂直吊运设备租赁费，提高工作效率的同时带来了较好的经济效益，因此对于吊运工程量较大的幕墙工程，环轨智能化吊装方式的推广应用更具有现实意义；（3）每个吊装班组平均每天可吊装15个单元板块，不计算多点同时施工的情况下，单个办公楼栋2 145个单元板块全部吊装完成仅需143 d，可大大缩短工期，加快项目的投产使用；（4）单元板块运输到现场后，由专业安装队伍严格遵循流程进行吊装，大大提高了工程质量，并降低了安全隐患。综上所述，基于BIM技术和环轨智能化吊装的单元式幕墙施工技术不仅在缩短工期、减少损耗、增加资源利用率等方面有着显著效果，对于单元式幕墙的推广应用也具有促进作用。参考文献1东蔡豪.单元式玻璃幕墙轨道式安装关键技术J.建筑技术开发，2021，48（19）：40-41.2吴永安.高层建筑单元式幕墙吊装施工技术探讨J.福建建材，2013（08）：89-91.3郭潮凯.高层建筑单元式幕墙施工技术探讨J.建材与装饰，2016（17）：49-50.（上接第86页）95