基于三维激光扫描和BIM模型在桥梁施工阶段质量管理中的研究
三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究
三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究引言:桥梁是现代交通建设中常见的基础设施之一,其稳定性和安全性对人们的生活和经济发展起到至关重要的作用。
然而,桥梁的变形对其结构完整性和可靠性造成了一定的威胁。
在过去,对桥梁的变形监测主要依赖传统的测量和观测手段,例如总线测量仪、全站仪等。
然而,这些传统方法存在测量效率低、操作繁琐、精度受限等问题。
为了更好地监测桥梁的变形,三维激光扫描技术应运而生。
一、三维激光扫描技术简介三维激光扫描技术是一种快速、高精度的非接触式测量技术,通过激光传感器将物体表面的形状和纹理信息转化为三维点云数据,再通过相应的算法进行数据处理和分析。
相比传统测量手段,三维激光扫描技术具有测量速度快、测量精度高、操作简单等优点,因此被广泛应用于桥梁变形监测领域。
二、三维激光扫描技术在桥梁变形监测中的作用1. 高精度测量三维激光扫描技术可以实现对桥梁变形的高精度测量。
它能够精确捕捉桥梁表面的形变和变形,并生成真实的变形图像。
这对于及时发现桥梁的异动、分析桥梁的结构安全性以及制定相应的修复方案具有重要意义。
2. 全面监测三维激光扫描技术能够全面监测桥梁变形的多个方面,包括表面形状变化、结构裂缝、沉降变化等。
这可以帮助工程师全面了解桥梁的变形情况,提前采取相应的预防措施,从而保证桥梁的运行安全。
3. 实时监测三维激光扫描技术可以实时监测桥梁变形情况。
通过设置相应的监测设备和软件系统,桥梁的变形信息可以即时传送到监控中心,并进行实时分析和评估。
一旦发现桥梁发生异常变形,相应的警报和措施会立即启动,确保人们的生命和财产安全。
三、案例分析以某市茅洲河大桥为例,使用三维激光扫描技术进行桥梁变形监测,取得了丰硕的成果。
通过对茅洲河大桥的激光扫描,工程师们获得了高精度的桥梁变形数据,并生成了真实的三维模型。
通过对比不同时间段的激光扫描数据,工程师们发现桥梁表面存在微小的裂缝以及局部下沉的情况。
基于三维激光扫描和BIM模型在桥梁施工阶段质量管理中的研究
2014年第8期▲2014年第8期总第210期BIM 专题doi :10.3969/j.issn.1673-1093.2014.08.019收稿日期:2014-05-02;修回日期:2014-05-050 引言随着我国经济的飞速发展,特别是近十几年间我国桥梁在全国各地以前所未有的规模和速度在发展,尤其在我国西部,由于地形和地质条件的限制,许多地方是“以桥带路”。
然而据媒体的不完全统计,2007-2012年全国共有37座桥梁垮塌,平均每年有7.4座“夺命桥”,造成了巨大的人身和财产损失。
桥梁的质量问题成为人们关注的焦点。
现阶段国内的桥梁质量管理中事后监督控制以桥梁的维护和加固居多,桥梁事中过程控制缺乏有效的质量监测,甚至是桥梁事前预防控制中缺少设计优化,直到施工过程中出现问题才去解决施工前应该预测出的质量问题。
1 国内桥梁质量管理现状新中国成立以来,经过65年的建筑实践和经验的积累,施工质量管理取得了很大的成就。
在施工中建立了质量控制管理机构,组成了专业质量管理和群众质量管理相结合的体质,提倡三结合,建立了“三检”制度。
桥梁的质量管理有了稳步的进步和发展。
但近年来,在桥梁质量管理方面也出现了一些突出的问题:1)桥梁质量管理意识薄弱。
管理者质量管理意识薄弱导致不重视设计,不重视技术的创新以及不重视质量监控等,这是一切质量问题的源头。
2)施工阶段存在质量管理问题。
施工阶段质量管理缺乏全面的质量控制,例如技术设备比较落后,不采用新技术,材料监管不力等降低了桥的质量。
3)存在违规施工现象。
由于施工人员自身知识和技术的局限性,出现施工流程的不当,施工构件和隐蔽工程的操作不当等问题,同时不易进行监控,留下质量问题和安全隐患。
2 基于三维激光扫描和BIM 模型在桥梁施工质量管理中的应用2.1 BIM 在桥梁质量管理中的应用建筑信息模型BIM (Building Information Mo-deling )是近年来建筑中的一个热点,BIM 技术是以三维数字技术为依托建立起来的一个集成了工程项目中各种相关信息的数据模型。
BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究
BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究一、研究背景和意义随着科技的不断发展,建筑信息模型(BIM)技术在工程设计领域的应用越来越广泛。
BIM技术是一种基于三维可视化的建筑设计和施工管理工具,它通过将建筑物的设计、施工和运营等各个阶段的信息进行整合,实现信息的共享和协同,从而提高工程设计的质量和效率。
桥梁工程作为一项重要的基础设施建设项目,其设计和施工过程中涉及到的技术问题和管理难点较多,研究BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用具有重要的理论和实践意义。
研究BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用有助于提高桥梁工程的设计质量。
传统的桥梁工程设计方法往往依赖于二维平面图和立面图,这种设计方法难以直观地展示桥梁的结构形式和空间关系,容易导致设计缺陷和错误。
而BIM技术可以实现桥梁结构的三维可视化,使得设计师能够更加直观地了解桥梁的结构特点和性能要求,从而提高设计质量。
研究BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用有助于提高桥梁工程的施工效率。
BIM技术可以将桥梁工程的设计信息与施工现场的实际情况进行实时对接,为施工人员提供准确的施工指导和技术支持。
BIM技术还可以实现桥梁工程的模拟施工,帮助施工人员提前发现和解决可能出现的问题,从而降低施工风险,提高施工效率。
研究BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用有助于提高桥梁工程的管理水平。
传统的桥梁工程设计和管理方式往往缺乏有效的信息沟通和协调机制,容易导致设计与施工之间的矛盾和冲突。
而BIM技术可以实现桥梁工程各阶段信息的集成和共享,为管理者提供全面、准确的信息支持,有助于提高桥梁工程的管理水平。
研究BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用具有重要的理论和实践意义。
通过对BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用进行深入研究,可以为桥梁工程的设计、施工和管理提供更加科学、有效的技术支持,从而推动桥梁工程的发展。
B一、技术在工程设计中的应用和发展现状结构设计:BIM技术可以实现桥梁结构的可视化设计,通过对结构的动态分析,可以提前发现潜在的问题和风险,为结构优化提供依据。
BIM结合三维激光扫描技术的应用——以钢结构桥梁施工监测为例
BIM结合三维激光扫描技术的应用以钢结构桥梁施工监测为例吴思承(安徽理工大学土木工程与建筑学院ꎬ安徽㊀淮南㊀232001)收稿日期:2018-03-31作者简介:吴思承(1993-)ꎬ男ꎬ湖北仙桃人ꎬ在读硕士研究生ꎬ主要研究方向:BIM技术在工程建设上的应用ꎮ摘㊀要:本文研究了BIM与三维激光扫描技术结合在桥梁钢结构施工监测中的应用ꎬ第一个应用是通过定期对施工现场的钢管拱进行三维激光扫描ꎬ将处理后的点云数据与设计模型进行对比ꎬ能够将施工质量以可视化的方式进行呈现ꎬ便于检验和控制施工质量ꎻ第二个应用是通过三维激光扫描技术对现场单根构件扫描后进行预拼装ꎬ以指导现场施工ꎬ对于该施工工艺ꎬ只做了初步尝试ꎮ关键词:BIMꎻ三维激光扫描技术ꎻ钢结构ꎻ施工监测ꎻ预拼装中图分类号:TU71文献标志码:B文章编号:1672-4011(2018)10-0106-02DOI:10 3969/j issn 1672-4011 2018 10 0540㊀前㊀言运用传统的测量技术对桥梁钢结构变形监测是在关键部位布置监测点ꎬ只能采集单一的数据ꎬ无法在整体上反映结构的变形ꎮ但是运用三维激光扫描技术ꎬ可以深入到复杂的现场环境进行扫描操作ꎬ并可以直接实现各种大型的㊁复杂的㊁不规则㊁非标准的实体三维数据的完整采集ꎬ进而通过相应的后处理软件重构出实体的线㊁面㊁体㊁空间等各种三维数据[1]ꎮ将现场扫描的三维点云模型与设计模型进行对比ꎬ可以很形象直观地得到钢拱桥线性的变化ꎮ1㊀三维激光扫描技术特点三维激光扫描技术又称 实景复制技术 ꎬ它利用向被测对象发射激光束和接收由被测物体发射回来的激光信号获取被测对象的空间坐标信息ꎮ上述三维坐标信息可导入AutoCAD㊁Sketchup㊁Revit等三维软件进行后续工程设计[2]ꎮ三维激光扫描仪作为一种可以快速获取空间数据的新型技术ꎬ可重建三维模型ꎬ进行逆向建模实现可视化ꎬ越来越多地被应用于工程建设领域ꎬ它利用激光单元进行非接触式全自动高精度测量ꎬ得到完整㊁连续的全景点三维坐标[3]ꎮ对于非接触测量㊁柔性物体的测量问题㊁危险领域的测量问题以及文物测量ꎬ三维扫描技术能以不损伤物体的手段获得文物的外形尺寸ꎮ与传统的测绘方式相比ꎬ其获取数据的特点和方式ꎬ弥补了传统测量方法的弊端ꎮ综合得ꎬ三维激光扫描技术具有如下其他测绘技术所不具备的技术优势ꎮ1)非接触式ꎮ该技术能在不接触测量物体的情况下获得其表面的三维信息ꎬ并且所采集的数据完全真实可靠ꎬ无需反射棱镜ꎬ没有白天黑夜的限制ꎮ在目标危险㊁环境恶劣㊁人员无法到达的情况下ꎬ传统测量技术无法完成ꎬ利用三维激光扫描技术便可很方便地解决问题ꎮ2)高精度㊁高分辨率ꎮ三维激光扫描技术突破单点测量方式ꎬ以高密度㊁高精度获取海量点云数据ꎬ对目标点扫描细致ꎬ从而达到高分辨率的目的ꎮ3)数据获取速度快ꎮ激光扫描技术采集目标空间数据ꎬ速度高达数十万点每秒ꎬ可以快速获取大构件或大体积目标的空间信息ꎮ4)数字化程度高㊁扩张性强ꎮ该技术采集的信息为数字信号ꎬ具有全数字特征ꎬ易自动化ꎬ可靠性好ꎬ易于后期处理㊁分析及输出ꎮ而且后处理软件用户界面友好ꎬ能够与其他常用软件进行数据交换及共享ꎬ可与外界数码相机GPS配合使用ꎬ具有较好的扩展性ꎮ2㊀工程概况大小井特大桥跨越大井河ꎬ距离省级风景区大小井1.5kmꎬ大桥主跨为450m的上承式钢管混凝土拱桥ꎬ桥梁左幅桥长1501mꎻ右幅桥长1486mꎮ桥型布置为9ˑ40m(预应力混凝土先简支后结构连续T梁)+450m钢管混凝土拱桥+16ˑ40m(预应力混凝土先简支后结构连续T梁)ꎮ其中主拱圈的工地拼装是本工程的重点工程ꎬ片体拼装采用卧装ꎬ第1轮拼装采用 3+1 匹配形式ꎬ后面每轮采用 2+1 ꎬ即每轮最后一个节段试装完后作为下一轮试装的基准段ꎮ根据大小井特大桥的结构特点ꎬ重视制造精度ꎬ控制焊接变形是保障桥梁线形和尺寸正确性的关键ꎮ3㊀BIM结合三维激光扫描技术的应用3.1㊀BIM技术在主拱圈安装的运用通过BIM技术ꎬ运用Tekla软件ꎬ我们建立了大小井特大桥钢结构BIM深化模型ꎬ如图1所示ꎮ模型精度高达LOD300ꎬ模型单元等同于传统施工图纸和深化施工图层次ꎬ此模型已能很好地用于成本估算以及施工协调ꎬ施工进度计划及可视化ꎬ并在建模过程中对模型中的所有零构件及节段赋予编码ꎬ实现 一物一码 ꎮ将建立好的深化模型导入模拟软件(如Navisworks㊁Synchro㊁DELMIA等)ꎬ依据已制定的拱架拼装施工方案ꎬ考虑时间维度ꎬ进行钢拱架预拼装工艺4D模拟ꎬ预演整个预拼装施工流程ꎬ包括节段预拼装和整体拱架的预施工拼装ꎬ预拼装过程中ꎬ赋予模型尺寸㊁材料㊁焊缝信息㊁涂装㊁拼装顺序㊁拼装线形等相关信息ꎬ并将最终预拼装完成的模型存档ꎬ作为后续钢结构安装的依据ꎮ优化拱架预拼装方案及施工进度ꎬ做好施工要素的组织工作ꎮ将最终的演示模型作为作业技术交底ꎬ合理安排拱架安装工序衔接ꎬ控制钢拱架安装精度ꎮ3.2㊀三维激光扫描技术助力钢结构变形监测大小井特大桥所采用的三维激光扫描仪是德国生产的Z+FIMAGER5010Cꎬ其水平视野为360ʎꎬ垂直视野为320ʎꎬ最大扫描速度高达101.6万点/sꎬ分辨率为0.1mmꎬ扫描精度为0.2mmꎬ三维激光扫描作业流程主要分为外业数据采集和内业数据处理两大部分ꎮ其中外业处理包括:现场勘查601即查看现场地形ꎬ确定监测范围ꎬ选定三维激光扫描仪的测站点ꎬ对于特殊㊁困难地区ꎬ应适当加密设置测站点ꎬ以便从多个角度扫描ꎬ消除盲区ꎮ由于三维激光扫描仪的测程是有限的ꎬ另外在施工现场还存在障碍物不能遮挡的情况ꎬ所以对一个整体构件往往需要设置多个测站点来完成对整个构件的扫描任务ꎮ根据标靶球或标靶纸进行不同测站之间数据的拼接(此处需要注意两个测站点之间应有2个或2个以上的标靶是重复的ꎬ否则会影响点云的拼接精度)ꎮ采样间隔不应太大ꎬ通常扫描仪距被测物体的距离应在5~10m为宜ꎮ现场测量如图2所示ꎮ图1㊀大小井桥钢结构深化模型㊀图2经过外业扫描得到的三维点云数据量庞大ꎬ其中既包含有用的数据ꎬ也包含人㊁仪器㊁梯子等无用的数据ꎬ我们将这些数据称为噪声数据ꎮ由于扫描的对象与需要获取的对象信息之间存在误差ꎬ在扫描钢结构表面信息时ꎬ会把一些不需要的信息带进去ꎬ这样就增加了点云信息的数据量ꎬ导致信息的偏差ꎬ去除掉不必要的点才可以进行下一步的操作ꎬ有利于后期设计模型与三维点云模型进行对比ꎮ现场采集的点云数据以zfs的格式保存在扫描仪的硬盘中ꎬ将zfs格式的数据导入到Z+FLaserControl软件中进行内业处理ꎬ通过标靶球将每站的数据进行连接ꎬ使扫描的数据连接成一个整体ꎬ然后再将数据以asc的格式输出ꎬ输出后的数据紧接着导入到GeomagicQualify软件中ꎬ此时的数据还有许多杂点ꎬ我们可以用手动删除或数据滤波两种方式对噪声点进行处理ꎬ处理后的三维点云模型如图3所示在Tekla软件中导出与点云模型相对应的构件ꎬ将导出的sketchup文件在3dsMax软件中转换成3ds文件ꎬ因为在GeomagicQualify软件中对sketchup的文件是无法识别的ꎮ将三维建模软件与三维点云模型通过N点对齐㊁最佳拟合对齐㊁基于特征对齐等方式进行对齐ꎬ对配准后的2个模型进行对比分析ꎬ分析完成后ꎬ我们可以创建报告ꎬ根据报告我们可以很直观地监测钢结构的变形ꎮ报告部分内容如图4所示ꎬ在报告中我们可以非常直观地就可以了解到整钢管拱的整体变形ꎬ在软件中我们可以通过 注释 命令来对一定范围内的三维模型点云与设计模型的偏差进行详细地了解ꎮ最后我们将三维激光扫描监测的变形结构与监控单位用全站仪进行逐点监测的结构进行了对比分析表明ꎬ三维激光扫描技术可以更好地运用于钢结构整体变形监测ꎮ图3㊀三维点云模型㊀图4㊀扫描报告3.3㊀三维激光扫描技术在钢结构预拼装上的应用由于受运输㊁吊装等条件的限制ꎬ钢管拱在工厂内加工成杆件ꎬ运输到现场进行工地拼装和吊装ꎬ为了保证安装的顺利进行ꎬ应根据构件或结构的复杂程序和设计要求ꎬ在出厂前进行预拼装ꎬ运用三维激光扫描技术对每一根杆件进行扫描ꎬ将点云数据记录下来ꎬ通过Z+FLaserControl㊁GeomagicQualify等软件对杆件开展预拼装ꎮ我们取了2个相对应的上弦杆作为实验ꎬ需要对这2个构件单独扫描ꎬ得到其独立的点云数据ꎬ将点云数据经过前处理后导入GeomagicQualify进行预拼ꎮ主要拼接手段有:拟合管件与法兰的接口处特征(如螺柱㊁圆心及圆边)ꎬ通过相接处特征约束使得管件与法兰的接口在空间位置上进行合并拼接ꎬ即分别拟合对应拼接位置的法兰内接头特征ꎬ匹配安装节段对接接头内法兰进行对齐ꎬ如将1号上弦杆的法兰内管圆拟合与法兰接口部圆进行对齐ꎬ即相当于预拼了1号上弦杆与法兰ꎬ再将法兰的另一边孔径与2号上弦杆端口圆拟合对齐ꎬ预拼法兰与2号片体ꎬ同理通过其他法兰拼接好3号及4号法兰ꎮ虚拟预拼装完成的的三维点云模型如图5所示ꎬ经过虚拟预拼装ꎬ分析拼装误差ꎬ快速检验制作精度ꎬ检查拱肋主管线性ꎬ以指导节段拼装修正ꎮ图5㊀预拼装点云模型4㊀结㊀论与传统的监测变形相比ꎬ三维激光扫描测量技术的优势表现在:高精度㊁高分辨率ꎻ数据采样率高和采样速度快ꎻ数字化程度高ꎬ扩展性强ꎻ可重建三维模型ꎬ实现可视化等方面[4]ꎮ目前将BIM与三维激光扫描技术相结合用于桥梁钢结构变形监测还不够普遍ꎬ尽管三维激光扫描作为具有很强的使用价值和应用前景的技术的应用已经广泛和成熟ꎬ但是仅限于一些典型建筑物变形监测案例的辅助手段或者实验阶段ꎬ并没有成为核心技术ꎮ而且将三维激光扫描技术用于大型构件的虚拟预拼装也只处于实验阶段ꎬ还没有得到足够的推广ꎮ本文将BIM和三维激光扫描技术的结合成功运用于大小井特大桥的钢拱桥施工中ꎬ表明智能信息化施工将是建筑施工的发展趋势ꎮ相信随着科学技术的迅猛发展ꎬ企业可持续发展的需求ꎬ三维激光扫描技术这种 所见即所得 的测量方式以及BIM必将在桥梁道路工程测量㊁文物㊁模具㊁航天等领域得到广泛应用ꎮ[ID:006652]参考文献:[1]㊀赵有山ꎬ郭明ꎬ段向胜.大跨钢结构施工过程整体变形监测技术研究[J].工程质量ꎬ2014ꎬ32(3):3-4.[2]㊀李小飞ꎬ李赟ꎬ张林ꎬ等.基于三维激光扫描的BIM技术在上海世茂深坑酒店方案优化中的应用[J].施工技术ꎬ2015ꎬ45(10):30-31.[3]㊀何建军ꎬ危鼎.三维扫描技术结合BIM在佘山深坑酒店项目的应用[J].土木工程建筑信息技术ꎬ2015ꎬ7(4):31-38.[4]㊀张艳敏.Trimble三维扫描仪在住宅工程分户质量验收中的应用[J].测绘通报ꎬ2014ꎬ60(12):127-128.701。
课题《基于bim及3d激光扫描技术的装配式节段梁精细化施工与管理研究》
课题《基于bim及3d激光扫描技术的装配式节段梁精细化施工与管理研究》
该课题旨在研究如何利用BIM和3D激光扫描技术,对装配式节段梁进行精细化施工和管理。
首先,研究团队将收集和整理节段梁的相关信息,包括设计图纸、构件参数、材料信息等,然后运用BIM技术进行建模,建立精细化的节段梁施工模型。
接下来,利用3D激光扫描技术对施工现场进行扫描,将扫描结果与BIM模型进行比对,以检查设计与实际施工情况的一致性。
在此基础上,研究团队将根据扫描结果调整模型,指导现场施工,确保精密度和准确性。
此外,研究团队还将研究如何利用BIM技术进行物流管理和质量控制。
例如,利用BIM模型和跟踪系统,可以实时监测物流进程和各阶段施工质量情况,及时发现问题并及时处理。
另外,利用BIM技术还可以实现材料和人员的实时跟踪,提高装配效率和施工效益。
综上所述,基于BIM和3D激光扫描技术的装配式节段梁精细化施工与管理研究,旨在实现节约成本,高效施工和优质工程的目标。
BIM技术在建筑施工质量管理中的应用研究
BIM技术在建筑施工质量管理中的应用研究摘要:BIM(Building Information Modeling)技术是一种基于数字化建模的技术,已经在建筑行业得到广泛应用。
本文通过对BIM技术在建筑施工质量管理中的应用进行研究,分析了BIM技术在建筑施工质量管理中的优势和挑战,并提出了相应的解决方案。
本文还对未来BIM技术在建筑施工质量管理中的发展趋势进行了展望。
关键词:BIM技术;建筑施工;质量管理;数字化建模;应用研究二、BIM技术在建筑施工质量管理中的应用(一)BIM技术在项目规划阶段的应用在项目规划阶段,BIM技术可以通过建立三维模型来对建筑施工进行规划和设计。
通过BIM技术,可以在三维模型中插入相关的施工信息,包括施工工艺、材料和设备等,从而实现对施工过程的全面规划和设计。
通过BIM技术的应用,可以提前发现施工过程中可能存在的问题,为施工质量管理提供重要的参考依据。
三、BIM技术在建筑施工质量管理中的优势和挑战(一)优势1. 实现信息共享和协同。
通过BIM技术,可以实现建筑施工全过程的信息共享和协同,提高施工管理的效率和质量。
2. 实时监控施工现场。
通过BIM技术,可以实时监控施工现场的情况,及时发现可能存在的质量问题。
3. 提高施工效率和质量。
通过BIM技术,可以提前发现施工可能存在的问题,从而采取相应的措施进行调整和改进,提高施工效率和质量。
(二)挑战1. 技术和人员配合问题。
BIM技术的应用需要相关技术人员的配合和支持,相关人员需要具备一定的技术水平和能力。
2. 数据安全和隐私保护问题。
BIM技术的应用需要对施工中涉及的相关数据进行安全和隐私保护,防止数据泄露和被不法分子利用。
3. 成本和投入问题。
BIM技术的应用需要一定的成本和投入,包括硬件设备和软件系统的购置和维护成本。
四、BIM技术在建筑施工质量管理中的应用解决方案(一)技术和人员配合问题针对技术和人员配合问题,可以通过加强技术人员的培训和学习,提高相关人员的技术水平和能力。
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用探讨
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用探讨1. 引言1.1 背景介绍建筑工程是一个需要高度精确度和细致测量的行业,在传统的建筑测量中,常常存在着测量不准确、效率低下等问题。
随着科技的不断发展,3D扫描测量技术和BIM技术逐渐在建筑工程领域中得到广泛应用。
3D扫描测量技术可以利用激光或光学系统实现对建筑结构进行高精度的三维检测,能够快速获取大量建筑数据,为后续设计和施工提供可靠的依据。
而BIM技术则是一种基于建筑模型的信息管理系统,能够实现各方在建筑项目中的协同工作,提高项目的整体效率和质量。
3D扫描测量技术与BIM技术的结合应用,可以进一步提高建筑工程的数字化水平,减少误差,节约时间和成本。
本文将探讨3D扫描测量技术和BIM技术在建筑工程中的应用,并分析其对建筑行业的影响和未来发展趋势。
1.2 研究意义建筑工程是一个重要的行业,对于城市的发展和建设起着至关重要的作用。
传统的建筑工程测量方法存在着精度低、效率低、成本高等问题,这对于工程的设计和施工造成了一定的影响。
随着科技的不断发展,3D扫描测量技术和BIM技术被引入到建筑工程中,能够有效地解决传统测量方法的缺陷,提高测量的精度和效率,减少工程成本,提高工程质量。
本研究旨在探讨3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用,通过对现有案例的分析和影响因素的探讨,来寻找最佳的结合方式,为建筑工程测量提供更好的解决方案。
研究的意义在于能够促进建筑工程测量技术的进步,提高工程质量,降低工程成本,推动建筑行业向数字化、智能化方向发展,对于促进城市建设和社会经济发展具有重要意义。
1.3 研究目的研究目的:本文旨在深入探讨3D扫描测量技术和BIM技术在建筑工程中的应用,分析它们的优势和局限性,并探讨两者结合应用的适用性。
通过案例分析,我们将对这些技术在实际工程项目中的应用效果进行评估和总结,从而为建筑行业的数字化转型提供参考依据。
我们将探讨影响这些技术应用的因素,包括技术成本、人力资源培训、数据安全等问题,以期为相关研究和实践提供指导。
课题《基于bim及3d激光扫描技术的装配式节段梁精细化施工与管理研究》
课题《基于bim及3d激光扫描技术的装配式节段梁精细化施工与管理研究》
摘要:
随着建筑行业对节能减排和建筑效率的要求不断提高,装配式结构越来越受到重视。
而对于复杂的装配式结构,传统的施工方法已经无法满足要求,需要运用现代化的技术手段来提高施工质量和效率。
本文针对节段梁结构,使用BIM模型和3D激光扫描技术,研究了装配式节段梁的精细化施工和管理方法。
通过对节段梁结构的建模,可以直观地展示结构的几何形态和构造方式,方便施工人员进行操作。
同时,BIM模型可以实现构建过程中的协同设计,大大降低了设计变更的风险。
使用激光扫描技术可以对施工现场进行高精度的三维地图建模,可以事先规划出施工过程中的难点和协同配合的要求,有效提高了施工效率和质量。
同时,本文还研究了装配式结构的智能化管理方法,通过对施工过程的监控,可以及时发现并解决施工中的问题。
使用RFID技术和物联网技术可以实现对构件的追踪和物流管理,大大促进了材料的管理和运输。
同时,利用人脸识别技术可以实现安全管理,并对施工人员进行实时监控和管理。
通过以上的研究,本文提出了一套完整的装配式节段梁精细化施工和管理方案,可以提高施工效率和质量,降低施工风险,为建筑行业的发展提供有力的支持。
关键词:BIM;3D激光扫描;装配式结构;智能化管理;节段梁。
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用探讨
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用探讨随着科技的不断发展,建筑工程领域也在不断地迎来新的技术和方法。
3D扫描测量和BIM技术的应用已经成为建筑工程中不可或缺的重要部分。
本文将就3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用进行探讨,分析其优势和作用,以及未来在建筑工程领域中的发展前景。
3D扫描测量技术是利用激光扫描仪或相机等设备对建筑物进行高精度、全方位的三维扫描,将实际建筑物的形状、结构和细节快速、准确地转换为数字化的三维模型。
3D扫描测量技术已经在建筑工程中得到了广泛的应用,具有以下几个方面的优势和作用:1. 高精度的数据采集3D扫描测量技术可以实现对建筑物各个部分的高精度扫描和数据采集,可以捕捉到建筑物的每一个细节和特征,包括墙面、地面、楼梯、窗户等,为后续的建筑设计、施工和管理提供了准确的数据基础。
2. 快速的信息获取3D扫描测量技术具有快速获取信息的优势,可以在较短的时间内完成建筑物的全方位扫描,大大提高了信息获取的效率,缩短了建筑测量的周期,节约了人力物力成本。
3. 便捷的数据处理通过3D扫描测量技术采集的数据可以直接转化为数字化的三维模型,便于后续的数据处理和应用。
这些数字化的三维模型可以直接用于建筑设计、结构分析、施工规划等方面,在提高工作效率的同时也减少了数据处理的复杂性。
二、BIM技术在建筑工程中的应用BIM(Building Information Modeling)技术是一种基于三维模型的信息建模技术,通过对建筑物各个部分进行数字化建模和信息化管理,实现了建筑设计、施工和运营全过程的信息集成和协同化。
BIM技术在建筑工程中的应用有以下几个方面的优势和作用:1. 综合的建筑信息管理BIM技术可以将建筑物各个部分的信息整合到一个统一的模型中,实现了建筑物的全方位信息管理。
设计人员、施工人员和管理人员可以在同一个BIM模型中协同工作,实现了信息的共享和协同化。
2. 真实的建筑模拟和可视化BIM模型可以精确模拟建筑物的外观、结构和布局,实现了对建筑物的真实可视化。
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用探讨
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用探讨随着科技的不断发展,建筑行业也在不断地进行着技术革新和创新。
3D扫描测量与BIM技术作为建筑行业中的新兴技术,已经逐渐成为建筑设计和施工领域中不可或缺的重要工具。
本文将探讨3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用,阐述其对建筑行业的意义和影响。
1.建筑现状的快速获取传统的建筑测量方式是通过工程师手工测量来获取建筑物的尺寸和结构信息,这种方式费时费力且不够准确。
而3D扫描测量技术可以通过激光扫描仪迅速获取建筑物的三维点云数据,能够快速、高效地获取建筑现状的精确信息。
这对于后续的设计、改建或维护工作都具有重要的参考价值。
2.建筑结构的精准分析3D扫描测量技术能够精准地获取建筑结构的数据,包括建筑的外部形状、内部结构和构件的尺寸。
这些数据对于建筑结构的分析和评估具有非常重要的价值,尤其在建筑施工中的质量控制和安全检测方面能够发挥关键作用。
3.建筑改建与保护的参考依据对于历史建筑和古迹的改建与保护来说,3D扫描测量技术可以提供准确的建筑数据,帮助保护部门更好地了解建筑的结构和状态,制定合理的保护方案。
在建筑改建过程中,这些数据也能够为设计师提供重要的参考依据,保证改建工程的顺利进行。
二、BIM技术在建筑工程中的应用1.建筑设计的优化与协同BIM技术是建筑信息模型的简称,它可以将建筑设计所需的各种数据集成到一个模型中,并实现对设计过程的优化和管理。
通过BIM技术,建筑设计师可以更好地进行设计优化,通过模型的协同来提高设计效率和质量,同时也能够更好地进行设计方案的评估和优化。
2.施工过程的数字化管理BIM技术不仅可以在设计阶段发挥作用,在建筑工程的施工阶段也能够发挥重要作用。
BIM模型可以提供具体的建筑结构信息和工程量数据,使得施工过程可以更加数字化、智能化,并能够实现对施工进度和质量的实时监控与管理。
3.建筑维护与运营的优化BIM模型也可以作为建筑的维护和运营的重要工具,通过BIM模型可以实现对建筑设备和设施的管理和维护。
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用随着科技的不断发展,建筑工程领域也逐渐融入了更多先进的技术手段。
3D扫描测量和BIM技术的应用,为建筑工程的设计、施工和管理带来了前所未有的便利和效率提升。
本文将就这两项技术在建筑工程中的应用做一探讨。
我们来介绍一下3D扫描测量技术。
3D扫描测量是一种利用激光扫描仪或摄像机对建筑物或场景进行三维扫描和测量的技术手段。
通过3D扫描测量,我们可以快速、精确地获取建筑物的各项数据,包括建筑物的形状、尺寸、结构等信息。
这种技术不仅能够帮助设计师和工程师全面了解建筑物的实际情况,还可以为后续的设计和施工工作提供重要的依据。
在建筑工程中,3D扫描测量技术有着广泛的应用。
它可以帮助建筑师和设计师进行建筑物的现状调查和分析。
传统的现状调查需要人工测量和绘图,费时费力且容易出现误差。
而通过3D扫描测量技术,可以快速、准确地获取建筑物的实际情况,为后续的设计工作提供可靠的数据支持。
3D扫描测量技术还可以在施工过程中用于监测和检测。
通过定期对建筑物进行3D扫描测量,可以及时发现和处理施工过程中的问题,确保施工质量和安全。
3D 扫描测量技术还可以为建筑物的保养和维护提供有力的支持。
通过对建筑物进行定期的3D 扫描测量,可以及时发现和处理建筑物的问题,延长建筑物的使用寿命。
除了3D扫描测量技术,BIM技术也是近年来在建筑工程中得到广泛应用的一种技术手段。
BIM技术是建筑信息模型的缩写,它是一种基于三维数字建模的技术,可以将建筑物的各项数据整合在一个统一的平台上,为设计、施工和管理提供全方位的支持。
在建筑工程中,BIM技术可以被用于多个方面。
它可以帮助设计师和工程师进行建筑设计。
传统的建筑设计工作需要设计师根据平面图和剖面图来进行设计,在设计过程中容易出现漏洞和不足。
而通过BIM技术,设计师可以利用三维数字模型进行设计,可以更直观地观察建筑物的外观和结构,提高设计的精度和质量。
BIM技术还可以在建筑工程的施工过程中发挥作用。
测绘技术在桥梁工程中的质量控制方法
测绘技术在桥梁工程中的质量控制方法桥梁工程是都市交通网络的重要组成部分,也是现代城市建设的关键项目之一。
在桥梁工程中,质量控制是至关重要的环节,而测绘技术在桥梁工程中的应用也日益广泛。
本文将探讨测绘技术在桥梁工程中的质量控制方法,其中包括三维激光扫描技术、卫星导航系统、地形测量技术等。
首先,三维激光扫描技术是现代桥梁工程中常用的质量控制方法之一。
该技术通过使用激光测距仪扫描桥梁的表面,获取大量三维坐标点,从而生成高精度的三维桥梁模型。
通过对模型的分析,施工人员可以及时发现桥梁结构中的问题,如裂缝、变形等,并采取相应的修复和加固措施。
此外,三维激光扫描技术还可以用于桥梁的日常巡检,提高桥梁使用寿命。
其次,卫星导航系统也是桥梁工程中常用的质量控制方法。
卫星导航系统利用全球定位系统(GPS)和地面测量技术,可以实时监测桥梁的位移和变形情况。
通过部署多个GPS接收器,可以建立桥梁的位移监测网络,实时获取桥梁各部位的位移数据。
这些数据可以帮助工程师及时发现可能存在的结构问题,以及隐患随时导致灾难性事故的可能。
另外,地形测量技术也是桥梁工程中不可或缺的质量控制方法之一。
地形测量技术通过使用激光雷达或测距仪,测量桥梁周边的地形地貌。
通过对地形地貌的分析,可以为桥梁的设计和施工提供准确的地形数据,确保桥梁的建设与周围环境相适应。
此外,地形测量技术还可以用于桥梁的沉降监测,及时发现桥梁的沉降情况,以便采取相应的加固和修复措施。
在桥梁工程中,测绘技术的应用不仅可以提高施工的质量和效率,还可以降低工程风险。
通过使用现代测绘技术,工程师可以实时监测桥梁的结构和变形情况,及时发现潜在的问题,并采取相应的措施进行调整和修复。
这有助于提高桥梁的安全性和可靠性,减少事故发生的可能性。
然而,在测绘技术的应用过程中,仍然存在一些挑战和难题。
首先,测绘技术本身存在误差和不确定性,需要对测量数据进行合理的处理和分析,才能得出准确的结果。
浅谈BIM在桥梁施工质量管理中的应用
浅谈BIM在桥梁施工质量管理中的应用本文对BIM技术进行简单阐述,并介绍了几种常用的桥梁工程BIM技术应用软件,最后结合桥梁施工质量管理,对BIM技术的具体应用进行探讨,希望能够为BIM技术以及我国桥梁工程建设的发展提供一点理论支持。
标签:桥梁工程;施工质量;BIM;应用在建筑领域中,桥梁工程也占据着十分重要的地位,特别是在我国交通运输事业迅猛发展的背景下,如何改善桥梁工程建设效果,充分发挥其作用与价值具有重要意义。
以桥梁施工为例,研究人员提出将BIM技术运用到质量管理当中,这无疑对于提高桥梁施工质量管理效率与效果有着积极的影响。
由此可见,针对BIM在桥梁施工质量管理中的应用具有重要的研究价值。
1、BIM技术概述所谓的BIM技术,就是指建筑信息模型,其涉及到的内容十分广泛,建筑工程各个方面都涵盖其中,这类工程数据模型集施工前准备,施工过程管理与施工后期维护于一体。
相较于传统的二维模型,BIM是基于三维数字技术而得以实现的,在该项技术的支持下,项目模型的立体化、直观化程度得到提升,如此一来就可以更加清晰的反映出项目相关信息内容,进而帮助工程参与各方有效获取有价值信息,进而使工程建设工作得到协调。
由此不难发现,BIM技术在建筑领域具有很高的应用价值。
以桥梁工程建设为例,在质量管理方面,传统方法是以文字、表格、图片等形式为主,这种形式有时可能并不能直观的反映出质量方面存在的问题,而基于BIM技术的桥梁工程质量管理的应用,工程建设相关人员能够及时掌握相关信息,进而及时找到问题并进行沟通与协调,如此一来,工程管理效果自然就得到改善,对于桥梁工程项目综合效益的提升而言无疑有着积极的作用与影响。
2、桥梁工程常见BIM技术软件2.1 Revit软件Autodesk公司推出的Revit系列软件是一种非常实用的BIM技术应用软件,在建筑设计、建造以及维护中,这款软件能够为设计人员提供有力支持,使各项工作质量与效率得到有效提升。
探究BIM结合三维激光扫描在建筑中的应用
探究BIM结合三维激光扫描在建筑中的应用摘要:随着近年来我国建筑事业以及建工技术的不断发展,我国建筑行业正在进行不断地研究与创新。
目前BIM 和三维激光扫描都是近几年内引领我国建筑行业走向数字化变革的重要技术,由于这两项技术的特点可以形成互补,使得二者结合的的工作效率更加高效,因此,目前人么蒸菜常识将这两项技术结合应用于建筑行业中。
关键词:BIM;三维激光扫描;建筑;应用引言:随着科学技术的不断发展,我国的建筑技术也越来越偏向数字化的方向不断进步与发展,BIM和三维激光扫描就是其中的代表技术。
技术人员正咋常识将二者结合以更加高效的方式解决更加复杂的建筑项目。
本文主要介绍BIM与三维激光扫描的技术特点,并对二者结合后在建筑中的应用进行论述。
1、BIM技术BIM 技术“Building Information Modeling”,即建筑信息模型,是以建筑项目中的各项数据信息为基础,通过功能特性的的数字化加工后的数字化表达。
BIM技术已经逐渐的被行业中的人们所熟知,BIM技术在以三维模型为核心进行分析和信息整理与总结之后,可以通过模型将整个的设计贯穿于一整个完整的建筑项目中,包括施工以及后续的维护,这样的方式可以实现项目过程的通明可视化,可模拟预测化等特点,由此可以让与项目有关的各方人员对项目信息进行准确地预测和决定。
BIM技术是建筑项目相关信息的共享资源,可以为整个项目周期的决策提供可靠地支持,其改变了传统建筑行业的管理模式,推动了建筑行业的技术革新。
BIM技术不仅仅包含建筑模型的3D仿真技术,同时包含着在施工过正中的4D、5D和nD功能。
3D较好理解,即建中项目中的物理、几何、功能等的可视化表达。
而4D是在这些基础项目信息上加入时间的考虑,将施工进度、项目安排、工作顺序等于施工时间相对应的环节进行合理的规划,使得施工过程更加高效。
5D便是在基础信息方面加入了经济因素的考量,使得整个的施工过程做到精确、精准、经济、高效,并且可以对工程预算进行实时控制。
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用
3D扫描测量与BIM技术在建筑工程中的应用随着科技的发展和进步,3D扫描测量和BIM(建筑信息模型)技术在建筑工程领域中扮演了越来越重要的角色。
这两种技术的结合应用为建筑工程带来了很多优势和创新,本文将从不同方面探讨3D扫描测量和BIM技术在建筑工程中的应用。
3D扫描测量技术的应用可以大大提高建筑设计的精确度和效率。
通过使用激光扫描仪等设备,可以快速准确地获取建筑现场的数据,并将其转换为数字模型。
这样的数字模型中包含了建筑物的详细几何信息,包括结构、尺寸、形状等。
与传统的手工测量相比,3D 扫描测量技术能够更快、更精确地获取建筑物的实际数据,避免了人工测量误差带来的问题。
BIM技术能够对建筑物进行全面的信息建模和管理。
通过将建筑物的各种信息输入到BIM软件中,可以创建一个带有丰富属性的三维建筑模型。
这样的模型不仅包含了建筑物的几何信息,还包括了材料、施工工艺、设备等方面的信息。
通过对BIM模型进行分析,可以更好地评估和优化建筑设计,提高建筑物的效能和可持续性。
3D扫描测量和BIM技术的结合应用还有利于建筑工程的施工管理和监控。
在建筑施工过程中,可以使用3D扫描测量技术对施工进展进行实时监测。
通过与BIM模型的对比,可以追踪施工进度和质量,并及时发现问题。
通过将实际测量数据与BIM模型进行对比,还可以检查施工质量、协调工程进度和改进工程组织。
3D扫描测量和BIM技术的应用还使得建筑工程在运维阶段更加高效和精确。
在建筑物竣工后,可以将实际运行数据与BIM模型相结合,进行运维管理。
通过对设备的监控和分析,可以预测设备的维护需求和优化设备的使用效率。
通过对建筑物的能耗数据进行分析和优化,可以提高建筑物的能源效率和节约运维成本。
3D扫描测量和BIM技术在建筑工程中的应用带来了许多优势和创新,提高了建筑设计的精确度和效率,实现了全面的建筑信息建模和管理,改进了施工管理和监控,提高了建筑工程的运维效率。
“3D扫描+BIM”技术辅助工程质量验收管理应用探索
“3D扫描+BIM”技术辅助工程质量验收管理应用探索摘要:2019 年南方电网提出“数字南网”建设方案,将数字化作为发展战略之一,在试点项目中通过“3D扫描及BIM技术”的质量验收管理方法应用,切实满足电网数字化建设中的提质、增效的要求。
关键词:梁板混凝土质量验收;3D扫描技术;BIM技术;PDCA0.引言本文就“3D扫描+BIM”技术辅助工程质量验收管理应用进行探索,在验收过程的定位、问题跟踪、整改闭环及复核环节,提出应用对策,促进信息化、数字化应用水平,提高管理效率。
1.梁板混凝土验收效率分析按国家规范,梁板混凝土质量验收按构件数量采用比例抽样检查,对于变电工程项目,在此验收环节耗时多,效率低。
主要原因有①验收过程复杂。
②信息不直观。
③协同程度不足。
④人员技能差异。
⑤计划变更等几个方面。
本文抽取公司近年5个工程的梁板混凝土验收点进行分析(见图1)。
可以看出“验收过程复杂”、“信息不直观”因素影响分别为62.4%、24.8%,是影响混凝土验收效率的主要因素。
图1影响梁板混凝土验收效率因素统计帕累托图2.利用3D扫描及BIM技术的梁板混凝土验收模式针对上述影响主要因素,本文提出以三维可视化平台为支撑,通过激光扫描已完验收对象,与基准信息模型进行比对,得出验收结果,进而提高效率。
2.1三维激光扫描三维(3D)激光扫描,是一种自动控制技术,对现场环境、空间物体按照事先设置的分辨率进行连续的数据采集和处理,获取目标高精度三维数据信息。
2.2建筑信息模型建筑信息模型(BIM),是包含了创建与管理设施物理与功能特性的数字化表达的过程,作为共享的知识资源。
2.3“PDCA+T”验收模式“PDCA循环”全面质量管理理论其含义是将质量管理分为四个阶段,即Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查) 和 Action(处理)。
(见图2)图2 “PDCA+T”的验收模式(1)Plan:根据4D-BIM,制定验收计划1)按照图纸创建验收基准信息模型,形成*.rvt文件(见图3)。
结合BIM技术的3D激光扫描在建筑装饰施工中质量检查的应用
结合BIM技术的3D激光扫描在建筑装饰施工中质量检查的应用摘要:我国现行的建筑装修工程质量验收标准是以验收批数据为主。
该方法是根据概率理论和数理统计学的基本原理,从调查的整体中随机抽取样品,从而得到结论,而不能真实地反映工程的实际质量,而且往往无法真实地反映出现场的真实状况。
近几年,BIM技术迅速发展,3D激光扫描技术以其独特的三维显示能力,可以快速、无接触地获得目标的三维坐标,并通过内业软件进行处理,得到目标的3D数字模型,并与BIM模型进行比较,从而为装修工程的质量检测和验收提供参考。
本文就利用三维激光扫描仪对建筑装修工程进行辅助或代替传统的施工质量验收的可行性进行了讨论。
关键词:BIM技术;3D激光扫描;装饰工程;质量检查一、3D激光扫描仪技术原理当前市场上使用的三维激光扫描器在100 m范围内扫描的目标,其精度可达毫米,为建筑装修工程质量检测奠定了基础。
在建筑装修工程质量验收中,所使用的3D激光扫描技术主要是点云模型和数字模型对比技术,利用3D激光扫描仪获取目标点云和被扫描对象的模型坐标,并进行测量和分析。
二、3D激光扫描技术在建筑装饰工程质量验收中的基本工作流程站场规划与布置:站场设定应确保所需对象均在点云的覆盖范围之内,并确保各站之间采集到的资料符合软件需求。
注意:辅助靶位的摆放数目、位置都要符合仪器的规定,如果没有,必须在安装时有明确的共平面参照。
在大面积的扫瞄作业中,应按平面图预先安排扫描站的平面布局,并做好站点定位标识。
同时,要注意扫描过程中的环境因素,对扫描器的有关参数进行适当调整,以确保扫描质量。
点云数据内部处理:利用扫描系统指定的软件对所收集到的数据进行拼接,然后将其合并成一个点云数据模型,并对其进行降噪处理。
利用辅助软件,将采集到的点云数据进行自动拼接,从而形成一个完整的点云模型。
最后,对点云数据进行了噪声抑制。
点云模型的运用:利用点云的数据,实现了建筑装饰工程的全部几何信息,点云模型的尺寸、净空、墙面垂直度、平面度等都可以利用软件进行测量。
BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究
BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究随着我国经济水平的提升,土木工程行业得到了快速的发展,桥梁工程作为我国重要基础设施工程,不仅能够为交通出行提供便利,同时对我国经济发展有着举足轻重的促进作用,因此,当前主要关注的问题之是怎样保证桥梁工程的质量。
本文首先简单讨论了BIM的基本概念和国内外发展现状,其次,分析了BIM 技术在桥梁工程设计与施工中的应用情况。
标签:BIM技术;桥梁工程;设计;施工引言BIM是建筑信息模型的英文缩写,20世纪70年代起源于美国,并在80年代进入了飞速发展阶段,在各个领域BIM技术都有着较高的应用价值,它具备的先进理念能够为各个行业注入新的活力。
桥梁工程是我国基础设施和民生工程,也是交通系统中的关键组成部分,高质量的桥梁工程能够提升交通通行质量,保障通行安全,改善人们生活质量,同时能够保障社会生产的正常运行,促进我国社会经济的发展。
本文简单分析了BIM技术在桥梁工程中的应用情况。
1、BIM技术的基本概念和国内外发展现状1.1基本概念作为一种新型技术,BIM技术又称为建筑信息建模/管理技术,能够实现对建筑工程项目物理功能特性的数字化显示和管理,不仅涉及到项目的论证,同时还能够在项目设计、施工、运用以及拆除等整个生命周期得到应用,可以实现对建筑工程项目全生命周期数据的分享和运用[1]。
继CAD技术的应用之后,又一次技术革新的主角便是BIM技术,在未来,建筑信息化的发展必然会以BIM技术作为核心,使土木工程信息集成化水平得到最大限度的提升。
1.2发展现状我国BIM技术发展起步晚,经过近几年的发展,依然处于初级阶段,与发达国家之间仍然存在着巨大的差距。
当前,我国关于BIM技术的研究还处于科普和宣发时期,很多行业内人员只知道BIM技术的重要性,了解其中的一些基本操作,但在工程实践中还未得到广泛运用,没有在国内形成一个健全的体系[2]。
与BIM相关的制度仍然有着较多的欠缺,比如在法律、管理、技术以及经济层面,都缺乏相关的制度和文件进行规范,还需要不断的探索和研究。
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2014年第8期▲2014年第8期总第210期BIM 专题doi :10.3969/j.issn.1673-1093.2014.08.019收稿日期:2014-05-02;修回日期:2014-05-050 引言随着我国经济的飞速发展,特别是近十几年间我国桥梁在全国各地以前所未有的规模和速度在发展,尤其在我国西部,由于地形和地质条件的限制,许多地方是“以桥带路”。
然而据媒体的不完全统计,2007-2012年全国共有37座桥梁垮塌,平均每年有7.4座“夺命桥”,造成了巨大的人身和财产损失。
桥梁的质量问题成为人们关注的焦点。
现阶段国内的桥梁质量管理中事后监督控制以桥梁的维护和加固居多,桥梁事中过程控制缺乏有效的质量监测,甚至是桥梁事前预防控制中缺少设计优化,直到施工过程中出现问题才去解决施工前应该预测出的质量问题。
1 国内桥梁质量管理现状新中国成立以来,经过65年的建筑实践和经验的积累,施工质量管理取得了很大的成就。
在施工中建立了质量控制管理机构,组成了专业质量管理和群众质量管理相结合的体质,提倡三结合,建立了“三检”制度。
桥梁的质量管理有了稳步的进步和发展。
但近年来,在桥梁质量管理方面也出现了一些突出的问题:1)桥梁质量管理意识薄弱。
管理者质量管理意识薄弱导致不重视设计,不重视技术的创新以及不重视质量监控等,这是一切质量问题的源头。
2)施工阶段存在质量管理问题。
施工阶段质量管理缺乏全面的质量控制,例如技术设备比较落后,不采用新技术,材料监管不力等降低了桥的质量。
3)存在违规施工现象。
由于施工人员自身知识和技术的局限性,出现施工流程的不当,施工构件和隐蔽工程的操作不当等问题,同时不易进行监控,留下质量问题和安全隐患。
2 基于三维激光扫描和BIM 模型在桥梁施工质量管理中的应用2.1 BIM 在桥梁质量管理中的应用建筑信息模型BIM (Building Information Mo-deling )是近年来建筑中的一个热点,BIM 技术是以三维数字技术为依托建立起来的一个集成了工程项目中各种相关信息的数据模型。
BIM 具有三维可视化、信息的收集和提取、协同性等特点,是推动了建筑信息化的走向了一个更高层析的新技术。
BIM 技术在工程项目质量管理中的产品、技术质量管理都有很好的应用。
产品质量管理中可摘要:目前我国桥梁在施工阶段的质量管理中存在缺乏可视化的有效监控,信息化数字化技术应用较少,材料物资缺乏有效的监管,信息交流不畅,信息有效利用率低下等问题,因此需要借助先进的施工监测技术和信息管理方法来实现对桥梁施工质量的有效管理,三维激光扫描和BIM 模型的结合是最好的选择。
首先阐述了三维激光扫描和BIM 在桥梁质量管理中的应用现状,并通过分析指出三维激光扫描结合BIM 模型在桥梁质量管理中的研究和应用分析还较少,有必要开展相应的研究。
利用三维激光扫描采集的点云数据和BIM 模型的对接,分析了基于三维激光扫描和BIM 模型在桥梁质量管理中的可行性和必然性。
最后以中心滩黄河大桥为例,采用三维激光扫描和BIM 模型在其施工质量管理中的应用,对国内其他桥梁质量管理中采用基于三维激光扫描和BIM 模型具有借鉴意义。
关键词:三维激光扫描;BIM (建筑信息模型);桥梁;质量管理中图分类号:TU-17文献标志码:A文章编号:1673-1093(2014)08-0087-04基于三维激光扫描和BIM 模型在桥梁施工阶段质量管理中的研究田云峰,祝连波(兰州交通大学土木工程学院,兰州730070)87以通过BIM模型存储大量的建筑构件、设备信息,然后通过软件平台使项目各个参与方能够快速查找所需的材料及构配件的各种信息。
运用FRID技术可以跟踪材料的管理并通过先进的测量技术队施工现场的作业产品进行跟踪、记录、分析,监控施工质量。
在技术质量管理中可以通过BIM的软件平台动态模拟施工技术流程,由施工人员按照仿真施工流程施工,避免施工技术信息传递的偏差,保证施工技术在施工过程中细节的可靠性和准确性,减少质量中不可预见情况的出现。
我国正处于特大型桥梁工程建设的高峰时期,先进的质量管理手段也逐渐在特大型桥梁工程的建设中得到应用。
青岛海湾大桥就使用了4D形象进度系统,施工现场视频监控系统;合肥南环线的钢衍梁柔性桥在钢结构的生产和安装过程中都进行了BIM技术的应用,提高了钢结构预制件的精确度和安装过程中的准确性;刚果国家一号公路二期工程中的Loukouni大桥就采用BIM技术辅助质量管理,包括桥梁的设计建模与检测、施工过程模拟与分析等。
通过以往的研究,不难发现有关BIM理论在桥梁工程质量管理中的研究和应用分析还较少。
2.2 三维激光扫描在桥梁质量管理中的应用三维激光扫描又称“实景复制技术”,能在测量中应用于各种物体表面点云数据的采集,而且速度快、精度高、计算准确,常用于建筑物测量维护和仿真、位移监控和外观结构三维建模、地形测量、公路勘测、地面景观形体测量等。
上海中心大厦将三维激光扫描和BIM相结合作为质量管理的一种手段,很好地完成了建筑重点部位的质量管理,例如外幕墙钢支撑和环梁结构的安装精度。
三维激光扫描相对于传统的桥梁变形检测手段(水准仪、全站仪、测量机器人、GPS、摄影技术等)来讲具有不需要事前埋设监测设备,不需要接触测量物体,通过海量点云模拟物体表面信息,能快速精确很好地反映出桥梁总体的变形趋势和局部的变形量。
利用三维激光扫描技术进行桥梁监测即可以精确地发现桥梁发生变形的方向,又可以掌握结构设计是否符合设计规范。
三维激光扫描生成的点云数据经过专业软件的处理,即可转换为BIM模型数据,进而可以与CAD模型、BIM模型进行对比,寻找施工现场和设计模型的不同点。
扫描技术成为连接BIM模型和工程现场的纽带。
运用三维激光扫描和BIM模型的结合可以很好地弥补在桥梁施工前和施工中的质量管理的短板。
桥梁工程特别是特大型桥梁工程往往具有投资规模大、参与方众多、施工运行管理难度大、建设目标要求高等特点,传统的质量管理理念和方法已经无法满足这些桥梁工程的质量管理要求,因此将三维激光扫描和BIM模型结合的理念引入到桥梁工程的质量管理中,有利于推动桥梁工程领域的质量管理创新,使得桥梁工程的质量管理逐步走向精细化、信息化。
2.3 基于BIM模型在施工准备阶段的应用框架BIM技术在质量管理前期的应用主要是利用已经通过了图纸会审和三维可视化技术进行优化设计和碰撞检查后的三维数据模型,利用其中的数据建立产品信息库和预制件的精确加工。
提取BIM模型数据,创建产品信息库。
采购部门根据BIM模型中材料物资汇总表制定采购计划,生产部门根据BIM模型中的预制件信息进行工厂或者现场准确生产。
各部门能直接从产品库中获取各种信息,同时对于预制件的生产进度和检验状态等动态信息会直接向产品库反馈,便于质量管理。
2.4 基于BIM模型和三维激光扫描在施工阶段的应用框架BIM和三维激光扫描技术在桥梁施工质量管理中期的应用主要是通过扫描仪器对桥梁的重点监控部位进行扫描,也可对重点部位进行模拟施图1 BIM构件信息库应用流程图882014年第8期2014年第8期工,为质量监控和验收工作提供良好的数据,同时实现检测信息实时共享。
通过扫描仪器对桥梁的重点监控部位进行扫描,将得出的点云数据转换成BIM 模型,然后与设计图纸建模得到的BIM 模型进行比较,得到质量监控的数据。
由于桥梁的种类很多,不同种类桥梁的施工控制标准不一样,所以需要重点监控的部位也不同。
悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥需要测量的是成桥后的线性(标高),合拢相对高差,轴线。
混凝土斜拉桥需要重点监测的是索塔的轴线偏位,倾斜度和塔顶高程;主梁的轴线偏位,合拢高差,线性和挠度。
悬索桥需要重点监测的是索塔,主缆线形,索夹安装和索鞍偏移和高程。
对于重点部位运用Naviswork 进项模拟施工,现场施工人员按照模拟施工流程施工,可以保证施工技术在施工过程中细节的可靠性和准确性,减少因为施工工艺操作不当造成的安全隐患。
2.5 基于BIM 模型在工程交付阶段的应用框架当前施工质量事后管理中施工质量控制采用最多的方法就是质量检验,可是质量检查不能起到预防的作用。
在实际的质量检查中发现问题后往往是就“事”论“事”,出现什么问题解决什么问题,很少进行积累和存档,一方面是因为信息积累的意识薄弱,另一方面是缺乏可以支持信息管理的工具和方法。
基于BIM 对桥梁施工质量事后管理的应用主要是对于实际发生的质量问题,在BIM 模型中标注出发生质量问题的部位或者工序,然后分析原因,进行补救措施,同时对发生的质量问题的相关资料进行收集和整理,积累相似问题的预判经验和处理的方法和经验,为以后桥梁施工质量的事前和事中控制提供数据和经验。
3 工程实例3.1 项目概况中心滩黄河大桥位于兰州市城关区,是连接城中心区和盐场区的城市I 级次干路,是解决兰州市“东西拥挤、南北不畅”交通现状,完善路网结构的重要组成部分。
大桥采用中承式钢箱系杆拱结构,主跨138m ,边跨46m ,全场230m 。
主梁是等截面钢筋混凝土结合梁结构,整体式断面,桥宽24m 。
因为此桥是中承式钢箱系杆拱桥,结构比较复杂,施工过程中的特点:1)衍梁钢结构构件尺寸要求较高的精度,施工工序比较复杂,施工过程中的控制难度较大;2)杆件结构比较复杂,梁拱结合部杆件需要同时与多根杆件多角度空间连接,需要杆件的制造精度比较高;3)桥梁钢结构的种类多,同一部件在不同位置需要不同的性能要求,需要对所有材料实现可追溯性;4)重要部位和隐蔽部位施工工序比较复杂,要求质量较高的施工指导。
图2 基于三维激光扫描和BIM模型的施工中质量监控流程图图3 基于BIM的桥梁重点部位模拟施工流程图4 基于BIM的桥梁施工管理中事后的信息收集892014年第8期3.2 BIM 在桥梁施工准备阶段的应用效果3.2.1根据BIM 模型创建产品信息库根据二维图纸建立的BIM 模型中,钢结构构件的编号、数量、材料的力学数据等信息可以直接提取出来,便于材料的统计和整理,避免了各部门因为人为传递导致的信息错误,实现材料的可追溯性,方便了建筑材料的质量管理。
3.2.2产品信息库简化部门的沟通程序,实现质量的动态管理根据BIM 模型可以将钢构件的生产进度和质量监测的动态信息直接反馈到BIM 模型中的产品信息库中,实现建筑材料质量的动态管理。
以BIM 模型中的信息库为中心可以大大的简化各部门的沟通,提高沟通的效率。
3.3 三维激光扫描和BIM 在桥梁施工阶段的应用效果3.3.1实现大桥拱肋线性控制,实现了很好的精度控制在施工过程中对于大桥拱肋进行三维激光扫描特别是线形测量———主梁线形、拱肋线形,将得到的点云数据转化成BIM 模型与设计得到的BIM模型进行实时的对比,这部分数据的准确采集、及时传递为施工控制工作能有效进行下去提供了有效的保障,保证了拱肋轴线和标高的误差在规定的范围内,实现了施工过程中质量的实时控制和监管。