大型汽車吊吊裝仿真技術(shù)研究.pdf

1、一直以來，吊裝作業(yè)都是工程建設(shè)中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在國家大力推動(dòng)建筑工業(yè)化以及國內(nèi)各類工程建設(shè)向著大型化、復(fù)雜化的趨勢(shì)發(fā)展這種背景之下，巨大的市場需求給吊裝行業(yè)的發(fā)展帶來了新的推動(dòng)力，同時(shí)也提出了更高的要求。為確保吊裝作業(yè)的順利完成，就需要制定一個(gè)安全可行的吊裝方案對(duì)吊裝過程加以指導(dǎo)。當(dāng)前，以人工方式為主的吊裝方案制定方式在面對(duì)愈發(fā)大型、復(fù)雜的工程應(yīng)用時(shí)顯得繁瑣而低效，其安全可行性已無法得到保證。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展為各行各

2、業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新提供了更多的可能。吊裝仿真技術(shù)這是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，并成為吊裝行業(yè)發(fā)展未來的方向。
　　本文以在移動(dòng)式起重機(jī)的市場需求中占據(jù)主導(dǎo)性地位的汽車起重機(jī)為研究對(duì)象，通過與BIM技術(shù)理論相結(jié)合，建立一套虛擬吊裝仿真方法對(duì)大型汽車吊裝仿真技術(shù)展開研究。采用了較豐富的圖形手段來模擬吊裝過程，模擬真實(shí)吊裝過程中起重機(jī)的受力狀態(tài)，各類吊裝元素之間的碰撞或干涉，實(shí)現(xiàn)吊裝方案演示及評(píng)估。本文的主要研究工作和研究成果如下:
　　

3、對(duì)吊裝仿真理論進(jìn)行研究，總結(jié)出當(dāng)前吊裝仿真技術(shù)所面臨的吊裝仿真系統(tǒng)功能單一、模型建立耗時(shí)過長且不具備通用性、仿真過程僅對(duì)過程進(jìn)行動(dòng)畫演示，不具備交互性無法進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)模擬等問題。為更好的實(shí)現(xiàn)虛擬吊裝仿真，將其與BIM技術(shù)相結(jié)合。BIM模型創(chuàng)建過程伴隨著大量的工程信息的創(chuàng)建，為吊裝仿真系統(tǒng)中各項(xiàng)功能模塊的實(shí)現(xiàn)提供了便利。通過對(duì)當(dāng)前常用的BIM軟件進(jìn)行分析選擇，為建立虛擬吊裝仿真系統(tǒng)提供理論指導(dǎo)。
　　研究了汽車起重機(jī)安全吊裝技

4、術(shù)，包括對(duì)汽車起重機(jī)安全站位區(qū)域的分析以及針對(duì)大型汽車吊可能產(chǎn)生的對(duì)地壓力的問題，對(duì)其支腿壓力進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算以力矩分配法為原則，形成了一套完整的“四點(diǎn)支撐——三點(diǎn)支撐”計(jì)算方法。為吊裝仿真系統(tǒng)中力學(xué)仿真模塊提供了理論基礎(chǔ)。
　　為解決當(dāng)前吊裝仿真技術(shù)在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的模型建立費(fèi)時(shí)，且不便于重復(fù)使用的問題，對(duì)參數(shù)化建模方法進(jìn)行了研究。利用BIM系列建模軟件Revit中獨(dú)有的“族”概念，對(duì)汽車起重機(jī)模型實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建立，便于修改關(guān)鍵參數(shù)

5、。同時(shí)提出了吊裝仿真中構(gòu)件模型庫、場景環(huán)境資源模型庫的方法。所建立模型不再是由點(diǎn)、線、面組成的外形，而是包含豐富參數(shù)信息的實(shí)體。
　　建立了基于Navisworks的虛擬吊裝仿真系統(tǒng)，利用EXCEL-VBA語言，在EXCEL平臺(tái)上設(shè)計(jì)了汽車起重機(jī)支腿受力計(jì)算程序，并將其作為力學(xué)仿真模塊插入系統(tǒng)之中;利用Clash Detective、Animator、Scripter工具，實(shí)現(xiàn)了空間幾何仿真模塊功能，能夠?qū)ζ嚻鹬貦C(jī)在無載的行進(jìn)過

6、程，及帶載的工作路徑進(jìn)行碰撞檢測(cè)。
　　以寧天城際軌道交通一期工程TA01標(biāo)段門式起重機(jī)的吊裝安裝為工程背景，應(yīng)用論文所述的吊裝仿真方法進(jìn)行工程應(yīng)用研究。對(duì)門式起重機(jī)主要組件地梁臺(tái)車、支腿、主梁、小車的吊裝過程進(jìn)行仿真。針對(duì)主梁吊裝過程中可能發(fā)生的碰撞進(jìn)行了檢測(cè)并修正，得出了安全的起重機(jī)工作路徑;對(duì)組件中質(zhì)量最大的小車的吊裝過程進(jìn)行了全程的支腿受力計(jì)算，確保了吊裝方案的安全可行性。
　　最后，對(duì)本文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，指出