用BIM技术构筑异形混凝土结构及其过程中精度控制方法和装置与流程

文档序号:12649612阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用BIM技术构筑异形混凝土结构的方法,其步骤如下:

步骤1:建立一个设计出的异形混凝土结构的BIM模型,将BIM模型放入与现场对应的坐标系中,确定坐标系的原点,以获得异形混凝土结构上每一点的三维坐标值;

步骤2:在该异形混凝土结构模型上选择相对测量控制截面,该相对测量控制截面选择在异形混凝土结构形状变化之处;

步骤3:在相对测量控制截面上,选取相对测量控制点,该相对测量控制点为在该相对测量控制截面边缘的各个转角点,找出各相对测量控制点的坐标值;

步骤4:在施工现场,根据BIM模型建立异形混凝土结构的建筑模型,即根据每个所述相对测量控制截面上的每个相对测量控制点的坐标数据建立各个相对测量控制截面的框架,然后,将各个相对测量控制截面的相应点通过直线型杆和/或直面型模板连接起来,构成用于浇注混凝土的模型框架;

步骤5:在所述建筑模型上浇注混凝土,在现场构建异形混凝土结构。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在步骤2中,选取相对测量控制截面的方法是:沿着异形混凝土结构的延伸方向选取相对测量控制截面的位置,该相对测量控制截面与所述延伸方向在该截面处的切线垂直,该相对测量控制截面选择在异形混凝土结构于三维坐标系中的转弯处,在该转弯处的转弯段上选择相对测量控制截面的数量,该数量是根据整个转弯段中相邻的相对测量控制截面在截面中心线上的设定间距或设定弧度或设定弧长确定的。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:转弯处相邻的相对测量控制截面的中心线的设定间距是:在转弯段,相邻所述相对测量控制截面之间中心线弧线的弦长即为所述设定间距,该设定间距为0.5m -1m;或者,

转弯处的回转半径在5-10m,相邻所述相对测量控制截面之间的所述设定间距为0.15-0.49m;或者,

转弯处的回转半径在20-30m,相邻所述相对测量控制截面之间的所述设定间距为1.2-2m。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在所述步骤4中,施工现场建立建筑模型的具体方法是:

步骤A.找到各个相对测量控制截面的下底边在结构基础即基础筏板上的水平面上的投影线的两个端点,根据该两个端点的坐标值在现场定位,在两个端点之间铺设水平拉杆木方;

步骤B.在每个投影线的至少两个端点上设置垂直木方,该垂直木方的高度即为该位置的相对测量控制截面的下底边的相应端点的高度坐标值,该垂直木方与所述水平拉杆木方固连;

步骤C.在所述垂直木方的上端部连接直杆,该直杆即为该位置的相对测量控制截面的底边,该直杆为底边杆;

步骤D.以所述底边杆为基础上,找出该相对测量控制截面上外轮廓的各转角处的顶角,至少一部分相邻的顶角之间通过直杆连接构成相对测量控制截面轮廓框架;

步骤E.相邻相对测量控制截面间各个对应顶角用直杆即沿程直杆和/或沿程直面型模板连接,所述沿程直杆和/或沿程直面型模板和构成相对测量控制截面的截面轮廓框架一起形成异形混凝土结构框架;

步骤F.在所述异形混凝土结构框架上绑设钢筋,构成建筑模型。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:对于包括两侧壁和底板的槽式异形混凝土结构,相对测量控制截面具有如下特点:两侧壁对称,为此,通过沿程的直面型模板构成槽底板和侧壁模板,该槽底板和槽的侧壁模板形成槽式异形混凝土结构框架;

对于由平底板和侧壁构成的槽式异形混凝土结构,在步骤4的步骤B中,在每个投影线的两个端点上设置垂直木方,该垂直木方的高度即为该位置的相对测量控制截面的下底边的两端点的高度坐标值,该垂直木方与所述水平拉杆木方固连;和/或,

在步骤D中,设置槽侧壁的模型时这样做:

建立底板结构框架之后即浇注混凝土,构成底板,之后,构建侧壁结构框架:首先根据每个相对测量控制截面上槽侧壁关键控制点即槽侧壁外表面的最底面两个端点和槽侧壁最上端的两个外表面端点以及槽侧壁与底板的夹角进行侧墙外模板的支设,在底板的两个侧边缘外侧设置斜角木方,该斜角木方的断面为直角三角形,其斜边朝内,该斜边的倾斜角度即为侧壁的倾角,然后在斜角木方的斜面上设置侧壁模板;和/或,

还设置斜向短木方,该斜向短木方的上端与侧壁模板固接,下端与所述底边杆固接。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:在槽的侧壁模板的固定中还采用如下措施:

在相对测量控制截面之间,在所述槽侧壁模板的外侧面上设置木方背楞,每个该木方背楞都通过一根支撑杆支撑固定,该支撑杆的一端与所述木方背楞支固,另一端与所述基础筏板固连。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述支撑杆与木方背楞的支固结构是:在所述支撑杆的上端可转动地固定一螺母,在该螺母上螺接一顶丝,在顶丝上固定一槽形钢托板,在钢托板的槽中嵌设一支撑条,支撑条的侧壁抵靠在所述木方背楞上,所述支撑条沿着侧壁模板在滑水道的长度方向上延伸的钢管;和/或,

所述支撑杆的下端与所述筏板基础的固定结构是:在所述筏板基础上固定钢筋,该钢筋的内侧设置一木方,支撑杆的下端抵在木方上固定;和/或,

所述木方背楞的下端与所述侧壁模板的连接结构是:一根钢筋将所述侧壁模板、所述木方背楞以及其间夹设的一厚度为小木块穿设在一起,在所述木方背楞的外面的所述钢筋的端头套设一槽形钢托板,在该钢托板的槽中平行地设置两根定位钢筋,两根该定位钢筋均与所述木方背楞相抵触,钢筋的外端套设固定螺纹套筒,一螺母旋入螺纹套筒,以使得槽形钢托板定位固定。

8.根据权利要求1至7之一所述的方法,其特征在于:

保证异形混凝土结构精度的另一个方面是控制浇注混凝土的厚度,为了保证混凝土浇注厚度与设计吻合,采用如下方案:

在所述建筑模型上的一些点,设置检测标记,该检测标记固定在建筑模型上,该检测标记显示异形混凝土结构在这些点的外表面的位置,是BIM模型放到现场的坐标系中该设定点外表面的相应坐标值。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:对于包括两侧壁和底板的槽式异形混凝土结构,

对于侧壁的浇注混凝土厚度控制方案是:在建筑模型的侧壁上,沿着侧壁的长度方向,在距离底板相同高度和/或不同高度的若干部位的建筑模型上可拆地固定厚度检测杆,该厚度检测杆固定在所述建筑模型的设定点上,该厚度检测杆的长度即为该点的厚度尺寸,或者是BIM模型放到现场的坐标系中与该设定点到外表面相应点之间的相应坐标值相对应,该厚度检测杆可拆地固连在所述建筑模型上,在浇注混凝土结束后,进行抹平工序中,该厚度检测杆的端头即为混凝土的抹平基准,两个相邻厚度检测杆之间的混凝土部分抹成平面即可,然后,将所述厚度检测杆取出,再用混凝土将取出厚度检测杆留下的孔填平;和/或,

至少在每个所述相对测量控制截面上布设侧墙喷射混凝土关键控制点,在该控制点上设置所述厚度检测标杆;和/或,

侧壁浇注混凝土厚度控制方案中:所述厚度检测标杆的设置方式是:采用设置定位螺杆的方式控制喷射厚度,具体做法是:在侧墙主筋处点焊上一个螺丝母,用一设定长度的螺丝杆拧入螺丝母,控制螺丝杆头处的位置为滑道侧墙内壁厚度控制点处,在喷射构筑的混凝土结构抹平之后拧下并抽出所述螺丝杆,且将螺丝杆留下的孔填实抹平;和/或是在建筑模型绑扎的钢筋上设置预弯曲厚度检测标杆,该预弯曲厚度检测标杆钩挂固定在所述钢筋上,其端头处的位置即为异形混凝土实体该处的外表面的控制点,在喷射构筑的混凝土结构抹平之后,剪下该预弯曲厚度检测标杆,且把留下的孔填实抹平;去掉厚度检测标杆之后,人工收光进行找平、压光处理;和/或

侧壁的厚度检测标杆设定方式为:在每个所述相对测量控制截面设置一个厚度检测标杆,各个厚度检测标杆形成一条沿混凝土结构的长度方向的控制线;和/或,在长度方向的控制线上更加密集地设置厚度检测标杆,使得相邻厚度检测标杆的间距是0.25m~0.5m;和/或,在一个相对测量控制截面上,设置多个厚度检测标杆,形成垂直于所述控制线的竖向控制线;和/或,

所述底板的板面的厚度精度控制方法是:在所述相对测量控制截面的两个端点上,在底板模型内的钢筋上设置钢丝,在该钢丝上固连定位板,该定位板的板面与槽式异形混凝土结构的模型的底面模板的板面平行,在定位板上设置钉子,钉头即为控制点,该控制点是根据将BIM模型放在与现场对应的坐标系中获得坐标值得到的;再设置一钢丝线,沿所述相对测量控制截面的方向延伸,该钢丝线置于各个钉头的顶部,钢丝线的两端固定;经过复核钉头的坐标数值无误后,设置简易定位装置,该简易定位装置为:在底板模型的两个侧板上向内设置钢筋段,在该钢筋段上设垂杆,该垂杆的下端抵在所述钢丝线上,该垂杆的下端头就成为底板的上表面控制点;然后,将定位板和钉子拆除,即可进行混凝土浇注,在抹平混凝土时,混凝土的上表面与垂杆的端头和/或钢丝线平齐,相邻两个垂杆和钢丝线之间的部分抹成平面即可,然后将该钢丝线取下,拆除简易定位装置;或者,在所述相对测量控制截面的两个端点上,在底板模型内的钢筋上设置钢丝,在该钢丝上固连定位板,该定位板的板面与槽式异形混凝土结构的模型的底面模板的板面平行,在定位板上设置钉子,钉头即为控制点,该控制点是根据将BIM模型放在与现场对应的坐标系中获得坐标值得到的,设置简易定位装置,该简易定位装置为:在相对于每个相对测量控制截面位置的基础筏板上设置两根竖杆,在两根竖杆上连接一横梁,该横梁与该相对测量控制截面上底板平行,在该横梁上固定若干线锤,各个线锤的下垂点即为底板上表面的设计位置;在浇注混凝土时,可以将各个线锤收起在横梁上,不妨碍浇注,待抹平工序时,将各个线锤放开,根据线锤的垂点做抹平的基准;和/或,所述钢筋段是与底板平行地设置;和/或,

所述底板采用浇注混凝土工艺,对于侧壁采用喷射混凝土工艺;和/或,

在对于槽式异形混凝土结构进行混凝土浇注时,混凝土自出料口到模型的下落的自由倾落高度不得超过3m。

10.一种用BIM技术构筑异形混凝土结构及其过程中精度控制方法中使用的装置,其特征在于:包括浇注该异形混凝土结构的建筑模型,所述建筑模型包括若干相对测量控制截面的截面框架,各个所述截面框架设置在对应混凝土结构的形状变化之处,该截面框架的至少一部分边的端点为混凝土结构在该截面框架所在之处截面的转角点,在各个所述转角点之间连接直杆,构成所述截面框架,在各个所述截面框架之间连接沿程直杆和/或沿程直面型模板,在各截面框架中以及之间绑扎钢筋,构成所述建筑模型。

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