BIM放樣機(jī)器人與三維掃描儀應(yīng)用實(shí)錄——幕墻工程篇

近年來(lái)，BIM作為工程建設(shè)領(lǐng)域備受追捧的應(yīng)用技術(shù)為建筑行業(yè)帶來(lái)了諸多便利，并得到了業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。隨著BIM技術(shù)研究的不斷深入，對(duì)于如何能在深化設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等階段高效地應(yīng)用BIM技術(shù)，成為了目前BIM技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題。

本文以某項(xiàng)目幕墻工程為例，通過(guò)BIM技術(shù)與智能硬件的結(jié)合使用，采用新型智能放樣方法解決了幕墻工程空間點(diǎn)的測(cè)量定位難題，為推動(dòng)BIM在建筑業(yè)更廣泛深入的應(yīng)用提供了一定的參考價(jià)值。

1. 工程項(xiàng)目難點(diǎn)

該項(xiàng)目幕墻工程主要包括玻璃幕墻、石材幕墻、鋁板幕墻和鋼結(jié)構(gòu)骨架。測(cè)量定位難點(diǎn)在于外立面造型復(fù)雜多變，局部為雙曲面幕墻，其外形流線與曲線眾多，使得雙曲幕墻的測(cè)量定位成為本項(xiàng)目亟需解決的一大難題，且結(jié)構(gòu)為外挑鋼結(jié)構(gòu)桁架，不利于測(cè)量放樣。幕墻龍骨安裝需放出鋁板幕墻外邊線的控制點(diǎn)以及幕墻分幅線的位置。幕墻部分的Revit模型如圖1所示，圖2為鋼結(jié)構(gòu)桁架現(xiàn)狀情況。

圖1 幕墻Revit模型

圖2 鋼結(jié)構(gòu)桁架現(xiàn)狀情況

      2. 實(shí)施流程

針對(duì)該項(xiàng)目外立面造型復(fù)雜多變的特點(diǎn)，采用基于BIM的智能測(cè)量放樣技術(shù)，擬定出一個(gè)涵括主體結(jié)構(gòu)復(fù)核、智能測(cè)量放線、安裝過(guò)程監(jiān)控、幕墻安裝完成后復(fù)測(cè)驗(yàn)收的新型測(cè)量方案，實(shí)施流程詳見圖3。

圖3 實(shí)施流程

3. 現(xiàn)場(chǎng)三維掃描與三維放樣

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)桁架的外挑情況和架站點(diǎn)的通視條件，選擇合適的距離設(shè)置架站點(diǎn)。完成三維掃描后，得到高精度的點(diǎn)云模型，依據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立外圍結(jié)構(gòu)三維模型，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行全面復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)內(nèi)容包括：軸線位置、各層標(biāo)高、垂直度、局部凹凸程度等，點(diǎn)云模型測(cè)量情況詳見圖4。為幕墻深化設(shè)計(jì)單位優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙和土建施工單位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修整提供數(shù)據(jù)支撐。

圖4 點(diǎn)云模型測(cè)量

按深化圖紙建立放樣點(diǎn)文件，現(xiàn)場(chǎng)建立控制點(diǎn)網(wǎng)，并在控制點(diǎn)設(shè)站，采用棱鏡模式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣，并標(biāo)記放樣完成點(diǎn)，圖5為現(xiàn)場(chǎng)放樣流程。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)三維放樣

通過(guò)三維掃描儀的應(yīng)用，全面復(fù)測(cè)了主體結(jié)構(gòu)，結(jié)合BIM技術(shù)，對(duì)幕墻圖紙進(jìn)行了深化，優(yōu)化了雙曲鋁板幕墻的布置，應(yīng)用三維放樣機(jī)器人完成了鋁板幕墻關(guān)鍵點(diǎn)的放線工作，并且在曲面復(fù)雜的幕墻部位實(shí)施輔助安裝定位，幕墻安裝完成后進(jìn)行全面復(fù)測(cè)。相比傳統(tǒng)的放樣技術(shù)，三維放樣的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)每個(gè)幕墻單元的單獨(dú)放樣解決了放樣誤差累計(jì)和傳遞的問(wèn)題，能有效把控放樣誤差在2mm內(nèi)。通視情況下，三維放樣機(jī)器人的同級(jí)別放樣相比傳統(tǒng)的全站儀，放樣效率提高30%以上，并且能夠解決更為復(fù)雜的放樣工作，充分體現(xiàn)出BIM智能測(cè)量放樣技術(shù)高精度、高效率、智能化的特點(diǎn)，有效保證了工程的施工質(zhì)量。

（編輯：奚雅青）