CN108827255A - 一种基于bim的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法 - Google Patents

Abstract

一种基于BIM的钢‑混组合结构索塔的索鞍测量方法，属于桥梁施工技术领域，包括如下步骤：建立索塔空间三维建筑信息BIM模型；索塔外壁板在地面胎架上预拼装；采用测量机器人对胎架上拼装的索塔进行空间扫描；将索塔空间三维建筑信息BIM模型翻转至扫描完成的三维点云模型所在位置，并与之吻合；采用测量机器人放样分丝管索鞍锚固垫板角点坐标定位索鞍；索塔吊装精确定位；针对钢‑混组合结构索塔的索鞍，塔上定位受空间等限制条件影响较大，常规工艺无法精确定位，本发明从施工方案设计、方案的实施以及施工完成后的验收进行实施，通过实测数据与设计数据进行对比来检验安装质量及安装是否符合施工要求，达到施工便捷、精确定位的目的。

Description

一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，特别涉及到一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法。

背景技术

针对钢-混组合结构索塔的斜拉桥施工特点，塔上安装定位难度大，施工精度要求高特点。

常规的索鞍测量定位技术存在一些关键问题难以解决，常见的问题主要存在以下几个方面：

1、钢-混组合结构索塔以及分丝管索鞍本身无法进行加工完成后的精度验收，可能导致结构安装不匹配；

2、受钢-混组合结构的斜拉桥索塔在胎架上按长线型拼装的影响，无法在塔上进行节段的板单元拼装定位，导致分丝管索鞍的安装无法在索塔壁板安装到塔上后进行；

3、高空作业工作量大，邻近既有铁路施工安全风险大。

因此现有技术当中亟需要一种新的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对常规的索鞍安装是在索塔上定位，而钢-混组合结构索塔的索鞍，塔上定位受空间等限制条件影响较大，常规工艺无法精确定位，本发明提出了一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

步骤一、建立桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型：

依据设计文件和三维坐标信息，建立用于安装分丝管索鞍的桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型，并核对分丝管索鞍及锚块预留孔洞与钢-混组合结构索塔节段划分之间的相对位置关系是否正确；

步骤二、索塔外壁板在地面胎架上预拼装：

现场制作索塔组装胎架，按照桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型核对完成的索塔节段划分方案，将索塔按长线型在胎架上进行索塔节段拼装；

步骤三、采用测量机器人对胎架上拼装的索塔进行空间位置扫描：

采用测量机器人扫描拼装完成的索塔节段，生成带有空间坐标的三维点云模型，检查点云模型的精确度，点云模型尺寸误差在施工安装允许范围内时，提取点云模型中的特征点坐标；

步骤四、将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型翻转至扫描完成的三维点云模型所在位置，并与之吻合：

以带有空间坐标的三维点云模型为参考，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型平移翻转与之吻合，并校核吻合的精度，以此检查验收钢-混组合结构索塔壁板的拼装精度；

步骤五、采用测量机器人放样分丝管索鞍锚固垫板角点坐标定位索鞍：

桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型与带有空间坐标的三维点云模型拟合完成后，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型的三维数据信息形成测量放样三维数据导入测量机器人的放样管理器内，在测量机器人中拾取分丝管索鞍锚垫板各个角点及锚块各个角点，测量机器人进行现场分丝管索鞍锚垫板各个角点及锚块各个角点的放样与定位，定位完成后，采用焊接的方式进行索塔塔身、锚块与分丝管索鞍的临时固结；

步骤六、索塔吊装精确定位：

分丝管索鞍与索塔在胎架上的定位工作完成后，进行带有分丝管索鞍的钢-混组合结构索塔节段的吊装拼接，带有分丝管索鞍的钢-混组合结构索塔节段吊装时，全程使用测量机器人进行实时跟踪引导安装，临时固结后，使用测量机器人进行分丝管索鞍的测量检核与方位角度精调安装的质量检查工作，调整误差在监控单位给出的允许误差范围内，最后进行最终焊接定位。

所述测量机器人为徕卡MS60测量机器人。

所述预拼装索塔节段数大于等于五段。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：针对钢-混组合结构索塔的索鞍，塔上定位受空间等限制条件影响较大，常规工艺无法精确定位，针对此特点，提出一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法，该方法主要从施工方案设计、方案的实施以及施工完成后的验收进行实施，通过实测数据与设计数据进行对比来检验安装质量及安装是否符合施工要求，达到精确定位的目的。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法流程图。

具体实施方式

本发明提出了一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法，该方法的操作流程如下：熟悉掌握设计文件及徕卡MS60测量机器人的使用方法；根据设计文件和建模规则建立安装分丝管索鞍的桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型，完成钢-混组合结构索塔节段外壁板预拼装并进行实体点云扫描，将获取的实体点云数据进行建模，得到点云模型，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型与点云模型拟合，进行对比分析，检查桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型与预拼装索塔是否满足精度要求，若满足精度要求，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型的三维数据信息形成测量放样三维数据导入徕卡MS60测量机器人的放样管理器内，徕卡MS60测量机器人进行现场分丝管索鞍锚垫板角点及锚块角点的放样与定位，通过徕卡MS60测量机器人实现带分丝管索鞍的桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型与预拼装索塔互通，若不满足要求，进行预拼装索塔检查、局部修正，直至满足精度要求后再通过徕卡MS60测量机器人实现带分丝管索鞍的桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型与预拼装索塔互通，测量定位分丝管索鞍和锚块，索塔节段安装进行动态跟踪，精确定位，徕卡MS60测量机器人对吊装定位的索塔节段进行扫描，进行质量验收，判断精度是否满足要求，若满足要求，填写验收记录，施工完成，若不满足要求局部修正、整改，直至满足要求，填写验收记录，施工完成；

具体步骤如下：

步骤一、建立桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型：

依据设计文件和三维坐标信息，建立用于安装分丝管索鞍的桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型，并依据设计转体角度将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型顺时针旋转90度，核对分丝管索鞍及锚块预留孔洞与钢-混组合结构索塔节段划分之间的相对位置关系是否正确；

步骤二、索塔外壁板在地面胎架上预拼装：

现场制作索塔组装胎架，将加工好的索塔构件单元，按照由下至上的顺序进行预拼装，预拼装索塔节段数不应少于5段，确保索塔整体线型的准确性，具体在桥址附近组装索塔支座胎架，按照桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型核对完成的索塔节段划分和碰撞检查后的细部优化方案，将索塔按长线型在胎架上进行索塔节段拼装；

步骤三、采用徕卡MS60测量机器人对胎架上拼装的索塔进行空间位置扫描：

应用徕卡MS60测量机器人扫描拼装完成的索塔节段，生成带有空间坐标的三维点云模型，检查点云模型的精确度，如果点云模型尺寸误差在施工安装允许范围内，提取点云模型中的特征点坐标，具体主要采集索塔节段上下椭圆截面长短轴端点坐标信息共八处；

将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型翻转至扫描完成的三维点云模型所在位置，并与之吻合：

将徕卡MS60测量机器人采集的坐标数据输入建模软件，依据采集坐标数据，将胎架上索塔节段对应的桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型还原至坐标数据对应位置的点云模型，具体以带有空间坐标的三维点云模型为参考，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型平移翻转与之吻合，并校核吻合的精度，以此检查验收钢-混组合结构索塔壁板的拼装精度；

步骤五、采用徕卡MS60测量机器人放样分丝管索鞍锚固垫板角点坐标定位索鞍：

桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型与带有空间坐标的三维点云模型拟合完成后，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型的三维数据信息形成测量放样三维数据导入徕卡MS60测量机器人的放样管理器内，在徕卡MS60测量机器人中拾取分丝管索鞍锚垫板各个角点及锚块各个角点，徕卡MS60测量机器人进行现场分丝管索鞍锚垫板各个角点及锚块各个角点的放样与定位，定位完成后，采用焊接的方式进行索塔塔身、锚块与分丝管索鞍的临时固结；

步骤六、索塔吊装精确定位：

分丝管索鞍与索塔在胎架上的定位工作完成后，进行带有分丝管索鞍的钢-混组合结构索塔节段的吊装拼接，带有分丝管索鞍的钢-混组合结构索塔节段吊装时，全程使用徕卡MS60测量机器人进行实时跟踪引导安装，临时固结后，使用徕卡MS60测量机器人进行分丝管索鞍的测量检核与方位角度精调等安装质量检查工作，调整误差在监控单位给出的允许误差范围内，最后进行最终焊接定位。

Claims (3)

1.一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

步骤一、建立桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型：

依据设计文件和三维坐标信息，建立用于安装分丝管索鞍的桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型，并核对分丝管索鞍及锚块预留孔洞与钢-混组合结构索塔节段划分之间的相对位置关系是否正确；

步骤二、索塔外壁板在地面胎架上预拼装：

现场制作索塔组装胎架，按照桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型核对完成的索塔节段划分方案，将索塔按长线型在胎架上进行索塔节段拼装；

步骤三、采用测量机器人对胎架上拼装的索塔进行空间位置扫描：

采用测量机器人扫描拼装完成的索塔节段，生成带有空间坐标的三维点云模型，检查点云模型的精确度，点云模型尺寸误差在施工安装允许范围内时，提取点云模型中的特征点坐标；

步骤四、将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型翻转至扫描完成的三维点云模型所在位置，并与之吻合：

以带有空间坐标的三维点云模型为参考，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型平移翻转与之吻合，并校核吻合的精度，以此检查验收钢-混组合结构索塔壁板的拼装精度；

步骤五、采用测量机器人放样分丝管索鞍锚固垫板角点坐标定位索鞍：

桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型与带有空间坐标的三维点云模型拟合完成后，将桥梁索塔空间三维建筑信息BIM模型的三维数据信息形成测量放样三维数据导入测量机器人的放样管理器内，在测量机器人中拾取分丝管索鞍锚垫板各个角点及锚块各个角点，测量机器人进行现场分丝管索鞍锚垫板各个角点及锚块各个角点的放样与定位，定位完成后，采用焊接的方式进行索塔塔身、锚块与分丝管索鞍的临时固结；

步骤六、索塔吊装精确定位：

分丝管索鞍与索塔在胎架上的定位工作完成后，进行带有分丝管索鞍的钢-混组合结构索塔节段的吊装拼接，带有分丝管索鞍的钢-混组合结构索塔节段吊装时，全程使用测量机器人进行实时跟踪引导安装，临时固结后，使用测量机器人进行分丝管索鞍的测量检核与方位角度精调安装的质量检查工作，调整误差在监控单位给出的允许误差范围内，最后进行最终焊接定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法，其特征是：所述测量机器人为徕卡MS60测量机器人。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的钢-混组合结构索塔的索鞍测量方法，其特征是：所述预拼装索塔节段数大于等于五段。