淺談BIM技術與施工測量的關系

摘 要：BIM技術的發展帶動測量技術的革新，并且提出4D施工理念，就更加促進施工技術的進步。傳統的施工測量，遵循以數據為中心，忽略3D模型的分量，文章就如何運用模型指導施工測量，分析模型的參數數據優化測量方案。而BIM技術與施工測量的集成大大降低控制測量的難度，提高施工精度，縮短了工期[1]。文章引用BIM技術在橋梁工程施工中的應用，對某橋進行全橋建模三維模型，這樣可以更加清晰的把設計方案與設計修改展現給甲方，對全部施工測量方案更加客觀與立體的進行方面測評，根據BIM建立的三維數據模型的現場指導施工測量。

關鍵詞：BIM；施工測量；4D施工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.089

0 引 言

目前，國內大力推進BIM（建筑信息模型） 技術發展，在業內也出現了研究與應用的熱潮，政府部門和行業已經高度關注BIM技術的價值和成效。目前，我國的軟件設計公司還沒有著手推出BIM技術軟件用于商業化，這就給國外的軟件廠商提供鍥機，當然軟件還停留在建立三維模型，還沒有完全發展到全面實施到專業設計，當然這個主要問題是相關專業軟件的配套不齊全與專業設計規范的不確定性[2]。基于BIM技術、方法的應用階段的建設、標準和軟件的深入研究，根據我國施工測量管理的特點和實際需求，科學優化施工BIM應用的技術架構，系統的方法和對策，并結合BIM和4D的施工測量技術，提出了BIM建模系統建設基于BIM 4D施工測量的理論，形成一套整體的實施計劃.工程施工測量的BIM應用，以施工測量基于BIM的信息化建設奠定了基礎。

1 BIM建模軟件revit軟件

Autodesk Revit系列建模軟件是國際先進的軟件供應商Autodesk公司研發的，目前主要是對建（構）筑物設計行業研發的三維模型的可視化、參數化軟件設計平臺。目前以Revit技術平臺為基礎推出的專業版模塊包括：RevitStructure 、Revit Architecture和Revit MEP三個專業設計工具模塊，以滿足各專業設計的應用需求。利用Revit建立的三維模型，施工中所用到的施工藍圖、CAD表達二維圖形與三維模型的立體形象視圖加上材料的明細表全部都是以建（構）筑三維模型數據管理資料庫的形式表達[3]。

2 BIM技術建模要點

結合橋梁施工的特點，利用Revit Architecture建立全橋模型，對族模型進行參數化設計。文章研究的橋梁不但處在半徑為4500平曲線上，而且還在豎曲線上。通過研究發現Revit Architecture“族的方法”存在強大的參數功能，可以控制橋梁復雜的線性。Revit Architecture“族的方法”主要是通過控制參數進而達到控制建（構）筑視覺形體表達的一種方法，根據設計圖紙定義橋梁每一部分的參數生成真實的三維橋梁個體，當然了建筑師、設計師就可以隨意修改其中某一個參數變量，隨之它所對應的三維數據形體也自動的發生相應的變化，進而為設計師改變設計、變化形體提供了簡單的途徑。參數化的模型就為設計師生成規律、復雜的建（構）筑的形體就顯得尤為重要[4]。這種“族的方法”建立多種形式建（構）筑形體用參數來控制的優勢在于“族的方法”中參數的創建、參數的變更、參數的延續以及族模型的建立等操作簡單、方便；族使用的語言學習簡單、使用，相對于java與C++語言需要編寫腳本來說就更加容易；并且“族的方法”操作方式與界面也簡單明了。鑒于此，設計師、建模師能在短時間內熟練掌握操作方式并加以運用。

利用傳統二維軟件對橋梁族模型建立過程中，對三維立體形狀的控制仍然存在許多難以解決的問題，而三維BIM建模軟件可以有效的控制橋梁的形狀，控制橋梁的線性組合。BIM技術建立的模型可以更加形象、直觀、實用，滿足對復雜線性的要求。

3 BIM技術在施工測量中應用

BIM技術建立的三維模型在施工中扮演圖紙的角色，完全可以替代圖紙，使得施工測量變得簡單形象。在傳統的施工測量中我們通過計算得到特征點的三維信息，而BIM模型可以形象的提取任意點的三維信息，提高工作效率，節省工期，下面就BIM技術在橋梁施工測量中每個階段扮演的角色予與研究：

3.1 規劃階段橋梁工程的應用

通過BIM技術對測量設計方案進行三維立體參數化建模，參數的傳遞將設計方案形象的展現給投資方，根據參數化的三維BIM模型科學規劃測量方案[5]，給投資方提供更加科學的測量方案。參數化的模型完善、變化，可以為施工組織單位提供完善的測量施工方案。

3.2 設計階段橋梁工程的應用

在橋梁建設期間，施工單位主要是依賴二維圖紙，工作繁瑣，而且對施工組織人員識圖能力很高的要求。從現實測量數據到模型的參數，可是更加方便的改變施工方案共同完成、優化設計方案。同時三維BIM模型建立的平臺系統，為設計院、業主與施工方提供一個互動式的平臺。BIM建模技術在橋梁設計階段具有很多優點：管理材料、設計核算、數據結構優化、每個剖面圖紙的擴展輸出、參數控制模型與材料輸出等功能[6]。

3.3 施工測量階段橋梁工程的應用

文章以連續箱梁主墩承臺、墩身、梁部及轉體施工為例，建立三維信息模型（圖1所示）。

根據規劃階段與設計階段利用BIM技術建立三維信息模型提取控制點的三維坐標，指導現場施工施工步驟如下：

（1）建立施工測量控制網。在主橋墩的橋面上的中軸線上布設平面控制網。

根據橋梁周圍的高級高程控制點，利用儀器引到橋墩、0號塊，進而對各個塊進行引測，然后對引測的點進行聯測和復測，把引測與復測的基準點作為高程控制點。

（2）測量基準點布設方式。 在連續箱梁的0號塊上布設三個測量基準點，分別在連續梁0號塊橫軸方向的中心線的交匯處、腹板的中心線上和橋梁中軸線上。在每個需要現澆的塊段布設連個測量基準點，布置在塊段距離腹板中心線前端10厘米處。

（3）連續梁中軸線的線控方式。0號塊中心控制點與控制各邊墩懸臂段線控制點的使用，在每個懸臂段的中心審查前幾段位移完成，檢查和釋放后澆段線正確，密切監測線路變化每段中線變化情況[7]。

（4）連續梁標高的控制方式。在懸臂澆筑混凝土，模板標高控制0號塊中心，混凝土澆筑在每一段中線端和翼緣設置高程控制點，并在混凝土澆注后，拉伸前后的標高檢查驗證設計預拱度的高程設置。

連續梁現澆各節段立模高程的公式：

——現澆連續梁節段前端點掛籃底模高程

——模型提取設計高程

——各個節段現澆與施工節段對撓度的對該點影響值

——各個節段現澆與施工節段對撓縱向預應力束張拉后對該點影響值

——各個節段現澆與施工節段掛籃變形對該施工段的影響值。

——由于突變、冷熱、荷載、參數轉變、等影響產生的撓度計算值經計算得出模板立模標高，指導現場施工。

4 結論

通過分析BIM技術與施工測量相輔相成，互相影響。BIM模型需要通過施工測量來實現線性控制，施工測量需要BIM技術作為指導[8]，BIM技術指導施工放樣，大大降低工作量，避免資源浪費，而且BIM技術為施工提供強大的三維可視效果，能更加準確的控制測量誤差，是施工測量發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]賴繼文.GPS測量技術及其在工程測量中的應用[J].地礦測繪，2006，22（03）：11-13.

[2]張建平.BIM在工程施工中的應用[J].施工技術，2012（16）.

[3]高晶晶，鄒俊楨，張金鑰.BIM技術在橋梁施工中的應用[J].橋隧工程，2016（01）：57-61.

[4]洪磊.BIM技術在橋梁工程中的應用研究[J].成都：西南交通大學，2012.

[5]張為和.基于BIM的夜郎河雙線特大橋施工應用方案研究[J]. 鐵道標準設計，2015，59（03）：83-86.

[6]R.Solnosky.Current status of BIM benefits，challenges，and the futurepotential for the structural discipline[M].Structures Congress2013，2013：849-859.

[7]R.Volk，J.Stengel，F.Schultmann.Building Information Modeling（BIM）for existing buildings-Literature review and future needs[J].Automation in Construction，2014（38）：109-127.

[8]李季暉，孫永震，曾紹武.BIM技術在連續梁施工管理中的應用[J].西部交通科技，2014（10）：62-66.

作者簡介：任英橋（1987-），男，山東菏澤人，碩士研究生，主要研究方向：三維空間數據模型與誤差分析、BIM技術與應用。