1 项目背景武汉某国际学校位于武汉经开区智慧生态城,是武汉目前投资规模最大的纯国际教育项目。
本项目主要针对图书馆中庭的数字化加工和施工进行支持,图书馆中庭楼梯采用环形楼梯设计,楼梯整体采用钢结构进行焊接加工,上部采用定制铝板、钢化玻璃、木扶手进行支护和装饰,其独特的结构对铝板的加工和安装有着极高的要求,同时临近开学迎新,施工各环节不允许出现返工。
由于钢板在焊接中不可避免与设计存在偏差,因此在铝板加工阶段如何完美的将设计效果一次落地成为令人头疼的难题。
2 技术剖析难题1钢结构主体是否侵限,设计方案是否具备落地条件?难题2 铝板之间环环相扣,安装时骨架焊接如何准确定位?经过多方的技术对接确定方案:首先通过三维激光扫描对现场钢结构进行实景复制,获取完整的三维要素信息;其次在犀牛中依据点云数据逆向对设计模型进行复核和深化调整,形成准确的铝板节点图及加工图;最后依据调整后的模型对铝板骨架进行焊接放样,确保安装严丝合缝。
现场施工环境图3 项目实施01.三维实景复制使用天宝X7三维激光扫描仪,对现场进行数据采集,并在数据采集时在现场好定位标记,用于后续安装定位。
外业采集工作55站,使用两分半的全自动挡位(整平、校准、扫描、拍照、配准自动完成)进行采集,仅用时3.5小时就完成现场所有数据的采集。
X7三维激光扫描仪现场坐标标定02.点云数据预处理使用天宝TRW软件进行数据预处理,优化点云配准,优化后点云间整体误差:1.22 mm点云间整体误差:1.22734 mm03.模型深化使用犀牛软件进行深化设计,基于高精度点云在犀牛中进行铝板位置调整,对铝板节点进行深化设计。
04.BIM放样使用天宝TSC7+S5放样机器人对铝板骨架进行放样,使骨架焊接符合设计图纸。
将BIM模型导入TSC7指挥机器人进行放样操作。
放样原理导入模型关闭多余图层及模型现场放样图天宝S5全站仪现场施工图TA软件的智能化让技术人员在现场轻松工作,自动按顺序就近进行放样,速度不受现场脚手架影响,放样总耗时3天。
4 总结在本项目项目中,全流程运用数字化技术手段进行实施,从数据采集、深化设计到施工放样,全流程采用三维及BIM技术进行实施,精准、可靠、高效的将设计方案加工落地。
精准:整体误差控制在5mm内,铝板间隙严丝合缝可靠:全流程三维交付,可复核可追溯高效:外业采集0.5天,深化设计3天,施工放样3天依据高精度点云,采用三维设计软件,将弧形楼梯结构分层设计出钢架构件,在计算机模拟拼装形成分段构件的轮廓模型,与深化设计的理论模型拟合比对,检查分析加工拼装精度,得到所需修改的调整信息。
现场放样机器人经过必要校正、修改与模拟拼装,直至满足精度要求。
三维激光高精度高效率的优势已广泛应用于钢构、BIM、地下空间等场区改造及建设工程,均能实现现有建筑场区内的信息获取,把其独特的优势发挥到极致。