基于BIM模型放樣及后處理在工程中的應用

陳　威

(上海市城市建設設計研究總院，上?！?00011)

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基于BIM模型放樣及后處理在工程中的應用

陳威

(上海市城市建設設計研究總院，上海200011)

本文在介紹BIM應用的基礎上，以沈杜泵站工程為例，重點講解了基于BIM的放樣技術應用。首先，本文闡述了基于BIM模型的放樣方法，然后結合Revit二次開發(fā)技術，研究將放樣后的樁基信息反饋至BIM模型中，將BIM模型與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)可視化對比分析，并利用竣工模型為項目提供有效的竣工資料，最后提出基于BIM技術的應用展望。

BIM； 沈杜泵站； Revit二次開發(fā)

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.04.15

1　引言

目前，BIM在國外的應用已趨于成熟，其應用領域貫穿整個設計、施工以及建成后的維護管理階段[1-2]，歐美、新加坡等發(fā)達國家已在多領域開展相關應用。在美國，近年來BIM To Field已經(jīng)成為BIM施工應用典范，傳統(tǒng)的施工放樣工具以及方法已逐漸被拋棄，現(xiàn)代化的施工放樣逐漸向自動化方向轉(zhuǎn)變，通過運用BIM技術，將BIM模型帶入現(xiàn)場管理，實現(xiàn)基于BIM的施工現(xiàn)場管理[3-4]。在我國，多數(shù)施工單位為了避免昂貴的儀器費用，寧愿選擇較為低廉的設備，不僅造成了國內(nèi)施工測量人員的技術低下，還容易造成行業(yè)的落后，與國家的發(fā)展戰(zhàn)略格格不入。因此，如何改善國內(nèi)的施工測量水平，結合BIM技術，推動國內(nèi)施工測量的進步，是本文研究的主要內(nèi)容。

2　浦江沈杜泵站項目概述

本工程地處閔行區(qū)浦江鎮(zhèn)，設計規(guī)模：泵站工程設計規(guī)模為12.7萬m3/d，管道增壓規(guī)模為4 480m3/h，水庫增壓規(guī)模為2 400m3/h。本工程主要內(nèi)容有：新建增壓泵房1座、新建10 000m3清水池2座、新建配電間、次氯酸納加注間、綜合樓、門衛(wèi)室用房以及配套電氣、自控、監(jiān)控、生產(chǎn)管線、車庫和廠內(nèi)綠化道路圍墻等工程。

在沈杜泵站BIM研究中，我院先后開展了BIM方案設計、BIM施工圖設計、BIM施工管理、BIM運維等相關工作。開展BIM專業(yè)有建筑、建筑結構、暖通、工藝結構、給排水、強弱電、道路、綠化等專業(yè)。開展BIM建模工作包括了車庫房、加藥間、門衛(wèi)、清水池、增壓泵房及配電間、綜合樓等所有單體。本文選擇本工程清水池樁基作為研究內(nèi)容。

3　基于BIM模型的放樣

在模型建立后，施工測量人員解讀模型時，拋棄傳統(tǒng)的交底及圖紙講解方式，本次研究直接將測量點位布設到BIM模型，并通過模型與儀器的交互，將藍圖直接帶入現(xiàn)場，實現(xiàn)基于BIM模型的放樣。本次放樣內(nèi)容為清水池樁基放樣復核。

3.1建立模型

建立樁基3D模型，并將模型導成dxf格式文件。作為儀器輸入基礎數(shù)據(jù)。

3.2模型與硬件通信

(1)建立外圍控制點與模型相對關系

(2)運用LayoutPoint插件添加需要放樣的樁基

在Tekla中，運用LayoutPoint以及LayoutLine插件，將需要放樣的點添加至后臺數(shù)據(jù)庫中，如圖2。

(3)現(xiàn)場放樣

當上述工作準備好后，模型即電子藍圖已經(jīng)被帶入現(xiàn)場。下一步采用機器人全站儀進行放樣，放樣完成后，機器人全站儀會自動生成放樣報告，本文分包用機器人以及傳統(tǒng)全站儀對放樣結果進行檢核。

(4)數(shù)據(jù)后處理及成果

在數(shù)據(jù)后處理流程中，首先進行坐標轉(zhuǎn)換。BIM模型通常采用的是模型坐標系進行建立，導出的數(shù)據(jù)屬于模型坐標系，而傳統(tǒng)全站儀在放樣檢核時采用現(xiàn)場工程坐標系，在數(shù)據(jù)比對方面存在坐標轉(zhuǎn)換問題，需要先將模型坐標轉(zhuǎn)化為工程坐標。最后用放樣坐標、機器人放樣坐標，求出每組坐標的點位誤差。其點位誤差的曲線圖如圖3所示。

可以看出，利用機器人全站儀放樣檢核精度較傳統(tǒng)全站儀精度有2至3倍提高。

4　BIM模型與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)可視化對比分析

通常誤差是以數(shù)字形式存在，與原有樁基位置關系是否存在偏差，利用模型對比可以一目了然。在本文研究中，運用Revit二次開發(fā)技術，將復核后的樁基位置反饋至BIM模型，形成原有三維模型與放樣復核后的三維模型對比狀態(tài)，便于直觀的查看樁基偏差，同時最終形成樁位偏差圖，為監(jiān)理復核提供依據(jù)。

圖3　點位誤差對比分析曲線

(1)原有樁基模型如圖4所示。

(2)根據(jù)Revit中模型的編碼進行對比篩選，分析出原有樁基模型與放樣誤差的樁基模型相對應的模型ID，即Element.ID，并通過ID編碼實現(xiàn)誤差的輸入，利用Revit讀取Excel接口文件實現(xiàn)ID及誤差數(shù)據(jù)的讀入，如圖5所示。

圖1　外圍控制點與清水池的相對關系

圖2　放樣點位選擇

圖4　原有樁基模型

圖5　模型編碼ID及誤差表(數(shù)據(jù)輸入接口)

圖6　放樣插件開發(fā)部分代碼

(3)Revit放樣插件開發(fā)

a)在外部工具中增設放樣按鈕插件。讀取Revit中清水池編碼體系，并根據(jù)已有編碼體系進行篩選比對。獲取本次放樣的樁基，并讀取誤差值，生成對比分析模型。

b)生成篩查后的樁基模型：因本次放樣提取的樁基只是部分樁基模型，根據(jù)編碼體系篩查后，最終的結果如圖7所示；另外，樁基的直徑為400mm，而誤差僅為毫米級，對比前后模型差別較小，差別不明顯。

C)為便于測試，本文將編碼為155907的樁基點位誤差進行調(diào)整，擴大該點位的誤差比例，即ΔX=0.5m，ΔY=0.3m； 根據(jù)插件運行后，其樁基對比模型如圖8所示。

通過基于BIM技術的施工現(xiàn)場放樣及后處理研究，增強了現(xiàn)場施工管理的可視化、快速化、準確化等理念。在效益上，BIM技術的介入，避免了人為錯誤的發(fā)生，大大減少變更的情況發(fā)生； 另外，通過BIM模型的對比分析，可以準確的生成樁基偏差圖，便于施工過程中管理，同時保證竣工資料的準確性。

圖7　處理后的對比分析模型

圖8　較大誤差的對比分析模型

4　結論

(1)施工測量與BIM技術的結合，可以免除人工輸入數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)錄入錯誤情況的發(fā)生，一定程度上避免了返工情況的出現(xiàn)。

(2)利用Revit二次開發(fā)技術，將放樣后的誤差反饋至模型中，生成對比分析模型，便于現(xiàn)場直觀的管理。另外，生成的直觀樁基放樣三維偏差圖，為施工放樣復核、監(jiān)理管理、成果報告編制提供了基礎資料。比如，在后期項目改擴建中，可以為業(yè)主提供準確的、有效的地下樁基基礎資料。通常以

往的樁基偏差圖，施工單位可能因為樁位偏差較大而人為修改部分樁位偏差數(shù)據(jù)，造成后期改擴建時竣工資料的不準確，從而造成較大變更、較大損失。在引入基于BIM放樣技術后，所有數(shù)據(jù)不經(jīng)過人工干預，直接生成樁基偏差圖，從而保證數(shù)據(jù)的準確性。

在未來，BIM的優(yōu)勢將更多地體現(xiàn)在施工管理、運維管理應用上，開拓BIM施工應用是企業(yè)發(fā)展BIM的一項基本思路。作為BIM應用人員，我們要不斷地開拓BIM應用的方向，為企業(yè)發(fā)展提供有效地支撐，從而提升行業(yè)施工管理的水平。

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[2]陳威， 秦雯.基于BIM的硬件在陳翔路地道工程中的應用[C].第七屆中國智慧城市建設技術研討會論文集.2012.12.140-146.

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[4]陳威， 秦雯.BIM在陳翔路地道工程中的應用[J].土木建筑工程信息技術.2012.4(2)： 88-93.

Application of BIM in Engineering Lofting and Post Processing

Chen Wei

(ShanghaiUrbanConstructionDesign&ResearchInstitue，Shanghai200011，China)

Based on BIM applications，this article introduces the application of BIM in Shen Du pumping station project.According to the research，this article explains the advantages and disadvantages of lofting based on BIM，and studies Revit second development technology.After joining the lofting pile BIM，effective completion data is formed.In the end，the article takes a look into the future of the BIM.

BIM； Shen Du Pumping Station； Revit Development

陳威(1987-)，男，工程師。主要研究方向：工程測量與BIM技術。

TU17

A

1674-7461(2016)04-0085-04