Solidworks仿真动画在塔式起重机安装施工前期技术交底中的应用

Solidworks仿真动画在塔式起重机安装施工前期技术交底中的应用

作者：李园奇 柳光利

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第32期

【摘要】应用solidworks仿真动画功能，模拟塔式起重机的安装施工过程，以形象生动的三维动画作为技术素材，解决传统施工作业前期安全与技术交底理论与实际脱离，“说是一套，做又是一套”的难题。有效提高作业人员的技术和安全素质，为施工作业的顺利进行提供有力支撑。

【关键词】solidworks：； 仿真动画； 塔式起重机； 施工； 技术交底 1、现状分析

近几年，塔式起重机在建筑施工领域所扮演的角色越来越重要，专门从事塔式起重机安装、顶升、维护、拆除的从业人员越来越多，在造就了空前繁荣的就业形势下，大量没有经过系统培训的人员涌入了这一行业员直接参与一线施工，造成了塔机安装施工事故率一直居高不下。

那么企业为什么不在施工之前对员工进行系统的培训呢？原因是条件先天不足，短时间内效果不明显，几十吨重的塔吊不可能放在课堂上花上几个月的时间装了拆、拆了装给员工进行讲解演示的。企业是逐利的，现在一线施工人员大量缺口，企业不会把大量时间和金钱花在员工的培训上的，一般都是对施工人员进行简单的技术和安全培训，然后指派一位老师傅带着干活，在施工中边干边学。正是由于这种猴急上马的现状造成了安全事故频发，使得塔式起重机安装施工成为了一个高危行业。

因此，作者以这一现状作为出发点，结合现代科学技术——solidworks三维软件仿真动画功能来解决这一突出问题，并取得了良好的效果。 2、实施过程 1）数据采集

作者以长沙中联重科有限责任公司生产的TC5613a型塔式起重机作为研究对象，该塔机在建筑施工领域内应用比较广泛，作为技术素材比较典型。此塔机主要参数为：最大工作幅度56m，独立式最大起升高度46m，附着式最大起升高度180m，最大载重量8吨。

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数据采集对象包括：标准节、回转机构、起重臂、平衡臂、顶升套架、顶升机构、变幅机构、起升机构、塔帽等。参数主要是各结构部分的形状、尺寸及配合方式，还包括各运动机构的运动形式以及安全限制装置的工作方式等。 2）三维建模

根据实物测绘采集来的数据，利用solidworks三维软件创建三维模型。塔机各主要结构件三维模型见图1-1

a、塔身标准节 b、回转总成 c、塔帽 d、平衡臂 e、起重臂组成单元

图1 TC5613a型塔式起重机主要结构件三维模型 3）虚拟装配

在solidworks虚拟环境下完成TC5613a型塔式起重机的整体虚拟装配。 图2 塔机总体装配效果图 4）虚拟仿真动画制作

利用solidworks Animator动画模块，制作结构件安装动画、关键帧动画以及场景动画。并录制分镜头动画。

图3 solidworks Animator制作分镜头动画 5）后期编辑

将录制好的分镜头动画进行剪辑与处理，然后按照实际施工顺序依次将分镜头动画导入到Camtasia.Studio软件中进行后期编辑，添加字幕和文字说明，导入解说配音文件以及技术图片，最后生成avi格式的视频文件。后期处理见图6 图4 在Camtasia.Studio软件中进行后期视频编辑 3、实际应用

通过团队近三个月的努力，《TC5613a型塔式起重机安装三维动画》于2012年1月份正式出炉。该视频的推出革新了以往纯文字配简单二维图的单调培训模式，首次以三维动态演示的方式将塔式起重机从构件到整机的全技术安装流程一一以实景的方式展现，给培训人员以视觉加技术的完美视觉冲击。不仅形象直观，更重要的是讲解人员能够就核心技术问题和容易出

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安全事故的技术要点，通过三维模型的拆解与安装进行虚拟现实的讲解，从而避免了以前施工人员在传统培训时无法理解，只有面对实物或施工时出现问题后才能理解其要害的难题。 经过两年的推广及应用，经过我们的调查走访，以及数据分析，我们欣喜地发现采用仿真动画的形式在施工前期安全技术交底培训中对施工人员进行培训，施工人员的年终技术考核合格率有了大幅度提高，而塔式起重机在安装施工过程中的事故率也大大降低。见图7 图5 山东电力建设第三工程公司塔机安装事故率统计图表 4、结论

通过数据分析和实施效果来看，solidworks仿真动画技术在塔式起重机安装施工安全技术交底过程中的实际应用，对于提高施工人员的技能素质和安全意识、降低事故率起到了明显的促进作用。说明了该技术是一项值得在建筑安全施工领域内大力推广的技术。 参考文献

[1] 黄阳，杨行超，肖启敏；基于Solid Works的机构运动仿真及其动画制作技术研究[J]；煤矿机械；2004年11期

[2]刘荣；塔式起重机安全事故及隐患分析和预防；科技与企业；2013年05期 [3]美国DS，SolidWorks公司.SolidWorks 零件与装配体教程（2014版）.机械工业出版社，2014