智慧建造：运用Trimble技术将梦幻水族馆变为现实

项目概述

西雅图水族馆耗资1.6亿美元对海洋馆进行扩建。该项目包括建造三个大型栖息地，每个建筑物几乎都没有直边，其中一个主栖息地由520立方米混凝土和355吨钢筋组成。特纳建筑公司的混凝土团队通过强大的贸易合作伙伴和创新的数字制造技术，将这个复杂的项目变为现实。

项目挑战

1.  物流：水族馆位于西雅图市中心，该地区正在进行大规模重建，因此场地受到了很大的限制，几乎没有空间进行物料堆放。

2.  造型：水族馆独特的建筑造型意味着模板协调和预制工作需要在现场交付之前做好充分准备。

解决方案

特纳建筑公司拥有丰富的技术经验，他们使用的产品包括带有Trimble Access软件的TSC7数据采集器、基于Hololens 2的Trimble XR10、Trimble FieldLink、Trimble RTS771、Trimble X7、SketchUp和Tekla Structures软件。Trimble解决方案与其他软件工具之间便捷的可交付性为项目的成功做出了贡献。

自始至终以模型为基础

“由于栖息地的几何形状非常复杂，建筑师为我们提供了一个模型，该模型可作为特纳公司完成混凝土细节设计工作的基础。”特纳公司虚拟设计与施工部门（VDC）经理Sean Beatty说，“这种协作式细节设计工作将所有模板、钢筋、预埋件、亚克力观察窗口和机械系统整合到一个模型中，然后可用于生成所需的车间图纸和数字制造的模板元件。”

主栖息地的结构包括一个0.6米厚的弧形混凝土墙，共使用了355吨钢筋和520立方米的混凝土，用量是普通墙体的四倍。特纳公司的VDC团队使用内部开发的参数化建模脚本来生成必要的钢筋几何形状，以了解工程师钢筋设计的拥挤程度和可施工性。

SketchUp应用于整个项目过程，包括在SketchUp中结合无人机图像、相邻建筑、地下公用设施和相邻街道修订的精确地理定位场地模型。通过测量建立场地模型，并从三维仓库中引入预制组件以及内部开发的组件。特纳公司准确地呈现了场地的现状。

这种三维表示法和可视化技术与最终的栖息地几何形状、机械系统和模板相结合，对钢筋设计进行了修改，在确保主栖息地整体浇筑、无冷接缝的同时，提高了施工性能。

在此基础上，特纳公司开始规划分阶段的现场物流，其中包括挖掘、围栏、卡车运输、模板和项目各阶段的公共保护。他们将SketchUp模型组织成图层，利用场景和纹理来区分不同阶段，从而精确地确定如何组装和捆绑交付。

特纳公司及其合作伙伴制作了各种模型，并将其导入到Tekla Structures软件中，以生成综合的混凝土模型和电梯图纸。用于双向数据交互的Tekla Live Link插件确保了在其他软件中进行的任何修改都能同步到Tekla Structures，从而在整个设计迭代过程中保持几何形状的一致性。

在Tekla Live Link的帮助下，导入的几何图形成为后续细节设计和施工性分析的基础。Tekla Structures提供了一套全面的分析工具，用于创建精确的混凝土构件、模板、预埋件、钢筋等。通过这些工具，可以绘制详细的安装顺序图。

栖息地复杂模板的浇筑和安装规划是通过Tekla Structures完成的。此外，还结合Tekla Structures和SketchUp Layout绘制了现场模板安装图。Beatty说：“为了实现这种大型整体自密实浇注的最终几何形状，我们与合作伙伴一起制作了229块定制填充面板，这些面板经过CNC铣削、玻璃纤维涂层并由派利模板集团制造。”

“该模型是以三维可视化的方式将物流、安装计划直观地传达给业主和合作伙伴的，它使我们能够灵活地快速建模、整合不同的模型内容并在平台之间传输。自始至终以模型为基础。”

将模型带到现场

栖息地复杂的异形结构，传统方法很难进行现场放样。为此，特纳公司将Tekla模型直接导入Trimble FieldLink 软件，以模型为驱动控制Trimble RTS771 BIM 放样机器人进行三维放样。工程师可以直接选取模型中的点、线、面信息，轻松高效完成放样工作。此外，对已安装钢结构进行激光扫描，现场即可完成扫描数据和设计模型的比对，保证安装质量。团队还使用了搭载Fieldlink MR 的Trimble XR10，将设计模型的混合现实影像与真实施工环境相融合，直观洞察施工和设计的差异。

特纳公司测绘部经理Gabriel Kettler使用Trimble Access进行测量，跟踪即时创建的曲面，并导出报告，直观地显示了与设计图纸之间的偏差。“这种工作流程比使用CAD更有效率，”他说，“我能够操作导出数据和桩面的方式，并快速导出可交付成果，这有助于我在现场准确高效地收集数据。”

确保数据准确性的关键

Trimble X7三维激光扫描仪和Trimble Perspective外业软件的组合应用，是确保数据准确性的关键，有助于在现场利用点云验证已安装的模板是否与模型相符。将模板碾磨成特定形状后，Gabe Kettler可以在安放的各个阶段扫描模板和钢筋，以确保位置准确，钢筋的覆盖范围足够大。

结束语

海洋馆已于今年8月29日向公众开放，展示了约3500种动植物，包括鲨鱼和鳐鱼、各种鱼类、多达 30 种的珊瑚、海葵、海星、巨蛤和其他海洋生物。

Trimble解决方案将梦幻变为现实，实现了海洋馆净零排放建设，助力海洋馆推进海洋和生态系统科学教育，为海洋生态的可持续性发展贡献了力量。

责任编辑：LuYue