[发明专利]基于BIM的吊装仿真施工方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于BIM的吊装仿真施工方法，包括：对汽车起重机，吊装物和场景构件进行建模，确定汽车起重机站位区域，并找出多个汽车起重机最佳站位；对吊装物的起始位置到目的位置进行路径规划，每条路径图对应一种或多种操作步骤；模拟汽车起重机吊装过程，在汽车起重机进行起升、回转、变幅、伸缩动作时，检测汽车起重机的吊臂和吊装物是否与场景结构发生碰撞，同时计算汽车起重机支腿对地的压力和吊臂所承受的力大小，并判断是否满足安全需求。该方法能够准确地模拟汽车起重机吊装过程，获得最佳吊装路径，且能够避免碰撞，并保证支腿对地的压力以及吊臂所承受的力都在安全范围内。本发明还提供了一种基于BIM的吊装仿真施工系统。

技术领域

本发明涉及吊装领域。更具体地说，本发明涉及一种基于BIM的吊装仿真施工方法及其系统。

背景技术

吊装作业一直是工程施工建设过程中不可或缺的一个环节。在国家大力推动建筑工业化以及国内各类工程建设向着大型化，复杂化的趋势发展这种背景之下，巨大的市场需求给吊装行业的发展带来了新的推动力，因此对于起重机的需求量也越来越大。汽车起重化巧借其机动性好，转移迅速等优点.在移动式起重机的市场需求中占据主导性地位，约75％以上。被广泛的运用到快速发展的城市工程建设、桥梁建设、核电、风电、石油化工等行业的建设项目中。目前，传统的吊装方案制定主要是以人工方式为主。吊装方案制定人员先到吊装现场考察，并研究分析吊装作业环境，根据考察到的工作需求进行计算、校核，然后调查可用的汽车起重机资源，查阅汽车起重机起重性能数据表，确定可以完成吊装任务作业的汽车起重机及其吊装过程的工作参数，最后编写出吊装方案。由于各种型号的汽车起重机的起重性能数据表的数据量非常大，因此，手工进行计算校核和选择满足工况要求的汽车起重机的工作就非常繁琐、低效，难以高效、经济地适应工作需求；并且在吊装方案确定后无法立刻验证吊装方案实施的效果，方案的可行性和合理性无法在实际操作之前得到可靠的验证。建筑信息模型(Building Information Modeling，又称建筑信息模拟)，简称BIM，是由充足信息构成以支持新产品开发管理，并可由计算机应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型应用。BIM的可视化、模拟化能在很大程度上避免在施工过程中因上述问题带来的损失。如何将BIM与吊装技术进行有效的结合需要大量的研究，是目前研究人员的重要研究对象。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于BIM的吊装仿真施工方法，该方法能够准确地模拟汽车起重机吊装过程，获得最佳的吊装路径，且能够避免碰撞，并保证支腿对地的压力以及吊臂所承受的力都在安全范围内。

本发明还有一个目的是基于BIM的吊装仿真施工系统，能够保证吊装仿真施工方法的实现，提高吊装仿真的效率。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于BIM的吊装仿真施工方法，包括：

对施工过程中的汽车起重机，吊装物和场景构件进行建模，标记汽车起重机活动的区域，并确定汽车起重机站位区域；

通过移动汽车起重机站位和调整汽车起重机吊臂幅度，找出多个汽车起重机最佳站位；

对吊装物的起始位置到目的位置进行路径规划，得到N条路径图，每条路径图对应一种或多种操作步骤，N＝1；

根据获得的操作步骤模拟汽车起重机吊装过程，在汽车起重机进行起升、回转、变幅、伸缩动作时，检测汽车起重机的吊臂和吊装物是否与场景结构发生碰撞，同时计算汽车起重机支腿对地的压力和吊臂所承受的力大小，并判断是否满足安全需求；

若发生碰撞，则调整路径图对应的操作步骤，若还无法避免碰撞，则更换路径图，重新模拟；

若未发生碰撞且汽车起重机支腿对地的压力和吊臂所承受的力大小满足安全需求，则对路径图及其对应的操作步骤进行记录，以便于指导实际施工。