BIM装配式机房技术研究与应用.pdf

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1、广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 1 中建八局广西公司科学技术奖资料中建八局广西公司科学技术奖资料 装配式制冷机房研究与应用装配式制冷机房研究与应用 中国建筑第八工程局有限公司广西分公司 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 2 目录目录 1、综合报告、综合报告.4 1.1 立项背景立项背景.4 1.2 项目概况项目概况.4 1.2.1 1.2.1 工程概况工程概况.4 1.2.2 1.2.2 工程难点工程难点.4 1.2.3 1.2.3 工程特点工程特点.4 1.3 科学技术内容科学技术内容.5 1.4 主要技术创新点主要技术创新点.5 1.5

2、 与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较.6 1.6 成果构成成果构成.7 1.6.1 51.6.1 5 项关键技术项关键技术.7 1.6.2 1.6.2 专利成果专利成果.7 1.6.3 1.6.3 工法工法.7 1.6.4 1.6.4 论文论文.7 1.7 应用情况应用情况.8 1.8 经济效益、社会效益经济效益、社会效益.8 2、技术报告、技术报告.9 2.1 装配式制冷机房装配式制冷机房 BIM 应用技术应用技术.9 2.1.1 2.1.1 概况概况.9 2.1.2 2.1.2 工艺流程工艺流程.9 2.1.3 2.1.

3、3 操作要点操作要点.9 2.1.4 2.1.4 实施效果实施效果.15 2.2 机房管线及设备工厂化预制技术机房管线及设备工厂化预制技术.16 2.2.1 2.2.1 概况概况.16 2.2.2 2.2.2 工艺流程工艺流程.16 2.2.3 2.2.3 操作要点操作要点.17 2.2.4 2.2.4 实施效果实施效果.21 2.3 预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法.22 2.3.12.3.1 概况概况.22 2.3.22.3.2 工艺流程工艺流程.24 2.3.32.3.3 操作要点操作要点.24 2.3.42.3.4 实施效果实施效果.31 2.4 机房管

4、线及设备装配式施工技术机房管线及设备装配式施工技术.31 2.4.1 2.4.1 概况概况.31 2.4.2 2.4.2 工艺流程工艺流程.31 2.4.3 2.4.3 操作要点操作要点.31 2.4.4 2.4.4 实施效果实施效果.36 2.5 可组合拆卸式支架单元模块技术可组合拆卸式支架单元模块技术.36 2.5.1 2.5.1 概况概况.36 2.5.2 2.5.2 工艺流程工艺流程.37 2.5.3 2.5.3 操作要点操作要点.37 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 3 2.5.4 2.5.4 实施效果实施效果.38 3、附件资料、附件资料.错误!未定义书

5、签。3.1 技术评价证明技术评价证明.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2 应用证明应用证明.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.3 查新报告、专利证书查新报告、专利证书.39 3.3.1 3.3.1 查新报告查新报告.39 3.3.2 3.3.2 专利受理通知书专利受理通知书.64 3.4 其它证明材料其它证明材料.68 3.4.1 3.4.1 工法获奖证明工法获奖证明.68 3.4.2 3.4.2 第三方评价第三方评价.68 3.5 3.5 有代表性的工程图片有代表性的工程图片.72 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 4 1、综合报告、综合报告 1.1 立项

6、背景立项背景 2015 年 11 月 14 日住建部出台建筑产业现代化发展纲要计划到 2020 年装配式建筑占新建建筑的比例 20%以上，到 2025 年装配式建筑占新建筑的比例 50%以上。为了响应国家装配式建筑号召，中国建筑第八工程局广西分公司组织广西国际壮医医院安装项目部进行装配式制冷机房实施，推动装配式建筑在广西区域内的实施。目前基于 BIM 技术的装配式建筑已经成熟，机电管线及设备工厂化预制技术已经完全具备实施条件。研究 BIM 技术在工程项目的应用，为后续相近工程的实施提供技术借鉴。1.2 项目概况项目概况 1.2.1 1.2.1 工程概况工程概况 广西国际壮医医院工程项目以壮瑶等

7、民族医药为特色，中医药为基础，现代诊疗技术为支撑，集医疗、预防、保健、康复、教学、制剂、民族医药文化传承和国际交流为一体的、壮族文化特色浓郁的综合性现代化国际医院。本项目位于广西南宁市平乐大道与庆歌路交汇处，建筑总面积 18.7575 万。机电安装工程涉及通风空调、给排水、电气、电梯、智能化及其相应的机房工程、医院专用系统等。制冷机房位于地下一层，机房面积约 570，配备 4 台制冷机组，15 台水泵，4 台板型换热器，2 台全程水处理器，以及 918 米管道。1.2.1.2.2 2 工程难点工程难点 1）工期紧：本工程为 EPC 项目，前期机电设计图纸不完善，设备材料招标较晚；过程中涉及的设

8、计变更多，申报手续繁杂。2）质量要求及安全文明施工管理要求高：项目为自治区成立 60 周年的重大公益工程，广西八大民生工程之一，质量目标为创国家优质工程，安全文明确保国家级 AAA 级文明工地，现场施工质量管理和安全文明施工要求高，把控难度较大。3）装配式机房要求高，管理经验欠缺：制冷机房采用新技术、新工艺的工厂预制化施工，从开始的图纸深化到后期的现场组装，要求非常高，必须采取切实可行的管理措施和技术方案来确保整个工程的顺利施工，确保完成工期、质量、安全、文明施工及环境保护等控制目标。1.2.1.2.3 3 工程特点工程特点 1）为全面落实国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见，响应国家

9、装广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 5 配式建筑号召，推广通用化、模块化、标准化设计方式，积极应用建筑信息模型技术，提高建筑领域各专业协同设计能力，随着 BIM 技术的不断成熟，决定在本项目使用机电管线及设备工厂化预制技术，全自主打造广西区内第一个装配式制冷机房试点。2）环比国内装配式制冷机房总冷量与建筑面积比均为 18kw/，但本项目的总冷量与机房面积比为 21kw/，项目机房设计结构为整体成“凸”字形，长 54.6m，最大宽度 15.4m，最小宽度 6m，高度 4.3m（去掉结构梁所占用高度）。中间有八根 1m1m 的构造柱，施工场地狭小，运输通道不便。因场地受限

10、，项目应用单元式水泵组模块安装，提高安装效率。3）根据项目实际情况，合理划分设备模块及管道分段，采用机电管线及设备工厂化预制技术，现场机械化装配安装。采用装配式施工具有明显的优势，节约工期，提高质量，安全环保，所有管道安装位置精确至毫米，排布整齐，精准美观。1.3 科学技术内容科学技术内容 本课题的主要技术难题是在场外高精度的进行机房单元模块的预制，预制完成后在狭窄的机房内进行机房单元模块的拼装，确保所有设备和管段按设计要求完成安装。由于机房狭小，直接采用泵组、冷水机组等设备形成大型模块，在机房内拼装较为困难。项目采用单元模块化设计及工厂化预制施工技术将管段形成管段模块，对管道进行分段加工，形

11、成管段模块后并运输至现场，采用单元水泵模块组直接运至现场就位安装，之后进行阀门组及剩余构件的安装。通过对机房内设备和管线的结构进行深入的了解和剖析，细化施工流程，总结施工过程中遇到的问题和困难的解决办法，最终克服装配式机房的施工技术难题，达到技术进步的目的。通过研究，形成的施工技术有：装配式制冷机房 BIM 应用技术、机房管线及设备工厂化预制技术、预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法、机房管线及设备装配式施工技术、可组合拆卸式支架单元模块技术。1.4 主要技术创新点主要技术创新点 1）装配式制冷机房 BIM 应用技术 应用 BIM 技术，根据收集的设备、材料信息，进行 1:1 全专业建模，在机房管

12、线综合排布后，通过模型模拟管段模块划分，确立工厂预制加工分段图，指导管道模块工厂加工。应用 VR 等信息化技术，通过进行施工模拟确定装配流程。2）机房管线及设备工厂化预制技术 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 6 应用数字化加工机械进行预制加工，机械坡口、自动焊接，并使用工厂内行车等物流系统对整个预制过程形成流水线作业，应用“轨道式可移动平台”进行管段组对焊接，“可调节式的法兰接口模块”辅助模拟设备接口组对，大幅提高管件及管道焊接成型质量及生产预制效率。3）预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法 通过预制平衡架吊具，利用平衡架吊装能保持被吊设备平衡、合理分配各吊点载荷的特点

13、，解决了制冷机组吊装过程受力不平衡和起吊空间要求高的难题。在下坡运输过程中采用卷扬机溜尾结合叉车抬升的运输方式，解决了制冷机组惯性大导致下坡运输不可控的问题，提高了制冷机组运输到制冷机房的施工效率。4）机房管线及设备装配式施工技术 根据本机房特点，采用水泵单元模块组轨道运输技术、管段模块整体抬升安装技术、组合装配式支架技术，应用搬运小坦克、叉车、电动吊装工具、电动扳手等机械化施工工具，解决了在狭长空间内大型制冷机房的快速装配的施工难题。5）可组合拆卸式支架单元模块技术 机房管线工厂预拼装，水泵底框支架和管段支架需拆卸运输至制冷机房现场再安装，采用组合式支架单元模块技术，将型钢和钢板的焊接改成用

14、螺栓连接，实现支架的组合式安装和拆卸，解决了机房内支架施工“零焊接”的问题。1.5 与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较 与目前国内其他装配式机房实施方式对比，本次装配式机房实施主要突出优势为，第一，整个设计实施过程均由我司自主完成，第二，环比国内装配式制冷机房总冷量与建筑面积比均为 18kw/，但本项目的总冷量与机房面积比为 21kw/，项目机房设计结构为整体成“凸”字形，长 54.6m，最大宽度 15.4m，最小宽度 6m，高度 4.3m（去掉结构梁所占用高度）。中间有八根 1m1m 的构造柱，施工场地狭小，运输通道不便，

15、不利于冷水机组等大型模块整体化运输。其中两项关键预制技术查新结果：1、轨道式可移动管道预制平台施工技术 未见广西区内有针对轨道式可移动管道预制平台施工技术研究的公开文献报道。2、可调节式法兰接口组对模块施工技术 未见国内有针对可调节式法兰接口组对模块施工技术研究的公开文献报道。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 7 1.6 成果成果构成构成 本成果包括关键创新技术 5 项，申报专利 4 项，已完成论文 2 篇待发表。1.6.1 1.6.1 5 5 项关键技术项关键技术 1）装配式制冷机房 BIM 应用技术 2）机房管线及设备工厂化预制技术 3）预制吊具辅助制冷机组吊装运

16、输方法 4）机房管线及设备装配式施工技术 5）可组合拆卸式支架单元模块技术 1.6.2 1.6.2 专利成果专利成果 正在申报专利 2 项。表 1.6 申请、获得专利情况 序号序号 专利专利名称名称 专利专利类型类型 受理受理/授权授权 备注备注 1 预制构件的模具 实用新型 授权 2 构件吊装系统 实用新型 授权 3 用于预制管道的可移动平台 实用新型 受理 4 一种用于装配式机房的可调式管件对接模块 实用新型 受理 1.6.3 1.6.3 工法工法 获得公司级工法 1 项，准备申报省部级工法 1 项。序号 名名 称称 获奖级别获奖级别 备注备注 1 机房管线及设备工厂化预制施工工法/编制完

17、成，正在申报 2 可移动管道预制平台加工技术施工工法/编制完成，正在申报 1.6.4 1.6.4 论文论文 撰写论文 2 篇，待发表。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 8 序号 名名 称称 奖励等级奖励等级 备注备注 1 广西国际壮医医院机房管线及设备工厂化预制施工施工技术/编制完成，待发表 2 广西国际壮医医院轨道式可移动管道预制平台加工技术/编制完成，待发表 1.7 应用情况应用情况 本工程于 2017 年 5 月开始讨论策划装配式机房实施，至 2017 年 9 月 11 日正式完成现场拼装，公司自主研制的装配式机房实施完成，成为广西区内首个装配式机房。整个装配过

18、程一次成型，过程无焊接，整体观感好，现场拼装过程仅用时 7 天，相对传统机房安装方式节约工期 73 天。1.8 经济效益、社会效益经济效益、社会效益 1）经济效益 采用采用机电管线及设备工厂化预制技术后，将制冷机房现场加工工作节点前移，节约现场安装工期 73 天，确保了施工进度，创造了工期效益。2）社会效益 广西区首个装配式制冷机房的实施成功，极大推进了国家装配式建筑在公司和广西区的应用，在广西区装配式建筑上起到先锋带头作用。组织了多次观摩会，得到监理、业主以及区内建筑业安装同行的高度评价，制冷机房安装质量一次成优，观感和成品均满足技术规范要求。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科

19、技进步成果 9 2、技术报告、技术报告 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房实施过程中使用了 5 项关键技术，包括：1）装配式制冷机房 BIM 应用技术 2）机房管线及设备工厂化预制技术 3）预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法 4）机房管线及设备装配式施工技术 5）可组合拆卸式支架单元模块技术 2.1 装配式制冷机房装配式制冷机房 BIM 应用技术应用技术 2.2.1 1.1.1 概况概况 按照传统施工技术，原设计机电管线图纸与施工现场实际管线布置偏差大，平面图纸问题不够直观，图纸会审效率不高，管线较复杂，各专业交错碰撞多，多专业的设计变更时常由于提醒不到位或不清晰明确导致影响工程施工，采用 BI

20、M（建筑信息模型）三维模拟软件可以有效解决这些问题。应用 VR 技术，确定出项目建设过程中需要注意的难点，易错点，根据规范要求结合实际提前整改出方案，为施工做好准备。2.2.1 1.2.2 工艺流工艺流程程 深化设计（系统优化）设备、阀门数据采集族库建立机房全专业模型建立指导工厂预制方案交底复核图纸会审管线综合 图图 2.2.1 1.1 1 制冷机房制冷机房 BIMBIM 应用流程图应用流程图 2.2.1 1.3.3 操作要点操作要点 1)深化设计（系统优化）深化设计第一步就是进行图纸会审，从系统入手优化机电各专业，提出修改建议，合理节省建造费用，节约后期运维费用，经过业主、设计、监理认可审批

21、，项目通过系统优化，改变冷热源方案，制冷机房的空间得到有效利用，系统管线也得到相应优化。第一步，结合现场机房情况及能耗分析，确定设备选型：广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 10 图图 2.2.1 1.2 2 制冷主机优化前后对照表制冷主机优化前后对照表 原有方案相比较节省空调冷热源系统造价约 20%，节约空调系统年运行费用约 16%，合理利用机房空间。2)设备、阀门数据采集 设计图纸确定后首先对制冷机房内的冷水机组、水+泵、板式换热器、全程水处理器、分集水器等设备以及各类阀门优先进行招标，确定好厂家后由厂家根据设计参数提供准确的设备以及阀门尺寸数据，要求到场设备与厂家

22、提供尺寸完全一致，在设备材料进场时严格做好尺寸复核工作。图图 2.2.1 1.3.3 冷水机组、水泵厂家尺寸图冷水机组、水泵厂家尺寸图 3)族库建立 在建模前期做好族库建立工作，根据厂家提供的设备，阀门尺寸用 revit 软件建立对应的族库，保证族库的设备、阀门与现场实际尺寸一致，减少最后装配的误差。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 11 图图 2.2.1 1.4 4 板式换热器、水泵、阀门自建族板式换热器、水泵、阀门自建族 4)机房三维模型建立及模块化设计(1)机房三维模型建立：本项目的三维模型用 Autodesk Revit 软件建立，根据设计图纸，对整个制冷机房

23、内的所有设备及其配件和所有附件均以 1:1 比例建模，链接的建筑和结构模型必须与现场复核且一致。图图 2.2.1 1.5 5 机房综合模型机房综合模型 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 12(2)模块化设计：方案名称 方案内容 图示 单元水泵模块组 根据水泵使用功能设计，水泵模块分为冷却水泵模块单元、冷冻水泵模块单元和热水泵模块单元，根据水泵的规格大小，相同水泵划分一个单元水泵模块组，单元水泵模块组包括水泵组支架、减震浮台、水泵组、水泵进出口管段和阀门以及水泵主管段的一部分。管段模块 为减少现场装配量，对整个管段系统划分多个管段模块，管段模块包括单一同种规格的相邻管段

24、以及同一系统的相邻管段。预留管段模块 管段在下料、加工过程中存在各类误差，误差的累积造成管段与设备接口存在偏差，设置预留管段模块把装配误差缩减到最小。阀门组合模块 在制冷主机的进出口管段上阀件集中排布，根据管段系统，划分为冷水机组冷冻水进口管段阀门组合模块、冷冻水出口管段阀门组合模块、冷却水进口管段阀门组合模块、冷却水出口管段阀门组合模块，阀门组合模块中包含蝶阀、电动蝶阀、Y 型过滤器和软接头。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 13 5)图纸会审 BIM 模型调整完成后，组织建设单位、设计单位和监理单位进行模型会审，对整个机电模型的布置情况逐一过审，发现设备，各专业管

25、线，阀门等布置中的冲突及缺陷，及时解决这些问题，合理布置各设备及管路，避免后期施工后的返工。模型会审合格后，根据模型导出各管段图纸，首先按照结构间距，机房现场基础，水泵设备模块组的分块将设备机组分为六大分段：图图 2.2.1 1.6 6 管段总分段图管段总分段图 其次，将大的分段按照管段，阀门组进行合理分段，分为 40 个小分段，并绘制详细的加工下料图，工厂根据分段图和下料图进行下料和预制。图图 2.2.1 1.7 7 管段管段 L3L3-7 7 分段加工下料图分段加工下料图 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 14 图图 2.2.1 1.3.3-6 6 水泵模型组三维

26、图水泵模型组三维图 图图 2.2.1 1.3.3-7 7 冷水机组模型组三维图冷水机组模型组三维图 6）方案交底复核 方案交底。将传统的利用文档及图纸的交底形式，转化为在 BIM 平台上，用三维辅以二维的形式进行交底，提高交底效率。通过交底，完成模拟到实施的过程。且制定了二维码实施方案，任一手机扫描 BIM 系统中生成的二维码，任一时间任一地点查看模型模型内部构造。无论是哪个专业，都能在手机端查看模型。7）指导工厂预制 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 15 在工厂每段工序施工前，我们对工人进行 BIM 三维模型的技术交底，从整个机房的构造、制冷系统的组成甚至到管件的

27、识别对工人进行一一交底，通过这种可视化的交底，让工人们迅速地形成一个机房形象，明确自己的工序位置，以及过程中要注意的质量问题，在预制过程中遇到技术瓶颈时通过 BIM 模型都能逐一解决。8）BIM+的研究与应用 项目使用 Unity 软件和 VR 设备对制冷机房进行 VR 浸入式体验，使图纸更直观。施工过程中工人容易对图纸理解不一致造成返工，为了解决这一问题，本项目将施工工艺三维模拟动画导入到 VR 资源中，在交底过程中通过 VR 设备给予现场施工人员最直接的三维演示，让现场施工人员真正理解项目管理人员意图，正确、高效的完成该阶段的施工任务，降低了施工成本，解决了安装施工中岁施工工序和操作工艺要

28、求高的问题，提高了机电安装的质量。同时，采用 3D 打印技术，将 BIM 技术与 3D 打印结合起来，将结构模型 revit文件经过其它软件的转换成 3D 打印支持的 STL 格式，修复破面后即可自动识别打印。3D打印比在软件上观看模型又更为直观，是实体结构的缩小版。同时还可以手动拼接，模拟不同结构的空间位置关系等。2.2.1 1.4.4 实施效果实施效果 采用 BIM（建筑信息模型）技术，根据设计图纸以及厂家提供的设备、阀门尺寸，以1:1 比例建立制冷机房的三维可视模型，并对机房内的管线进行管综排布及安装模拟。为在预制工厂预制机房管线做好所有数据、图纸准备，提高了预制加工准确度。图图 2.1

29、2.1.8.8 应用应用 VRVR 技术技术 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 16 图图 2.12.1.8.8 应用应用 ARAR 技术技术 图图 2.12.1.9 3D.9 3D 打印技术打印技术 2.2 机房管线及设备工厂化预制技术机房管线及设备工厂化预制技术 2.2.1 2.2.1 概况概况 应用数字化加工机械进行预制加工，机械坡口、自动焊接，使用工厂内行车等物流系统对整个预制过程形成流水线作业，应用“轨道式可移动平台”进行管段组对焊接，“可调节式的法兰接口模块”辅助模拟设备接口组对，大幅提高管件及管道焊接成型质量及生产预制效率。2.2.2 2.2.2 工艺流

30、程工艺流程 管段下料管对校对尺寸复核管段焊接管段拼接支架以及水泵底框制作水泵减震浮台制作水泵减震浮台以及水泵落位管段防腐预留段调整管段与设备连接管段抬升及支架就位 图图2.2.22.2.2-1 1 机房管线及设备工厂化预制施工工艺流程图机房管线及设备工厂化预制施工工艺流程图 广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 17 2.2.3 2.2.3 操作要点操作要点 1）管段下料 确定管段的规格尺寸、管段长度、相贯口位置及坡口等数据制作相贯线程序，用桥式起重机将对应管道起吊至数控相贯线等离子切割机上并进行固定，将相关管段的相贯线程序输入到等离子切割机控制屏上，测量管道长度，对管道

31、进行精确切割。注意事项：（1）对于有支管的管段，相贯口通过相贯线程序对管道进行圆弧切割，相贯口的直径设计比接管直径小 1cm，以便于支管接管的焊接。（2）在管段下料时提前确定管段切割口的坡口，避免后期人工打坡口，导致浪费人工以及焊接成型效果差。管道与管道、弯头、三通以及管帽直接连接处的切割口需要打坡口，管道与法兰直接连接处的切割口不需要打坡口。（3）管段切割后，对切割完成的管段进行长度测量，并在管段上标注管段编号、管段设计尺寸和管段下料尺寸，管段下料尺寸与设计尺寸相比误差在 2mm 之内。图图2.2.32.2.3-1 1 管段下料过程图管段下料过程图 2）管段组对、尺寸复核（1）轨道式可移动管

32、道预制平台加工技术 在管段组对过程中，为克服地面不平整对管段水平度产生的不良影响，采用轨道式可移动管道预制平台，确保了管段的水平度并大大提高了管段的组对效率。预制平台安装过程：场地处理，平台必须建立在不易沉降的混凝土等比较坚硬的地面上，由于预制管线广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 18 规模较大，整体长度较长，平台安置的场地必须足够长足够宽，平台安装前需要对场地进行预处理。将所选安置场地清扫干净，测量所选地面的标高，确保地面平整水平，不平整或者不水平处，需对地面进行打磨或者浇筑，直至平整水平为止。通过 BIM 模型计算出最大单件的宽度和最长管段的长度，得出了平台所需承

33、载最大构件的尺寸，根据这一尺寸，进行平台框架及钢板的下料工作。轨道铺设，轨道铺设采用的是轻型钢轨，轨道安装过程中需要调整轨道的水平度。轨道通过膨胀螺丝与地面进行固定，在轨道固定之前，需要对轨道的水平度进行一次测量，在测量的基础上将轨道通过垫金属薄片的方式调整水平，轨道与轨道的连接处必须水平且平滑过渡。轨道固定后需要对轨道进行二次复核。轨道固定后对平台框架组对和焊接，每组对一条方钢，必须用水平尺四轴复核所有方钢与钢板接触基本保证面共面，将钢板平置于平整的地面上，在钢板上组对框架，点焊固定后复核框架是否共面。平台框架焊接时，需要采用对称焊接工艺来降低焊接产生的变形对框架水平度的影响。焊接完毕后，将

34、与钢板接触的面的焊缝高度打磨至与接触面齐平。钢滑轮安装，轨道滑轮与平台框架固定焊接时，必须保证滑轮滚动面与平台水平面垂直，滑轮组对时需要使用角尺复核滑轮的垂直度。在轨道、滑轮、框架安装完毕后，将框架坐落到轨道上，进行钢板的安装。钢板与框架通过点焊进行固定，钢板平铺在框架上之后，需要通过激光水平仪和水准仪来测量钢板的水平度，分别需要复核钢板四个角以及中心点的标高，若标高不一样，需要通过垫金属薄片来调整至水平。在平台投入使用前，需要对平台进行预载测试，即将一组管段放置于平台上，通过水准仪测量平台的水平度，记录下数据，之后卸载重量，再次复核一次平台的水平度，根据所测数据将平台进行调整水平度处理。反复

35、进行测试，直到载重和空载水平度基本不变。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 19 图图 2.2.32.2.3-2 2 预制平台预制平台 BIMBIM 模型图模型图（2）管段组对、尺寸复核 使用行车将对应编号的分段管段分别放置于各分块预制安装平台上，在分段管段切割口处接法兰点焊固定，通过移动分块预制安装平台，先将两个管段水平移动对接，法兰与法兰对应后用螺栓进行拧紧固定，将另一块预制安装平台上的管段推移对接，管段对齐法兰对应后用螺栓临时拧紧固定，完成管段组对。组对完成后根据管段图纸用卷尺和水平尺对组对管段进行长度以及垂直度复核。注意事项：部分管段是直管道与弯头、三通的连接组

36、对，在组对时根据管段上标注的编号拼接，管道与管件的尺寸、平行度和垂直度测量复核无误后进行点焊固定，将管段与法兰连接组对，管段与法兰的垂直度测量复核无误后进行点焊固定。组对管段的尺寸复核，横向和纵向误差均不大于 2mm，对于误差控制范围外的管段在管段与法兰焊接处调整，将点焊法兰拆卸后往里或往外偏移相应尺寸，重新测量整体管段尺寸确定无误后点焊固定，若整体管段实际尺寸比设计尺寸偏差很大，无法通过法兰调整，用等离子切割机切割管段或重新管段下料。管段与法兰组对时，严格控制管段与法兰的垂直度、平整度，在有弯头和三通的管段，保证管段的两个法兰面垂直，且管段的法兰孔必须严格对齐。组对时注意区分平焊法兰和承插式

37、法兰，管段与蝶阀和电动蝶阀连接时采用的是承插式法兰，其他情况均用平焊法兰，法兰必须采用国标标准。3）管段焊接 组对管段复核后，将法兰的螺栓拆卸，管段分离，用行车将各管段起吊至工厂焊接区进行管段焊接，管段与法兰处焊接遵循先里后外，先上后下原则，焊接采用二氧气体保护焊。管道焊接工序的质量关系着管道试压以及系统运行的安全，必须特别注重管道焊接的过程控制和质量验收。（1）焊接合格且美观，焊接表面不得有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣以及咬边等现象。（2）对于管段图纸中的预留管段的管道与管件、管道与法兰连接处只进行点焊固定，其他管段的连接均进行满焊处理。（3）管道焊接应在无压力情况下进行，减少焊接变形量。焊接时保

38、持法兰面不直接接触地面。（4）承插式法兰与管段连接处焊接时，内部承插法兰面将管道边覆盖，不能焊接，广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 20 只能在法兰与管段连接处外部焊接，此连接处必须要焊透，焊口饱满均匀。（5）焊接完成后重新对管段进行尺寸和垂直度测量复核，在误差较大的管段进行标记，并在下一管段考虑用其他方法弥补误差。4）管段拼装 根据管段分段图编号用行车将同一个系统编号的管段起吊至管段拼装区，按照编号顺序进行组拼，利用行车辅助管段提升、对接，在法兰与法兰连接、法兰与阀门连接时将四氟乙烯垫片放置在法兰中间，螺栓孔上螺栓拧紧固定。注意事项：（1）按照主管段、冷水机组管段、

39、水泵管段、全程水处理器管段、分集水器管段的顺序进行拼接。（2）螺栓采用达克罗定制螺栓，普通法兰连接和阀门法兰连接用的螺栓长度不同，需测量实际尺寸定制螺栓，保证安装的一次成型质量。5）管段抬升以及支架就位 在预制工厂模拟制冷机房预施工现场，使用全站仪收集所有设备基础坐标点，用全站仪进行定位放线，用墨线绘制建筑轴线和设备基础线并进行标注。水泵基础根据设备基础线放置，主管段支架位置根据支架图纸和轴线进行定位，用膨胀螺栓将组合式支架底部钢板固定，工字钢上下夹紧固定四条主管段，在工字钢位置用三台行车整体抬升至一定高度，就位后拧紧螺栓，行车辅助将主管段正确放置在联合支架上。注意事项：（1）确定管段的支撑方

40、式，冷却水管采用水管管托方式，冷冻水管采用木托形式，在联合支架上根据管段间距放置管托和木托。（2）工字钢上设置两个吊耳，抬升管段时管段两边系绳子牵引，确保管段平稳抬升。（3）联合支架固定后采取临时支架进行支撑，保证安全。6）管段与设备连接以及预留段调整 根据设计图纸制作水泵底框以及水泵减震浮台，用行车将水泵底框放置于设备基础线内，在支架底框预留孔上布置弹簧减震器，行车辅助水泵减震浮台逐个落位在对应的弹簧减震器上，水泵落位在水泵减震浮台上。将水泵底框的组合式支架竖立安装，用行车将水泵主管段起吊至水泵支架上，水泵支管段起吊至水泵位置，叉车辅助支管段与主管段连接。整个过程包括下料、组对、焊接、拼接等

41、均会产生误差，这些误差的累积会造成管段与设备接口无法对应连接，在设计时应考虑在支管段与设备接口处设置一段预留段，待主管段、广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 21 支管段以及设备位置均确定后，根据实际测量尺寸对预留管段进行修改，修改后连接支管段、设备，完成预拼装效果。注意事项：（1）水泵底框预留孔间距与减震浮台挂耳预留孔尺寸间距完全一致，保证减震浮台精准落位在弹簧减震器上。（2）预留管段组对采用的是点焊形式。误差的存在预留管段基本需要修改，预留管段下料时将长度适当放长，便于后期调整时直接切割，不用重新下料。（3）在水泵出水口支管段上的缓闭式止回阀，单独设置支架。在工厂预

42、拼过程中，为减少制冷机组的运输成本，预防设备多次运输产生碰损，以及缩小预留管段的误差，采用设备法兰接口模块应用技术，解决了冷水机组不到预制工厂亦将冷水机组连接管段、组对焊接、完成整体预拼装这一难题。技术要点：（1）现场制冷机房内的设备基础必须在土建专业找平层施工完成后，通过全站仪对各个基础的标高、尺寸进行复核，获取制冷机房实际尺寸数据后，将数据记录整理留存，供模拟机房模型建立使用。（2）冷水机组在生产完成后，对其尺寸进行实测实量，确定设备进、出水口法兰的垂直度、对称情况、距底座高度、水平度等数据，指导胎具的制作。（3）测量法兰的尺寸，通过 BIM 模型的法兰空间几何尺寸，计算出法兰中心的标高，

43、法兰外边缘最低点的标高，得出支撑此法兰角钢支撑面的标高。借助轨道式可移动管线预制平台的工作面进行角钢支架组对、固定、焊接，焊接过程中必须保证角钢非接触面处于同一水平面。（4）法兰组对模块模拟出设备接口位置与预留管段组对完成后，对其垂直度和法兰定位准确度进行复核验收。误差控制在 1mm 之内。法兰口与法兰口的距离进行复核，保证与设备进、出水口实际尺寸一致。7）管段防腐 预留管段调整之后，按照编号顺序将各管段、组合式支架以及设备拆卸，用叉车将所有管段以及支架转运至除锈区进行打磨除锈处理后转运至刷漆区，按照刷漆方案对冷冻水管段、冷却水管段进行颜色防腐刷漆。2.2.4 2.2.4 实施效果实施效果 采

44、用机房管线及设备工厂化预制技术，实现了工厂内 2 台全程水处理器、4 台板式换广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 22 热器、6 个模块组、15 台水泵、175 个阀件、180 个管件、457 个分段、494 块法兰和 918米管道的预拼装。同时总结完成装配式机房管线预制施工工法，正在申请可调节式法兰接口组对模块、一种用于管道预制的轨道式可移动平台专利两项，目前已受理。2.3 预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法 2.2.3 3.1.1 概况概况 本项目空调冷水机房有制冷主机 4 台。制冷机组外形尺寸不规则，蒸发器和冷凝器的不对称导致机组的四

45、个吊装孔不在同一平面，直接将吊索挂在吊装孔上起吊容易发生倾翻，吊装现场场地狭窄。上述现实对设备和管道的吊装提出了很大的挑战。方案研究方案研究 面对难题，项目对吊装的方案进行了研究和优化，得到了如下可行性方案见表 2.3.1。表 2.3.1 预制吊具吊装技术 方案名称 方案描述 方案图示 预制吊具辅助吊装技术 通过预制一套平衡架吊具，在吊装过程中起吊平衡架来吊装制冷机组，利用平衡架能保持被吊设备平衡。由叉车在原地升降，前后移动，提供牵引动力。设备平稳装载在机动叉车上后，再在设备的底部安装地坦克，利用卷扬机挂设到机组后部作为拉力，对机组进行水平运输。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科

46、技进步成果 23 方案名称 方案描述 方案图示 坡道运输过程中采用卷扬机溜尾结合叉车抬升的运输方式进行运输。使用方案与传统的吊装方案的优劣分析见表 2.3.2。表 2.3.2 预制吊具吊装技术优劣分析 方案名称 利弊分析 图示 预制吊具辅助吊装技术 优势：1、利用平衡架能保持被吊设备平衡、合理分配各吊点载荷的特点，解决了制冷机组吊装过程受力不平衡和起吊空间要求高的难题；2、利用平衡架能保持被吊设备平衡，解决了传统吊装方式中设备易倾斜，吊索与设备本体接触导致发生剐蹭损坏机组上的管路和附件的问题；3、利用叉车在原地升降，再在设备的底部安装地坦克，解决了设备在狭窄场地中水平运输的难题。4、下坡运输过

47、程中采用卷扬机溜尾结合叉车抬升的运输方式，解决了制冷机组惯性大导致下坡运输不可控的问题，提高了制冷机组运输到制冷机房的施工效率。劣势：传统吊装技术：预制吊具辅助吊装技术：叉车水平抬起：广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 24 方案名称 利弊分析 图示 1、与传统的吊装技术成熟相比，首次采用新的吊装技术存在较大变数。2 2.3 3.2.2 工艺流程工艺流程 预制吊具吊装技术工艺流程如图 2.3.1 所示。出具预制吊具图纸被吊装设备尺寸测量选择吊车吊具预制连接设备设备找平衡选择吊索安全措施起吊吊具起吊设备 图 2.3.1 预制吊具辅助设备吊装流程图 设备吊装工艺流程如图 2

48、.3.2 所示。设置警戒线运输通道清理设备进场设备进场前准备地坦克运输至设备基础设备就位汽车吊自卸设备水平运输设备下坡运输清理场地 图 2.3.2 设备吊装工艺流程图 2.2.3 3.3.3 操作要点操作要点 1）测量设备尺寸 索具的制作需要根据设备实际情况进行定制，根据设备重量和设备起吊孔的位置，设计索具的材质规格和结构尺寸。在设备出厂检测时，项目派专人去工厂进行检测旁站，同时了解到设备最大重量为 13.084t，设备起吊孔布置为 3.65m1.95m 长方形的四个端点。根据测量的尺寸出具吊具预制图如下图 2.3.3 所示。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 25 图

49、 2.3.3 吊具加工图 2）预制索具 根据加工图，项目在工厂中采用 200mm150mm 的 H 型钢制作索具，成品吊具如下图2.3.4 所示。图图 2.2.3.43.4 成品吊具图成品吊具图 3）选择吊车 吊车选择方案的依据是重型设备吊装工艺与计算（杨文柱主编），起重吊装常用数据手册（杨文渊主编），常用起重机械速查手册（中国建筑工业出版社出版魏群编著）等相关国家及地方规范规定 本吊装单体最大净重量 13.084t，机索具及吊钩重约 0.5t，选用 50T 汽车随车吊装法，臂 展4米，最 大 额 定 吊 装 载 荷 为25t，大 于 实 际 计 算 载 荷Qj=K1 Q=1.1x(13.08

50、4+0.5)=14.9424t，满足本次吊装要求。以三一重工的 STC500 汽车吊为例，详细参数如图 2.3.5 所示。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 26 图 2.3.5 STC500 汽车吊相关参数 4）选择绳索（1）依据上述相关参数，对吊索的受力进行计算和分析。受力计算如下：T=P/K T=476/6=79.3KN 式中：T 钢丝绳的容许拉力，G=79.3KN P 钢丝绳的最小破断拉力，P=476kN K 安全系数,K=6 受力分析图如下图 2.3.6 所示。广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用 科技进步成果 27 图 2.3.6 吊索受力分析 S=