CN118171359A - 基于bim技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，涉及建筑工程技术领域。建造方法包括以下步骤：基于BIM技术构建大跨度地下空间正交拱形结构的三维虚拟模型并从中获取梁柱根部点位的三维空间坐标，将坐标信息提供给现场测量放线人员确定弧形梁的定位；基于BIM技术创建拱形结构的高支模模型，指导满堂脚手架的搭设；通过借助三维虚拟模型生成箍筋模型；对模板进行定型加工；使用BIM技术和参数化建模工具进行优化浇筑施工顺序；施工完成后利用三维扫描仪对现场异形结构梁柱进行扫描，建立物体的三维影像模型。通过将BIM技术与施工相融合，实现高效施工、减少浪费、提高施工质量并确保工程安全。
Description
技术领域
本申请涉及建筑工程技术领域，具体而言，涉及一种基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法。
背景技术
近年来随着经济的飞速发展，城市人口的不断增加，为了缓解城市居住、交通等压力，开发地下空间已经成为了当代城市规划和基础设施建设的一个紧迫挑战，以此最大限度地利用有限的土地资源。地下空间可以被灵活地用于各种不同的目的，包括交通系统、停车设施、商业和娱乐场所、仓库、污水处理设施等等。为了支撑这些地下工程，通常需要具备卓越承重能力和稳定性的结构，以支撑和维护这些地下工程的可靠性。正交拱形结构作为一种出色的建筑设计，被广泛应用于支撑大跨度地下空间的工程项目。其核心原理在于通过独特的拱形元素交叉排列，有效地分散和传递负载。这些拱形元素以不同角度的斜交方式相互交叉，为整个结构提供了均匀分布的支持。正交拱形结构的独特之处在于其能够承受巨大的压力，而无需内部支柱或柱子的支撑，这为地下空间提供了更广阔和无障碍的使用空间，为城市的可持续性和发展提供了强有力的解决方案。
然而，正交拱形结构由于其结构形式异样，存在不规则结构形式，在施工过程中带来了显著挑战。首先，正交拱形结构在节点处需将多根拱形结构梁以不同角度斜交，这种交叉节点需要精确的构造和焊接，以确保结构的稳定性和强度，因此对焊接质量和材料的选择要求非常严格。其次，由于正交拱形结构的复杂性，需要精准的钢筋排布以确保结构的稳定性和均匀分布负荷。再次，正交拱形结构的施工需要极高的精度，拱形的几何形状和角度必须精确符合设计要求，否则会影响结构的稳定性和性能。
基于此，本申请提供一种基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法。
发明内容
本申请实施例提供一种基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，通过将BIM技术与大跨度地下空间正交拱形结构施工相融合，实现高效施工、减少浪费、提高施工质量并确保工程安全。
本申请实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其包括以下步骤：
基于BIM技术构建大跨度地下空间正交拱形结构的三维虚拟模型；
在所述三维虚拟模型中添加多个特征参数点，以获取梁柱根部点位的三维空间坐标，并将坐标信息提供给现场测量放线人员，并确定弧形梁的定位；
基于BIM技术创建拱形结构的高支模模型，通过可视化交底指导满堂脚手架的搭设；
通过提取所述三维虚拟模型的结构梁曲线作为钢筋放样路径，根据柱截面布置钢筋根数，通过放样生成主筋和箍筋，在放样路径起点建立模型组，通过曲线阵列生成箍筋模型；同时指导安装前的钢筋按编号下斜和预弯；
对模板进行定型加工；
通过所述三维虚拟模型找出正交拱形结构的关键部位和构件；使用BIM技术和参数化建模工具进行优化浇筑施工顺序；
施工完成后利用三维扫描仪对现场异形结构梁柱进行扫描，获取正交拱形结构表面的高分辨率三维坐标数据，从而建立物体的三维影像模型。
在一种可能的实施方案中，所述三维虚拟模型中包括所述正交拱形结构的整体形式、钢筋排布、拱形、节点和支护构件信息。
在一种可能的实施方案中，在所述三维虚拟模型中添加多个特征参数点的步骤之前，先在所述三维虚拟模型中对正交拱形结构的钢筋、梁和板进行深化建模，以精确地构建大跨度地下空间正交拱形结构的各个组成部分。
在一种可能的实施方案中，所述三维虚拟模型还包括施工顺序、工程进度和施工方法的数据。
在一种可能的实施方案中，放线人员结合坐标信息以及传统测量、GPS、激光定位、自动放线机器人空间定位，以确定所述弧形梁的定位。
在一种可能的实施方案中，在施工过程中借助物联网和BIM技术实时监测所述模板和所述正交拱形结构的变形和位移。
在一种可能的实施方案中，所述对模板进行定型加工的步骤包括：利用BIM技术的参数化功能对模板进行设计分割，导出所述模板的深化图纸，生成所述模板的编号及对应尺寸报表，输入数控机床进行所述模板的定型加工。
在一种可能的实施方案中，所述箍筋模型生成后，还包括检查箍筋模型碰撞情况，合理优化钢筋布置的步骤。
本申请实施例至少具有如下有益效果：
本申请的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，使用BIM技术和精益建造原则，通过空间定位与控制、高支模搭设、钢筋布置、模板定型等技术，确保了施工的精确性，减少了重复工作和修正错误。并且高支模搭设和模板定型的标准化过程进一步提高了施工效率。通过整合数据和实时信息共享，施工团队能够更好地协作和调整工作计划，确保施工流程的顺畅进行。而且，通过参数化建模，能够更精确地计划和管理所需的材料，从而减少材料浪费，提高资源利用效率。并且，优化的浇筑顺序能够节省劳动力成本和时间成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
本申请实施例提供一种基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，请参照图1，其包括以下步骤：
(1)基于BIM技术构建大跨度地下空间正交拱形结构的三维虚拟模型；所述三维虚拟模型中包括所述正交拱形结构的整体形式、钢筋排布、拱形、节点和支护构件信息。通过融合物联网、云计算等技术，在项目施工前构建三维虚拟建造场景，用于指导施工。
进一步地，在所述三维虚拟模型中对正交拱形结构的钢筋、梁和板进行深化建模，以精确地构建大跨度地下空间正交拱形结构的各个组成部分。此外，所述三维虚拟模型还包括施工顺序、工程进度和施工方法的数据。通过与结构施工过程有关的数据结合，进行连续改进，优化工程流程以提高效率。
(2)在所述三维虚拟模型中添加多个特征参数点，以获取梁柱根部点位的三维空间坐标，并将坐标信息提供给现场测量放线人员，并确定弧形梁的定位。
其中，放线人员可以结合坐标信息以及传统测量、GPS、激光定位、自动放线机器人空间定位，来确定所述弧形梁的定位。由于弧形梁的精确空间定位对结构成型质量至关重要，而采用上述的方法能够精准地确定弧形梁的定位。
(3)基于BIM技术创建拱形结构的高支模模型，通过可视化交底指导满堂脚手架的搭设。
由于正交拱形结构的高度和复杂性，属于高支模作业，不同于一般的结构形式，正交拱形结构的弧形梁对高支模架体搭设要求更为严格。借助BIM技术创建拱形结构的高支模模型，通过可视化交底指导满堂脚手架的搭设，能够确保拱结构的精准成型。
(4)由于正交拱形结构节点处多根拱形结构梁以不同角度斜交，因此通过提取所述三维虚拟模型的结构梁曲线作为钢筋放样路径，根据柱截面布置钢筋根数，通过放样生成主筋和箍筋，在放样路径起点建立模型组，通过曲线阵列生成箍筋模型；同时指导安装前的钢筋按编号下斜和预弯，通过设计优化以此减少浪费和多余工序，提高工程效率。
其中，箍筋模型生成后，还包括检查箍筋模型碰撞情况，合理优化钢筋布置的步骤。
(5)对模板进行定型加工。示例性地，利用BIM技术的参数化功能对模板进行设计分割，导出所述模板的深化图纸，生成所述模板的编号及对应尺寸报表，输入数控机床进行所述模板的定型加工，以保障梁体尺寸弧度的精确和流畅，从而实现清水混凝土施工的高效精准。
(6)通过所述三维虚拟模型找出正交拱形结构的关键部位和构件；使用BIM技术和参数化建模工具进行优化浇筑施工顺序，以此避免不必要的工作重复和浪费。
同时，在施工过程中借助物联网和BIM技术实时监测所述模板和所述正交拱形结构的变形和位移。以确保它们与设计一致。如果出现偏差，可以及时调整并纠正，确保结构的稳定性。
(7)施工完成后利用三维扫描仪对现场异形结构梁柱进行扫描，获取正交拱形结构表面的高分辨率三维坐标数据，从而建立物体的三维影像模型。为后续的大跨度地下空间精装模型的搭建创造了条件。
综上，本申请的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，使用BIM技术和精益建造原则，通过空间定位与控制、高支模搭设、钢筋布置、模板定型等技术，确保了施工的精确性，减少了重复工作和修正错误。并且高支模搭设和模板定型的标准化过程进一步提高了施工效率。通过整合数据和实时信息共享，施工团队能够更好地协作和调整工作计划，确保施工流程的顺畅进行。
而且，通过参数化建模，能够更精确地计划和管理所需的材料，从而减少材料浪费，提高资源利用效率。并且，优化的浇筑顺序能够节省劳动力成本和时间成本。通过实时监测和控制，能够检测正交拱形结构施工过程中潜在的问题并及时采取措施，从而提高工程质量，减少施工缺陷，以确保项目的可靠性。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
基于BIM技术构建大跨度地下空间正交拱形结构的三维虚拟模型；
在所述三维虚拟模型中添加多个特征参数点，以获取梁柱根部点位的三维空间坐标，并将坐标信息提供给现场测量放线人员，并确定弧形梁的定位；
基于BIM技术创建拱形结构的高支模模型，通过可视化交底指导满堂脚手架的搭设；
通过提取所述三维虚拟模型的结构梁曲线作为钢筋放样路径，根据柱截面布置钢筋根数，通过放样生成主筋和箍筋，在放样路径起点建立模型组，通过曲线阵列生成箍筋模型；同时指导安装前的钢筋按编号下斜和预弯；
对模板进行定型加工；
通过所述三维虚拟模型找出正交拱形结构的关键部位和构件；使用BIM技术和参数化建模工具进行优化浇筑施工顺序；
施工完成后利用三维扫描仪对现场异形结构梁柱进行扫描，获取正交拱形结构表面的高分辨率三维坐标数据，从而建立物体的三维影像模型。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，所述三维虚拟模型中包括所述正交拱形结构的整体形式、钢筋排布、拱形、节点和支护构件信息。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，在所述三维虚拟模型中添加多个特征参数点的步骤之前，先在所述三维虚拟模型中对正交拱形结构的钢筋、梁和板进行深化建模，以精确地构建大跨度地下空间正交拱形结构的各个组成部分。
4.根据权利要求1～3任一项所述的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，所述三维虚拟模型还包括施工顺序、工程进度和施工方法的数据。
5.根据权利要求1所述的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，放线人员结合坐标信息以及传统测量、GPS、激光定位、自动放线机器人空间定位，以确定所述弧形梁的定位。
6.根据权利要求1所述的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，在施工过程中借助物联网和BIM技术实时监测所述模板和所述正交拱形结构的变形和位移。
7.根据权利要求1所述的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，所述对模板进行定型加工的步骤包括：利用BIM技术的参数化功能对模板进行设计分割，导出所述模板的深化图纸，生成所述模板的编号及对应尺寸报表，输入数控机床进行所述模板的定型加工。
8.根据权利要求1所述的基于BIM技术大跨度地下空间正交拱形结构的建造方法，其特征在于，所述箍筋模型生成后，还包括检查箍筋模型碰撞情况，合理优化钢筋布置的步骤。
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