BIM放樣機器人與三維掃描儀應(yīng)用實錄——幕墻工程篇

近年來，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)帶來了諸多便利，并得到了業(yè)內(nèi)的廣泛認可。隨著BIM技術(shù)研究的不斷深入，對于如何能在深化設(shè)計、施工、運維等階段高效地應(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。

本文以某項目幕墻工程為例，通過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的測量定位難題，為推動BIM在建筑業(yè)更廣泛深入的應(yīng)用提供了一定的參考價值。

1. 工程項目難點

該項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。測量定位難點在于外立面造型復(fù)雜多變，局部為雙曲面幕墻，其外形流線與曲線眾多，使得雙曲幕墻的測量定位成為本項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，不利于測量放樣。幕墻龍骨安裝需放出鋁板幕墻外邊線的控制點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. 實施流程

針對該項目外立面造型復(fù)雜多變的特點，采用基于BIM的智能測量放樣技術(shù)，擬定出一個涵括主體結(jié)構(gòu)復(fù)核、智能測量放線、安裝過程監(jiān)控、幕墻安裝完成后復(fù)測驗收的新型測量方案，實施流程詳見圖3。

圖3 實施流程

3. 現(xiàn)場三維掃描與三維放樣

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

圖4 點云模型測量

按深化圖紙建立放樣點文件，現(xiàn)場建立控制點網(wǎng)，并在控制點設(shè)站，采用棱鏡模式進行現(xiàn)場放樣，并標記放樣完成點，圖5為現(xiàn)場放樣流程。

圖5 現(xiàn)場三維放樣

通過三維掃描儀的應(yīng)用，全面復(fù)測了主體結(jié)構(gòu)，結(jié)合BIM技術(shù)，對幕墻圖紙進行了深化，優(yōu)化了雙曲鋁板幕墻的布置，應(yīng)用三維放樣機器人完成了鋁板幕墻關(guān)鍵點的放線工作，并且在曲面復(fù)雜的幕墻部位實施輔助安裝定位，幕墻安裝完成后進行全面復(fù)測。相比傳統(tǒng)的放樣技術(shù)，三維放樣的優(yōu)勢在于對每個幕墻單元的單獨放樣解決了放樣誤差累計和傳遞的問題，能有效把控放樣誤差在2mm內(nèi)。通視情況下，三維放樣機器人的同級別放樣相比傳統(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智能測量放樣技術(shù)高精度、高效率、智能化的特點，有效保證了工程的施工質(zhì)量。

（編輯：奚雅青）