施工测量如何应用BIM技术提高精度、缩短工期？

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导读

引用BIM技术在桥梁工程施工中的应用，对某桥进行全桥建模三维模型，这样可以更加清晰的把设计方案与设计修改展现给甲方，对全部施工测量方案更加客观与立体的进行方面测评，根据BIM建立的三维数据模型的现场指导施工测量。

BIM技术的发展带动测量技术的革新，并且提出4D施工理念，就更加促进施工技术的进步。传统的施工测量，遵循以数据为中心，忽略3D模型的分量。而BIM技术与施工测量的集成大大降低控制测量的难度，提高施工精度，缩短了工期。

引 言

目前，国内大力推进BIM（建筑信息模型） 技术发展，在业内也出现了研究与应用的热潮，政府部门和行业已经高度关注BIM技术的价值和成效。目前，我国的软件设计公司还没有着手推出BIM技术软件用于商业化，这就给国外的软件厂商提供锲机，当然软件还停留在建立三维模型，还没有完全发展到全面实施到专业设计，当然这个主要问题是相关专业软件的配套不齐全与专业设计规范的不确定性。基于BIM技术、方法的应用阶段的建设、标准和软件的深入研究，根据我国施工测量管理的特点和实际需求，科学优化施工BIM应用的技术架构，系统的方法和对策，并结合BIM和4D的施工测量技术，提出了BIM建模系统建设基于BIM 4D施工测量的理论，形成一套整体的实施计划.工程施工测量的BIM应用，以施工测量基于BIM的信息化建设奠定了基础。

1 BIM建模软件revit软件

Autodesk Revit系列建模软件是国际先进的软件供应商Autodesk公司研发的，目前主要是对建（构）筑物设计行业研发的三维模型的可视化、参数化软件设计平台。目前以Revit技术平台为基础推出的专业版模块包括：RevitStructure 、Revit Architecture和Revit MEP三个专业设计工具模块，以满足各专业设计的应用需求。利用Revit建立的三维模型，施工中所用到的施工蓝图、CAD表达二维图形与三维模型的立体形象视图加上材料的明细表全部都是以建（构）筑三维模型数据管理资料库的形式表达。

2 BIM技术建模要点

结合桥梁施工的特点，利用Revit Architecture建立全桥模型，对族模型进行参数化设计。文章研究的桥梁不但处在半径为4500平曲线上，而且还在竖曲线上。通过研究发现Revit Architecture“族的方法”存在强大的参数功能，可以控制桥梁复杂的线性。Revit Architecture“族的方法”主要是通过控制参数进而达到控制建（构）筑视觉形体表达的一种方法，根据设计图纸定义桥梁每一部分的参数生成真实的三维桥梁个体，当然了建筑师、设计师就可以随意修改其中某一个参数变量，随之它所对应的三维数据形体也自动的发生相应的变化，进而为设计师改变设计、变化形体提供了简单的途径。参数化的模型就为设计师生成规律、复杂的建（构）筑的形体就显得尤为重要。这种“族的方法”建立多种形式建（构）筑形体用参数来控制的优势在于“族的方法”中参数的创建、参数的变更、参数的延续以及族模型的建立等操作简单、方便；族使用的语言学习简单、使用，相对于java与C++语言需要编写脚本来说就更加容易；并且“族的方法”操作方式与界面也简单明了。鉴于此，设计师、建模师能在短时间内熟练掌握操作方式并加以运用。

利用传统二维软件对桥梁族模型建立过程中，对三维立体形状的控制仍然存在许多难以解决的问题，而三维BIM建模软件可以有效的控制桥梁的形状，控制桥梁的线性组合。BIM技术建立的模型可以更加形象、直观、实用，满足对复杂线性的要求。

3 BIM技术在施工测量中应用

BIM技术建立的三维模型在施工中扮演图纸的角色，完全可以替代图纸，使得施工测量变得简单形象。在传统的施工测量中我们通过计算得到特征点的三维信息，而BIM模型可以形象的提取任意点的三维信息，提高工作效率，节省工期，下面就BIM技术在桥梁施工测量中每个阶段扮演的角色予与研究：

3.1 规划阶段桥梁工程的应用

通过BIM技术对测量设计方案进行三维立体参数化建模，参数的传递将设计方案形象的展现给投资方，根据参数化的三维BIM模型科学规划测量方案，给投资方提供更加科学的测量方案。参数化的模型完善、变化，可以为施工组织单位提供完善的测量施工方案。

3.2 设计阶段桥梁工程的应用

在桥梁建设期间，施工单位主要是依赖二维图纸，工作繁琐，而且对施工组织人员识图能力很高的要求。从现实测量数据到模型的参数，可是更加方便的改变施工方案共同完成、优化设计方案。同时三维BIM模型建立的平台系统，为设计院、业主与施工方提供一个互动式的平台。BIM建模技术在桥梁设计阶段具有很多优点：管理材料、设计核算、数据结构优化、每个剖面图纸的扩展输出、参数控制模型与材料输出等功能。

3.3 施工测量阶段桥梁工程的应用

文章以连续箱梁主墩承台、墩身、梁部及转体施工为例，建立三维信息模型（图1所示）。

根据规划阶段与设计阶段利用BIM技术建立三维信息模型提取控制点的三维坐标，指导现场施工施工步骤如下：

（1）建立施工测量控制网。在主桥墩的桥面上的中轴线上布设平面控制网。

根据桥梁周围的高级高程控制点，利用仪器引到桥墩、0号块，进而对各个块进行引测，然后对引测的点进行联测和复测，把引测与复测的基准点作为高程控制点。

（2）测量基准点布设方式。 在连续箱梁的0号块上布设三个测量基准点，分别在连续梁0号块横轴方向的中心线的交汇处、腹板的中心线上和桥梁中轴线上。在每个需要现浇的块段布设连个测量基准点，布置在块段距离腹板中心线前端10厘米处。

（3）连续梁中轴线的线控方式。0号块中心控制点与控制各边墩悬臂段线控制点的使用，在每个悬臂段的中心审查前几段位移完成，检查和释放后浇段线正确，密切监测线路变化每段中线变化情况。

（4）连续梁标高的控制方式。在悬臂浇筑混凝土，模板标高控制0号块中心，混凝土浇筑在每一段中线端和翼缘设置高程控制点，并在混凝土浇筑后，拉伸前后的标高检查验证设计预拱度的高程设置。

连续梁现浇各节段立模高程的公式：

――现浇连续梁节段前端点挂篮底模高程

――模型提取设计高程

――各个节段现浇与施工节段对挠度的对该点影响值

――各个节段现浇与施工节段对挠纵向预应力束张拉后对该点影响值

――各个节段现浇与施工节段挂篮变形对该施工段的影响值。

――由于突变、冷热、荷载、参数转变、等影响产生的挠度计算值经计算得出模板立模标高，指导现场施工。

4 结论

通过分析BIM技术与施工测量相辅相成，互相影响。BIM模型需要通过施工测量来实现线性控制，施工测量需要BIM技术作为指导，BIM技术指导施工放样，大大降低工作量，避免资源浪费，而且BIM技术为施工提供强大的三维可视效果，能更加准确的控制测量误差，是施工测量发挥更大的作用。