CN104499714B - 基于bim平台及测量机器人的机电安装工程施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于BIM平台及测量机器人的机电安装工程施工方法，包括机电综合管线BIM模型、测量机器人，其主要特征包括：1、优化设计成果，将现场建筑结构的实际尺寸情况以三维数据的形式反馈到机电综合管线BIM模型中，从而优化施工设计，减少施工错误。2、通过测量机器人利用机电综合管线BIM模型中的三维数据信息进行现场机电管线和设备安装精确高效的定位放样，优化施工流程、提高施工效率，同时保证优良的施工质量。3、利用测量机器人采集施工现场数据，通过实测数据与设计数据的对比，可以实现辅助施工验收，确保施工成果的质量水平达到设计要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于BIM平台及测量机器人的机电安装工程施工方法。
背景技术
根据目前建筑机电安装工程施工空间非常有限，分布复杂，施工精度要求高的特点。
传统的机电安装施工技术中存在一些关键问题难以解决。1、由于建筑结构空间的复杂性，以及结构施工过程中存在的误差，使机电深化设计人员无法准确把握现场实际情况，造成图纸所画无法在现场施工，导致大量人力物力的浪费。2、传统的机电管线安装施工测量工作方法粗糙，操作麻烦，工作效率低，空间局限性较大，尤其是施工精度不够，导致施工质量不能够满足设计要求。3、传统的机电安装验收对管线水平度、直线度等信息检查不够完善，利用测量机器人指导综合管线现场施工能够有效完善验收过程，提高施工质量。4、在弧形管线等敷设线路复杂的机电安装领域，传统施工方法效率很低，无法满足工期要求。
目前建筑机电安装工程施工空间非常有限，分布复杂，施工精度要求高的特点，
发明内容
本发明的目的结合现阶段建筑信息建模BIM技术发展条件，突破传统机电综合管线施工过程中的施工测量精度不高、施工流程复杂、施工效率低、验收手段有限等缺点，而提供一种基于BIM平台及测量机器人的机电安装工程施工方法，该方法主要从机电管线深化设计阶段，综合管线敷设施工阶段，施工验收阶段进行实施。在深化设计阶段：基于测量机器人与机电综合管线BIM模型的结合，将现场测量机器人测绘所得到的结构信息与机电综合管线BIM模型中的数据对比，考量现场施工环境与设计的机电综合管线BIM模型之间的偏差，为机电安装深化设计、施工工艺选择等提供依据；在施工阶段，基于测量机器人高效精确的放样定位功能，将机电综合管线BIM模型中的设计坐标与尺寸以相应的数据格式导入测量机器人，结合施工现场轴线网、控制点及标高控制线，实现精确的施工放样，推动机电安装施工工作；在施工验收阶段，基于测量机器人精确的数据采集功能，在施工完成后对现场实物进行实测实量，通过将实测数据与深化设计的机电综合管线BIM模型三维数据进行对比来检查安装质量与是否符合要求。
本发明的技术方案为：
一种基于BIM平台及测量机器人的机电安装工程施工方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)建立机电综合管线BIM模型：利用REVIT软件，在建筑信息建模BIM基础上，根据原始机电设计目标、结合现有机电各专业施工技术规范要求，避免管线碰撞，有效利用有限建筑空间，建立精细实用的机电综合管线BIM模型；
(2)利用测量机器人对机电施工现场建筑结构复核测量，将复核测量机电施工建筑结构的实际尺寸情况以三维数据的形式反馈到建立的机电综合管线BIM模型中，进行比对，考量实际测量值与设计值之间差值对现场施工的影响，当现场结构误差的影响导致现有建立的机电综合管线BIM模型无法满足施工要求时，及时与结构施工单位协调，改正现场结构施工错误；若误差由于建立的机电综合管线BIM模型没有全面考虑现场结构具体特点导致碰撞，则及时对建立的机电综合管线BIM模型进行调整优化；
(3)根据优化后的机电综合管线BIM模型的三维数据信息形成测量放样三维数据，并将测量放样三维数据导入测量机器人的放样管理器中，测量机器人进行现场施工放样；
(4)根据放样结果完成机电施工，并利用测量机器人对施工成果进行施工验收。
本发明进一步利用测量机器人对施工成果进行实测实量，辅助验收，将验收实测三维数据与优化后的机电综合管线BIM模型的三维数据对比；若实测值与设计值的差值不满足施工验收规范要求时为不合格，现场进行施工整改，若差值满足施工验收规范要求则为合格，以此判定验收是否合格。
步骤(2)的现场建筑结构复核测量的主要测量点位为现场预留洞标高及位置、梁底标高和巨柱倾斜度情况，这些都是影响机电管线分布的关键部位。
步骤(3)的具体步骤为：机电施工过程中管线布设、支吊架预埋点位坐标、机电设备安装轴线和净高的数据均来自于优化后的机电综合管线BIM模型的三维数据；首先，以机电综合管线BIM模型为基础，利用REVIT软件绘制设计管线支架分布图为放样三维数据提供依据也就是施工设计图；然后，根据支架分布图结合现场施工操作要求进行放样点位选取，放样点主要包括管线支架安装点位以及辅助管线吊装点位；接着，将选取的放样点位以三维坐标形式导出储存，在选取放样点前应确保施工坐标系与图纸坐标一致，能通过轴线网实现二者间的相互转化，根据点位特征分类整理放样三维数据；最后，将点位坐标三维数据及施工设计图以放样文件的形式载入测量机器人的放样管理器，测量机器人进行现场施工放样。
本发明在深化设计阶段：基于测量机器人与机电综合管线BIM模型的结合，将现场测绘所得到的结构信息与机电综合管线BIM模型中的数据对比，考量现场施工环境与设计机电综合管线BIM模型之间的偏差，为机电安装深化设计、施工工艺选择等提供依据。在施工阶段，基于测量机器人高效精确的放样定位功能，将机电综合管线BIM模型中的设计坐标与尺寸以特定的数据格式导入测量机器人，结合施工现场轴线网、控制点及标高控制线，实现精确的施工放样，推动机电安装施工工作。在施工验收阶段，基于测量机器人精确的数据采集功能，在施工完成后对现场实物进行实测实量，通过将实测数据与设计数据进行对比来检查安装质量与是否符合要求。
附图说明
图1为本发明的施工工艺流程图。
具体实施方式
结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示，1、仪器准备，为了实现该技术的应用我们选用的设备是Tablet与Trimble RTS773机器人全站仪系统。
| 设备名称 | Trimble RTS773 |
| 无线wifi通讯最大距离 | 700m |
| 水平角测角精度 | 3″ |
| 竖直角测角精度 | 2″ |
| 标准测量精度(棱镜模式) | ±2mm+2ppm |
| 最大测距(棱镜模式) | 3000m |
| 最小测距 | 1.5m |
2、建立机电综合管线BIM模型：利用REVIT软件，在建筑信息建模BIM基础上，根据原始机电设计目标、结合现有机电各专业施工技术规范要求，避免管线碰撞，有效利用有限建筑空间，建立精细实用的机电综合管线BIM模型。
3、复核建筑结构，优化机电安装工程深化设计
1)复核建筑结构，即根据机电设计具体要求和建筑结构特点到现场进行测量，采集相关部位的三维坐标。结构复核的主要测量点位包括现场预留洞标高及位置、梁底标高、巨柱倾斜度情况等影响机电管线分布的关键部位。
2)将实测实量数据与现有设计的机电综合管线BIM模型数据对比，考量实际测量值与设计值之间差值对现场施工的影响。
3)将数据对比结果以报告的形式反馈给设计部门，提出调整优化机电综合管线BIM模型或者进行结构修整的处理意见，确保设计成果的可靠性。
4、用机器人全站仪结合优化后的机电综合管线BIM模型进行施工放线
1)数据准备，施工过程中为实现精确设计施工，机电安装过程中管线布设，支吊架预埋点位坐标，机电设备安装轴线，净高等测量数据均来自于经过深化设计的机电综合管线BIM模型。首先，以设计图纸为基础，利用CAD或REVIT软件绘制设计管线支架分布图，为放样数据提供依据。然后，根据支架分布图结合现场施工操作要求进行放样点位选取，其主要包括管线支架安装点位以及辅助管线吊装点位。接着，将选取的放样点位以三维坐标形式导出储存，在选取放样点前应确保施工坐标系与图纸坐标一致，可通过轴线网实现二者间的相互转化，根据点位特征分类整理放样数据。最后，将点位坐标数据及施工设计图以放样文件的形式载入放样管理器。
2)利用测量机器人进行管线施工放样，首先，根据现场控制点，通过后方交会的方法进行仪器设站设置(确保后视角在30°至135°之间)，该方法可以确保施测精度在±3mm，同时实现在建筑平面内任意满足控制点通视要求的位置设站。完成机器人全站仪的设站之后，根据导入放样管理器中的设计图纸进行机电管线放样。其中一名测量人员操作仪器，另一名施工人员进行放样点位标注。即可完成所有机电管线的放样工作，高效准确。最后，根据不同专业的管线对放样点位进行分类标记，点位标记必须清晰准确，并及时保存测量数据。
4、全站仪辅助施工验收，首先，通过天宝机器人全站仪高效的数据采集功能，测量现场施工成果三维信息。然后，根据实测实量信息与设计模型中的信息对比分析来检查管线、设备的安装施工质量。
Claims (2)
1.一种基于BIM平台及测量机器人的机电安装工程施工方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）建立机电综合管线BIM模型：利用REVIT软件，在建筑信息建模BIM基础上，根据原始机电设计目标、结合现有机电各专业施工技术规范要求，避免管线碰撞，有效利用有限建筑空间，建立精细实用的机电综合管线BIM模型；
（2）利用测量机器人对机电施工现场建筑结构复核测量，现场建筑结构复核测量的主要测量点位为现场预留洞标高及位置、梁底标高和巨柱倾斜度情况，将复核测量机电施工现场建筑结构的实际尺寸情况以三维数据的形式反馈到建立的机电综合管线BIM模型中，进行比对，考量实际测量值与设计值之间差值对现场施工的影响，当现场结构误差的影响导致现有建立的机电综合管线BIM模型无法满足施工要求时，及时与结构施工单位协调，改正现场结构施工错误；若由于建立的机电综合管线BIM模型没有全面考虑现场结构具体特点而导致碰撞，则及时对建立的机电综合管线BIM模型进行调整优化；
（3）根据优化后的机电综合管线BIM模型的三维数据信息形成测量放样三维数据，并将测量放样三维数据导入测量机器人的放样管理器中，测量机器人进行现场施工放样；具体为：机电施工过程中管线布设、支吊架预埋点位坐标、机电设备安装轴线和净高的数据均来自于优化后的机电综合管线BIM模型的三维数据；首先，以机电综合管线BIM模型为基础，利用REVIT软件绘制设计管线支架分布图为放样三维数据提供依据，也就是施工设计图；然后，根据支架分布图结合现场施工操作要求进行放样点位选取，放样点主要包括管线支架安装点位以及辅助管线吊装点位；接着，将选取的放样点位以三维坐标形式导出储存，在选取放样点前应确保施工坐标系与图纸坐标一致，能通过轴线网实现二者间的相互转化，根据点位特征分类整理放样三维数据；最后，将点位坐标三维数据及施工设计图以放样文件的形式载入测量机器人的放样管理器，通过测量机器人进行现场施工放样；
（4）根据放样结果完成机电施工，并利用测量机器人对施工成果进行施工验收。
2.根据权利要求1所述的基于BIM平台及测量机器人的机电安装工程施工方法，其特征在于：步骤（4）利用测量机器人对施工成果进行实测实量，辅助验收，将验收实测三维数据与优化后的机电综合管线BIM模型的三维数据对比；判定验收是否合格；若实测值与设计值的差值不满足施工验收规范要求时为不合格，现场进行施工整改，若差值满足施工验收规范要求为合格。
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| GR01 | Patent grant |