福建大東海高爐2×1260立方米高爐工程,框架系統高100米,由鋼柱與15層平臺共同組成。該項目在框架平臺施工方面進行了優化。優化思路為由過去單體吊裝框架柱、梁、平臺板、鋼梯等構件的方法,優化為“框架平臺整體模塊化吊裝”,即利用BIM技術,對框架系統進行模塊劃分,然后在地面將多層平臺按照順序進行逐一拼裝,拼裝范圍包括每層的框架柱、梁、鋼梯、欄桿等,拼裝完成后即可進行整體吊裝。通過地面拼裝節約了高空安裝時間,降低了高空作業風險,加快了施工速度,有效解決了制約高爐施工進度的難題。

福建大東海框架系統由鋼柱與15層平臺共同組成,其中13層平臺采用模塊化吊裝。高爐的施工特點為安裝高度高,焊接量大,均為高空作業;各種平臺、設備多、管道復雜,有限空間內專業交叉最為繁瑣。受以上特點影響,框架平臺安裝一直是制約高爐施工進度的一個重要因素。經研究發現,采用高爐平臺模塊化安裝可加快高爐平臺的施工進度,且避開多專業交叉施工,能夠有效提高高爐工程施工的安全與質量。

福建大東海項目部利用BIM技術,在2#高爐施工過程中進行方案優化,框架平臺安裝中采用“平臺模塊化安裝技術”。優化范圍為除去風口平臺、圍管吊掛平臺外的所有高爐框架與平臺。在平臺進行模塊化整體吊裝的思路下,需首先利用BIM技術將模型中框架柱進行分段,并應用軟件對平臺穩定性進行模擬計算,相應增加空中安裝吊點;其次,優化傳統散件安裝方法中的螺栓節點,減少節點數量;最后,便可根據優化后的圖紙在地面進行模塊化拼裝(首先在地面將柱、梁組裝為整體框架,再依次對次梁、平臺板、欄桿等進行拼裝,最終成為一個整體吊裝單元),拼裝完成后即可進行整體吊裝。

施工方法優化后,可將危險的高空散裝作業,轉換為地面作業,且由于在地面拼裝時可多層平臺同步進行,提高施工質量的同時,施工進度及作業人員的安全保障也大大提高。

本技術適用于高爐施工總承包類項目,可以減少成本,加快施工進度,在市場投標中增加競爭力。該技術研究的成功從一定程度上促進并帶動了BIM仿真模擬技術的應用,提高了高爐鋼結構的施工效率,起到降本增效的作用。

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