一种三维空间定位测量放线系统的制作方法

1.本发明属于混凝土技术领域，具体而言，涉及一种三维空间定位测量放线系统。


背景技术：

2.当今异形构建的建筑物越来越多，对三维异形测量放线的要求也越来越高，测量放线作为重要工序贯穿于各个环节，是各分部、分项工程的先导工序，工程的高质量要求，对施工测量从严控制。施工前必须复核实体结构各轴线，尺寸，标高准确，误差在规范允许范围之内。现有技术中根据图纸直接进行施工，成品后误差较大，而且工作效率较低。
3.如今形状各异的建筑，异形混凝土越来越多，异形双曲面墙体形体复杂，墙体形状不规则，弧形弯曲不同，相交角度不同，层高也不同，模板无论是制作还是安装加工难度都较大。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种三维空间定位测量放线系统，采用三维定位盘、背楞构建体系、全站仪及高精度水准仪等对各数值进行三维定位控制，测量要科学、简捷，精度合理，仪器选择要适当，使用要精心，在满足工程需要的前提下，力争做到省工、省时、省费用。
5.本发明提出一种三维空间定位测量放线系统，包括如下步骤：
6.步骤一：采用三维模型使用数字化施工技术，依靠bim 1:1三维实体模型进行相关点位深化；
7.步骤二：将市政轴网坐标点引入cad平面图后核对世界坐标完成后导入rhino三维模型，通过cad浏览项目相关施工图纸，绘制深化施工图、平面索引、施工范围、立面图、剖面图、节点图；通过rhino直观显示建筑的三维立体形态的1：1比例三位建筑模型，用于与设计沟通、蝉缝排版、定型背楞建模生成、提取施工各项主要信息；
8.步骤三：以rhino软件为基础平台运用grasshopper、lunchbox相关插件分析世界轴网坐标点位，通过grasshopper参数化生成蝉缝排版、定型背楞批量建模，能够以参数化编程形式减少技术深化过程中的人工建模，节省大量的人工建模时间；
9.步骤四：在rhino模型中拾取相关点位后运用grasshopper、lunchbox相关插件直接分析点位坐标后导出cad图及excel文档，基于grasshopper参数化插件由国外私人开发的插件；深化过程中主要应用于参数化提取施工所需的各项信息并将信息生成excel表格，例如墙体标高、面积、混凝土方量、定位坐标点相关信息；
10.步骤五：基于参数化生成定型体系后开始建立定型体系的辅助定位模板即背楞定位盘进行辅助定型背楞的安装定型，通过在定位盘上增加定形背楞定位刻度线完成定型背楞的点位、矢量朝向定位；运用参数化提取处定位盘的二维平面坐标点位，使用高精全站进行点位测量放样；将施工现场放样点位与定位盘中的刻度定位线进行一一对应后完成定位盘的安装。
11.步骤六：定型背楞根据定位盘中的刻度线进行定位安装，安装过程中均需使用全站仪进行定位，整体异型背楞安装完毕后，每天复核背楞是否会偏位，沉降，以此来保证异型曲面弧度的准确性，防止变形、沉降，直至混凝土浇筑完成后。
12.另外，第五步中基于grasshopper参数化插件由国内私人开发的插件。主要针对grasshopper官方开发的功能进行代码的二次迭代优化；深化过程中主要应用于参数化编程过程中对list的树形及线形数据的优化，减少参数化编程的时间。
13.优选的是，所述步骤一中的三维实体模型的点位深化包括三维空间曲面定型辅助定位盘、定型背楞深化逻辑、定型背楞半成品管理、定位点测量放样、定型背楞与定位盘安装以及复核与校验。
14.在上述任一方案中优选的是，所述定型背楞深化逻辑中定型背楞厚度为双层模板，其厚度为34mm，间距为150mm，宽度为100mm。
15.在上述任一方案中优选的是，所述定型背楞深化逻辑中定型背楞上根据世界轴网设置标高线，定位盘与标高线对应齐平，背楞定标高，定位盘定形态。
16.在上述任一方案中优选的是，所述定型背楞深化逻辑包括如下步骤：
17.第一步，以曲面底部为起点沿竖向间距150mm对墙柱进行水平剖切得出背楞内弧线；
18.第二步，背楞内弧线偏移衬板、面板厚度；
19.第三步，取封闭面积最大的剖切线偏移出面板、衬板、背楞宽度后取四个角点形成背楞矩形外边框；
20.第四步，外边框投影至目标曲面底部后以竖向间距150mm进行阵列，以标高为数据列表进行筛选，通过标高相等的内弧线及外框线生成出背楞成品模型，其中各外边框标高与各墙柱水平剖切线标高相等；
21.第五步，将半成品背楞模型进行二次优化，减小背楞多余用料，减少材料损耗；
22.第六步，上下层背楞形态变化时标记刻度线，背楞的宽度大于或等于100mm。
23.在上述任一方案中优选的是，所述定型背楞半成品管理包括如下步骤：
24.第一步，采用cnc全数控自动化加工机床加工按照任务单加工完成后将加工完成的半成品定型背楞模板按照任务单编号进行统一归类存放，以免混淆，等待拼接；
25.第二步，定型背楞拼接，拼接时根据技术技术部提供的背楞拼接图纸进行按照编号拼接，不得随意拼接不同编号的半层品定型背楞；
26.第三步，定型背楞在二次深化cnc加工任务单时在定型背楞断缝处进行深化拼接记号，以便于工人现场安装拼接；
27.第四步，定型背楞拼接时根据拼接图纸的显示若单块成品背楞长度长度10m时则对其进行分开拼接，将成品背楞分为两段，以免垂直运输时背楞断裂损坏；
28.第五步，对半成品定型背楞拼接完成的成品定型背楞同样进行分区域统一堆放，以免混淆。
29.在上述任一方案中优选的是，所述定位点测量放样包括如下步骤：
30.第一步，依靠设计提供的三维建筑模型结合数字化施工技术，将三维建筑进行相关的定位放样深化；
31.第二步，结合市政轴网坐标点引入cad平面图核对世界坐标无误后将cad平面图导
入rhino三维模型中进行模型与图纸的二次复核；
32.第三步，以rhino三维软件为基础平台运用grasshopper、lunchbox等相关参数化插件进行三维模型的世界轴网坐标点位分析；
33.第四步，在rhino三维模型中提出相关点位后运用grasshopper、lunchbox插件进行点位坐标的提取并导出cad二维平面图纸与excel文档。
34.在上述任一方案中优选的是，所述定型背楞与定位盘安装包括各区域定型背楞安装；深化设计；采用方形刻度线表示坐标点定位；定位点方形刻度线对应所有世界轴网定位坐标点位；各定位盘安装时对应深化图纸中各标高点位进行搭设，同一区域内各定位盘标高段各不相同；背楞间距的控制，背楞间距必须严格对应定位盘刻度，且背楞朝向应与刻度线朝向保持一致；竖向定型背楞模板当中标有标高刻度线与定位盘的控制，竖向定型背楞模板当中标有标高刻度线用于对应不同的定位盘，安装时必须按照图纸进行安装定位盘与定型背楞模板；如安装过程中出现背楞与定位盘无法匹配配套时应及时通知技术部。
35.在上述任一方案中优选的是，所述复核与校验中在施工前预先选择定位复核点，所述定位复核点包括斜撑交叉点、模板拼接点、构件施工缝区域点。
36.在上述任一方案中优选的是，所述复核与校验中在模板安装就位、未加固前采用全站仪对该些定位点进行复核，确认坐标与图纸要求一致，若出现偏差则可采用橡皮锤轻敲微调或其他方式进行调整，处理完成后方可进行模板加固施工。
37.本发明的三维空间定位测量放线系统具有以下优点：在autocad平面图上建立本工程的相对坐标或利用全站仪交汇法，根据总承包项目部提供的已知坐标点，建立坐标系方便使用；在rhino 1:1三维实体模型上，将所需各节点相应标高作水平剖切，形成平面图，拾取该控制点坐标，利用高精度全站仪进行放样和控制(平面位置和标高)；在视图与绘图过程中，能够较早的发现图纸中存在的各种问题，为清水模板的制作安装提前做好技术准备；由于采用全站仪与计算机之间实现双向通信，测量数据自动传输到全站仪内存，系统实时计算出点位坐标和偏差信息数据，保证各节点放样的准确性；设站灵活，全站仪可以在不同的现场条件下选择最佳位置设站，减少其他工序对测量作业的干扰，同时也减少了测量作业对其他工序的影响。
附图说明
38.图1为按照本发明的三维空间定位测量放线系统中异形曲面墙体定型背楞定位盘安装实例的示意图。
具体实施方式
39.下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
40.如图1所示，按照本发明的三维空间定位测量放线系统中异形曲面墙体定型背楞定位盘安装实例的示意图。本发明提供一种三维空间定位测量放线系统，包括如下步骤：
41.步骤一：采用三维模型使用数字化施工技术，依靠bim 1:1三维实体模型进行相关点位深化；
42.步骤二：将市政轴网坐标点引入cad平面图后核对世界坐标完成后导入rhino三维模型，通过cad浏览项目相关施工图纸，绘制深化施工图、平面索引、施工范围、立面图、剖面
图、节点图；通过rhino直观显示建筑的三维立体形态的1：1比例三位建筑模型，用于与设计沟通、蝉缝排版、定型背楞建模生成、提取施工各项主要信息；
43.步骤三：以rhino软件为基础平台运用grasshopper、lunchbox相关插件分析世界轴网坐标点位，通过grasshopper参数化生成蝉缝排版、定型背楞批量建模，能够以参数化编程形式减少技术深化过程中的人工建模，节省大量的人工建模时间；
44.步骤四：在rhino模型中拾取相关点位后运用grasshopper、lunchbox相关插件直接分析点位坐标后导出cad图及excel文档，基于grasshopper参数化插件由国外私人开发的插件；深化过程中主要应用于参数化提取施工所需的各项信息并将信息生成excel表格，例如墙体标高、面积、混凝土方量、定位坐标点相关信息；
45.步骤五：基于参数化生成定型体系后开始建立定型体系的辅助定位模板即背楞定位盘进行辅助定型背楞的安装定型，通过在定位盘上增加定形背楞定位刻度线完成定型背楞的点位、矢量朝向定位；运用参数化提取处定位盘的二维平面坐标点位，使用高精全站进行点位测量放样；将施工现场放样点位与定位盘中的刻度定位线进行一一对应后完成定位盘的安装；
46.步骤六：定型背楞根据定位盘中的刻度线进行定位安装，安装过程中均需使用全站仪进行定位，整体异型背楞安装完毕后，每天复核背楞是否会偏位，沉降，以此来保证异型曲面弧度的准确性，防止变形、沉降，直至混凝土浇筑完成后。
47.另外，第五步中基于grasshopper参数化插件由国内私人开发的插件。主要针对grasshopper官方开发的功能进行代码的二次迭代优化；深化过程中主要应用于参数化编程过程中对list的树形及线形数据的优化，减少参数化编程的时间。
48.在本实施例中，所述步骤一中的三维实体模型的点位深化包括三维空间曲面定型辅助定位盘、定型背楞深化逻辑、定型背楞半成品管理、定位点测量放样、定型背楞与定位盘安装以及复核与校验。
49.在本实施例中，所述定型背楞深化逻辑中定型背楞厚度为双层模板，其厚度为34mm，间距为150mm，宽度为100mm。
50.在本实施例中，所述定型背楞深化逻辑中定型背楞上根据世界轴网设置标高线，定位盘与标高线对应齐平，背楞定标高，定位盘定形态。
51.在本实施例中，所述定型背楞深化逻辑包括如下步骤：
52.第一步，以曲面底部为起点沿竖向间距150mm对墙柱进行水平剖切得出背楞内弧线；
53.第二步，背楞内弧线偏移衬板、面板厚度；
54.第三步，取封闭面积最大的剖切线偏移出面板、衬板、背楞宽度后取四个角点形成背楞矩形外边框；
55.第四步，外边框投影至目标曲面底部后以竖向间距150mm进行阵列，以标高为数据列表进行筛选，通过标高相等的内弧线及外框线生成出背楞成品模型，其中各外边框标高与各墙柱水平剖切线标高相等；
56.第五步，将半成品背楞模型进行手动修剪，去除背楞多余用料，减少材料损耗；
57.第六步，上下层背楞形态变化时标记刻度线，背楞的宽度大于或等于100mm。
58.在本实施例中，所述定型背楞半成品管理包括如下步骤：
59.第一步，采用cnc全数控自动化加工机床加工按照任务单加工完成后将加工完成的半成品定型背楞模板按照任务单编号进行统一归类存放，以免混淆，等待拼接；
60.第二步，定型背楞拼接，拼接时根据技术技术部提供的背楞拼接图纸进行按照编号拼接，不得随意拼接不同编号的半层品定型背楞；
61.第三步，定型背楞在二次深化cnc加工任务单时在定型背楞断缝处进行深化拼接记号，以便于工人现场安装拼接；
62.第四步，定型背楞拼接时根据拼接图纸的显示若单块成品背楞长度长度10m时则对其进行分开拼接，将成品背楞分为两段，以免垂直运输时背楞断裂损坏；
63.第五步，对半成品定型背楞拼接完成的成品定型背楞同样进行分区域统一堆放，以免混淆。
64.在本实施例中，所述定位点测量放样包括如下步骤：
65.第一步，依靠设计提供的三维建筑模型结合数字化施工技术，将三维建筑进行相关的定位放样深化；
66.第二步，结合市政轴网坐标点引入cad平面图核对世界坐标无误后将cad平面图导入rhino三维模型中进行模型与图纸的二次复核；
67.第三步，以rhino三维软件为基础平台运用grasshopper、lunchbox等相关参数化插件进行三维模型的世界轴网坐标点位分析；
68.第四步，在rhino三维模型中提出相关点位后运用grasshopper、lunchbox插件进行点位坐标的提取并导出cad二维平面图纸与excel文档。
69.在本实施例中，所述定型背楞与定位盘安装包括各区域定型背楞安装；深化设计；采用方形刻度线表示坐标点定位；定位点方形刻度线对应所有世界轴网定位坐标点位；各定位盘安装时对应深化图纸中各标高点位进行搭设，同一区域内各定位盘标高段各不相同；背楞间距的控制，背楞间距必须严格对应定位盘刻度，且背楞朝向应与刻度线朝向保持一致；竖向定型背楞模板当中标有标高刻度线与定位盘的控制，竖向定型背楞模板当中标有标高刻度线用于对应不同的定位盘，安装时必须按照图纸进行安装定位盘与定型背楞模板；如安装过程中出现背楞与定位盘无法匹配配套时应及时通知技术部。
70.在本实施例中，所述复核与校验中在施工前预先选择定位复核点，所述定位复核点包括斜撑交叉点、模板拼接点、构件施工缝区域点。
71.在本实施例中，所述复核与校验中在模板安装就位、未加固前采用全站仪对该些定位点进行复核，确认坐标与图纸要求一致，若出现偏差则可采用橡皮锤轻敲微调或其他方式进行调整，处理完成后方可进行模板加固施工。
72.在本发明中采用多种软件，如autocad、rhino、grasshopper、lunchbox等。
73.本发明中采用三维模型使用数字化施工技术，依靠1:1三维实体模型进行相关点位深化；
74.将市政轴网坐标点引入cad平面图后核对世界坐标完成后导入rhino三维模型；
75.以rhino软件为基础平台运用grasshopper、lunchbox等相关插件分析世界轴网坐标点位；
76.在rhino模型中拾取相关点位后运用grasshopper、lunchbox相关插件直接分析点位坐标后导出cad图及excel文档；
77.autocad：用于浏览项目相关施工图纸，绘制深化施工图、平面索引、施工范围、立面图、剖面图、节点图等；
78.rhino：用于直观显示建筑的三维立体形态的1：1比例三位建筑模型。用于与设计沟通、蝉缝排版、定型背楞建模生成、提取施工各项主要信息。
79.grasshopper：用于参数化生成蝉缝排版、定型背楞批量建模。能够以参数化编程形式减少技术深化过程中的人工建模。节省大量的人工建模时间。
80.lunchbox：深化过程中主要应用于参数化提取施工所需的各项信息并将信息生成excel表格。例如墙体标高、面积、混凝土方量、定位坐标点等相关信息。
81.hare：主要针对grasshopper官方开发的功能进行代码的二次迭代优化。深化过程中主要应用于参数化编程过程中对list的树形及线形数据的优化，减少参数化编程的时间。
82.本发明的三维空间定位测量放线系统具有以下优点：在autocad平面图上建立本工程的相对坐标或利用全站仪交汇法，根据总承包项目部提供的已知坐标点，建立坐标系方便使用；在rhino 1:1三维实体模型上，将所需各节点相应标高作水平剖切，形成平面图，拾取该控制点坐标，利用高精度全站仪进行放样和控制(平面位置和标高)；在视图与绘图过程中，能够较早的发现图纸中存在的各种问题，为清水模板的制作安装提前做好技术准备；由于采用全站仪与计算机之间实现双向通信，测量数据自动传输到全站仪内存，系统实时计算出点位坐标和偏差信息数据，保证各节点放样的准确性；设站灵活，全站仪可以在不同的现场条件下选择最佳位置设站，减少其他工序对测量作业的干扰，同时也减少了测量作业对其他工序的影响。