項目概述

西雅圖水族館耗資1.6億美元對海洋館進行擴建。該項目包括建造三個大型棲息地，每個建筑物幾乎都沒有直邊，其中一個主棲息地由520立方米混凝土和355噸鋼筋組成。特納建筑公司的混凝土團隊通過強大的貿(mào)易合作伙伴和創(chuàng)新的數(shù)字制造技術，將這個復雜的項目變?yōu)楝F(xiàn)實。

項目挑戰(zhàn)

1.  物流：水族館位于西雅圖市中心，該地區(qū)正在進行大規(guī)模重建，因此場地受到了很大的限制，幾乎沒有空間進行物料堆放。

2.  造型：水族館獨特的建筑造型意味著模板協(xié)調(diào)和預制工作需要在現(xiàn)場交付之前做好充分準備。

解決方案

特納建筑公司擁有豐富的技術經(jīng)驗，他們使用的產(chǎn)品包括帶有Trimble Access軟件的TSC7數(shù)據(jù)采集器、基于Hololens 2的Trimble XR10、Trimble FieldLink、Trimble RTS771、Trimble X7、SketchUp和Tekla Structures軟件。Trimble解決方案與其他軟件工具之間便捷的可交付性為項目的成功做出了貢獻。

自始至終以模型為基礎

“由于棲息地的幾何形狀非常復雜，建筑師為我們提供了一個模型，該模型可作為特納公司完成混凝土細節(jié)設計工作的基礎。”特納公司虛擬設計與施工部門（VDC）經(jīng)理Sean Beatty說，“這種協(xié)作式細節(jié)設計工作將所有模板、鋼筋、預埋件、亞克力觀察窗口和機械系統(tǒng)整合到一個模型中，然后可用于生成所需的車間圖紙和數(shù)字制造的模板元件。”

主棲息地的結(jié)構(gòu)包括一個0.6米厚的弧形混凝土墻，共使用了355噸鋼筋和520立方米的混凝土，用量是普通墻體的四倍。特納公司的VDC團隊使用內(nèi)部開發(fā)的參數(shù)化建模腳本來生成必要的鋼筋幾何形狀，以了解工程師鋼筋設計的擁擠程度和可施工性。

SketchUp應用于整個項目過程，包括在SketchUp中結(jié)合無人機圖像、相鄰建筑、地下公用設施和相鄰街道修訂的精確地理定位場地模型。通過測量建立場地模型，并從三維倉庫中引入預制組件以及內(nèi)部開發(fā)的組件。特納公司準確地呈現(xiàn)了場地的現(xiàn)狀。

這種三維表示法和可視化技術與最終的棲息地幾何形狀、機械系統(tǒng)和模板相結(jié)合，對鋼筋設計進行了修改，在確保主棲息地整體澆筑、無冷接縫的同時，提高了施工性能。

在此基礎上，特納公司開始規(guī)劃分階段的現(xiàn)場物流，其中包括挖掘、圍欄、卡車運輸、模板和項目各階段的公共保護。他們將SketchUp模型組織成圖層，利用場景和紋理來區(qū)分不同階段，從而精確地確定如何組裝和捆綁交付。

特納公司及其合作伙伴制作了各種模型，并將其導入到Tekla Structures軟件中，以生成綜合的混凝土模型和電梯圖紙。用于雙向數(shù)據(jù)交互的Tekla Live Link插件確保了在其他軟件中進行的任何修改都能同步到Tekla Structures，從而在整個設計迭代過程中保持幾何形狀的一致性。

在Tekla Live Link的幫助下，導入的幾何圖形成為后續(xù)細節(jié)設計和施工性分析的基礎。Tekla Structures提供了一套全面的分析工具，用于創(chuàng)建精確的混凝土構(gòu)件、模板、預埋件、鋼筋等。通過這些工具，可以繪制詳細的安裝順序圖。

棲息地復雜模板的澆筑和安裝規(guī)劃是通過Tekla Structures完成的。此外，還結(jié)合Tekla Structures和SketchUp Layout繪制了現(xiàn)場模板安裝圖。Beatty說：“為了實現(xiàn)這種大型整體自密實澆注的最終幾何形狀，我們與合作伙伴一起制作了229塊定制填充面板，這些面板經(jīng)過CNC銑削、玻璃纖維涂層并由派利模板集團制造。”

將模型帶到現(xiàn)場

棲息地復雜的異形結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方法很難進行現(xiàn)場放樣。為此，特納公司將Tekla模型直接導入Trimble FieldLink 軟件，以模型為驅(qū)動控制Trimble RTS771 BIM 放樣機器人進行三維放樣。工程師可以直接選取模型中的點、線、面信息，輕松高效完成放樣工作。此外，對已安裝鋼結(jié)構(gòu)進行激光掃描，現(xiàn)場即可完成掃描數(shù)據(jù)和設計模型的比對，保證安裝質(zhì)量。團隊還使用了搭載Fieldlink MR 的Trimble XR10，將設計模型的混合現(xiàn)實影像與真實施工環(huán)境相融合，直觀洞察施工和設計的差異。

特納公司測繪部經(jīng)理Gabriel Kettler使用Trimble Access進行測量，跟蹤即時創(chuàng)建的曲面，并導出報告，直觀地顯示了與設計圖紙之間的偏差。“這種工作流程比使用CAD更有效率，”他說，“我能夠操作導出數(shù)據(jù)和樁面的方式，并快速導出可交付成果，這有助于我在現(xiàn)場準確高效地收集數(shù)據(jù)。”

確保數(shù)據(jù)準確性的關鍵

Trimble X7三維激光掃描儀和Trimble Perspective外業(yè)軟件的組合應用，是確保數(shù)據(jù)準確性的關鍵，有助于在現(xiàn)場利用點云驗證已安裝的模板是否與模型相符。將模板碾磨成特定形狀后，Gabe Kettler可以在安放的各個階段掃描模板和鋼筋，以確保位置準確，鋼筋的覆蓋范圍足夠大。

結(jié)束語

海洋館已于今年8月29日向公眾開放，展示了約3500種動植物，包括鯊魚和鰩魚、各種魚類、多達 30 種的珊瑚、海葵、海星、巨蛤和其他海洋生物。

Trimble解決方案將夢幻變?yōu)楝F(xiàn)實，實現(xiàn)了海洋館凈零排放建設，助力海洋館推進海洋和生態(tài)系統(tǒng)科學教育，為海洋生態(tài)的可持續(xù)性發(fā)展貢獻了力量。

滬敖3D是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術型企業(yè)，擁有豐富的三維項目經(jīng)驗，公司以行業(yè)應用為出發(fā)點，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應用服務。目前主要服務于制造業(yè)（汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械）、建筑業(yè)（建筑設計、施工、裝修等）、文化遺產(chǎn)（博物館、古建筑、考古等）、數(shù)字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業(yè)。提供質(zhì)量檢測、三維建模、逆向工程、數(shù)字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測繪、形變監(jiān)測、3D打印等技術方案。