福建大东海高炉2×1260立方米高炉工程,框架系统高100米,由钢柱与15层平台共同组成。该项目在框架平台施工方面进行了优化。优化思路为由过去单体吊装框架柱、梁、平台板、钢梯等构件的方法,优化为“框架平台整体模块化吊装”,即利用BIM技术,对框架系统进行模块划分,然后在地面将多层平台按照顺序进行逐一拼装,拼装范围包括每层的框架柱、梁、钢梯、栏杆等,拼装完成后即可进行整体吊装。通过地面拼装节约了高空安装时间,降低了高空作业风险,加快了施工速度,有效解决了制约高炉施工进度的难题。

福建大东海框架系统由钢柱与15层平台共同组成,其中13层平台采用模块化吊装。高炉的施工特点为安装高度高,焊接量大,均为高空作业;各种平台、设备多、管道复杂,有限空间内专业交叉最为繁琐。受以上特点影响,框架平台安装一直是制约高炉施工进度的一个重要因素。经研究发现,采用高炉平台模块化安装可加快高炉平台的施工进度,且避开多专业交叉施工,能够有效提高高炉工程施工的安全与质量。

福建大东海项目部利用BIM技术,在2#高炉施工过程中进行方案优化,框架平台安装中采用“平台模块化安装技术”。优化范围为除去风口平台、围管吊挂平台外的所有高炉框架与平台。在平台进行模块化整体吊装的思路下,需首先利用BIM技术将模型中框架柱进行分段,并应用软件对平台稳定性进行模拟计算,相应增加空中安装吊点;其次,优化传统散件安装方法中的螺栓节点,减少节点数量;最后,便可根据优化后的图纸在地面进行模块化拼装(首先在地面将柱、梁组装为整体框架,再依次对次梁、平台板、栏杆等进行拼装,最终成为一个整体吊装单元),拼装完成后即可进行整体吊装。

施工方法优化后,可将危险的高空散装作业,转换为地面作业,且由于在地面拼装时可多层平台同步进行,提高施工质量的同时,施工进度及作业人员的安全保障也大大提高。

本技术适用于高炉施工总承包类项目,可以减少成本,加快施工进度,在市场投标中增加竞争力。该技术研究的成功从一定程度上促进并带动了BIM仿真模拟技术的应用,提高了高炉钢结构的施工效率,起到降本增效的作用。

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