陳　威

(上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)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(yīng)用

陳威

(上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院，上海200011)

本文在介紹BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以沈杜泵站工程為例，重點(diǎn)講解了基于BIM的放樣技術(shù)應(yīng)用。首先，本文闡述了基于BIM模型的放樣方法，然后結(jié)合Revit二次開發(fā)技術(shù)，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(shí)測數(shù)據(jù)可視化對比分析，并利用竣工模型為項(xiàng)目提供有效的竣工資料，最后提出基于BIM技術(shù)的應(yīng)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(yīng)用已趨于成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)、施工以及建成后的維護(hù)管理階段[1-2]，歐美、新加坡等發(fā)達(dá)國家已在多領(lǐng)域開展相關(guān)應(yīng)用。在美國，近年來BIM To Field已經(jīng)成為BIM施工應(yīng)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(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，通過運(yùn)用BIM技術(shù)，將BIM模型帶入現(xiàn)場管理，實(shí)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(fèi)用，寧愿選擇較為低廉的設(shè)備，不僅造成了國內(nèi)施工測量人員的技術(shù)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(jié)合BIM技術(shù)，推動(dòng)國內(nèi)施工測量的進(jìn)步，是本文研究的主要內(nèi)容。

2　浦江沈杜泵站項(xiàng)目概述

本工程地處閔行區(qū)浦江鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)規(guī)模：泵站工程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)、BIM施工圖設(shè)計(jì)、BIM施工管理、BIM運(yùn)維等相關(guān)工作。開展BIM專業(yè)有建筑、建筑結(jié)構(gòu)、暖通、工藝結(jié)構(gòu)、給排水、強(qiáng)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(shí)，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(diǎn)位布設(shè)到BIM模型，并通過模型與儀器的交互，將藍(lán)圖直接帶入現(xiàn)場，實(shí)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(fù)核。

3.1建立模型

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

3.2模型與硬件通信

(1)建立外圍控制點(diǎn)與模型相對關(guān)系

(2)運(yùn)用LayoutPoint插件添加需要放樣的樁基

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

(3)現(xiàn)場放樣

當(dāng)上述工作準(zhǔn)備好后，模型即電子藍(lán)圖已經(jīng)被帶入現(xiàn)場。下一步采用機(jī)器人全站儀進(jìn)行放樣，放樣完成后，機(jī)器人全站儀會(huì)自動(dòng)生成放樣報(bào)告，本文分包用機(jī)器人以及傳統(tǒng)全站儀對放樣結(jié)果進(jìn)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(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。BIM模型通常采用的是模型坐標(biāo)系進(jìn)行建立，導(dǎo)出的數(shù)據(jù)屬于模型坐標(biāo)系，而傳統(tǒng)全站儀在放樣檢核時(shí)采用現(xiàn)場工程坐標(biāo)系，在數(shù)據(jù)比對方面存在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題，需要先將模型坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為工程坐標(biāo)。最后用放樣坐標(biāo)、機(jī)器人放樣坐標(biāo)，求出每組坐標(biāo)的點(diǎn)位誤差。其點(diǎn)位誤差的曲線圖如圖3所示。

可以看出，利用機(jī)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(shí)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(guān)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(yùn)用Revit二次開發(fā)技術(shù)，將復(fù)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(fù)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(shí)最終形成樁位偏差圖，為監(jiān)理復(fù)核提供依據(jù)。

圖3　點(diǎn)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(jìn)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(yīng)的模型ID，即Element.ID，并通過ID編碼實(shí)現(xiàn)誤差的輸入，利用Revit讀取Excel接口文件實(shí)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(diǎn)與清水池的相對關(guān)系

圖2　放樣點(diǎn)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(shè)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(jìn)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(jié)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(diǎn)位誤差進(jìn)行調(diào)整，擴(kuò)大該點(diǎn)位的誤差比例，即ΔX=0.5m，ΔY=0.3m； 根據(jù)插件運(yùn)行后，其樁基對比模型如圖8所示。

通過基于BIM技術(shù)的施工現(xiàn)場放樣及后處理研究，增強(qiáng)了現(xiàn)場施工管理的可視化、快速化、準(zhǔn)確化等理念。在效益上，BIM技術(shù)的介入，避免了人為錯(cuò)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(zhǔn)確的生成樁基偏差圖，便于施工過程中管理，同時(shí)保證竣工資料的準(zhǔn)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(jié)論

(1)施工測量與BIM技術(shù)的結(jié)合，可以免除人工輸入數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)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(shù)，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(fù)核、監(jiān)理管理、成果報(bào)告編制提供了基礎(chǔ)資料。比如，在后期項(xiàng)目改擴(kuò)建中，可以為業(yè)主提供準(zhǔn)確的、有效的地下樁基基礎(chǔ)資料。通常以

往的樁基偏差圖，施工單位可能因?yàn)闃段黄钶^大而人為修改部分樁位偏差數(shù)據(jù)，造成后期改擴(kuò)建時(shí)竣工資料的不準(zhǔn)確，從而造成較大變更、較大損失。在引入基于BIM放樣技術(shù)后，所有數(shù)據(jù)不經(jīng)過人工干預(yù)，直接生成樁基偏差圖，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在未來，BIM的優(yōu)勢將更多地體現(xiàn)在施工管理、運(yùn)維管理應(yīng)用上，開拓BIM施工應(yīng)用是企業(yè)發(fā)展BIM的一項(xiàng)基本思路。作為BIM應(yīng)用人員，我們要不斷地開拓BIM應(yīng)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。

[1]黃銘豐， 徐敏生.淺談設(shè)計(jì)院在BIM技術(shù)實(shí)踐中的體會(huì)[J].城市建設(shè)理論研究.20012.5.45(15)： 71-72.

[2]陳威， 秦雯.基于BIM的硬件在陳翔路地道工程中的應(yīng)用[C].第七屆中國智慧城市建設(shè)技術(shù)研討會(huì)論文集.2012.12.140-146.

[3]陳威， 秦雯.快速成型儀在BIM技術(shù)中的應(yīng)用[J].中國市政工程.2012.6(163)： 68-70.

[4]陳威， 秦雯.BIM在陳翔路地道工程中的應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù).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(shù)。

TU17

A

1674-7461(2016)04-0085-04