三维激光扫描结合BIM模型在大跨钢结构施工质量检查的应用

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2026.0125

测绘通报 ›› 2026, Vol. 0 ›› Issue (1): 156-159,186.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2026.0125

三维激光扫描结合BIM模型在大跨钢结构施工质量检查的应用

王勇¹, 沙奕², 孙晓强², 王晓静¹, 林小峰², 朱非非², 任长江², 王铁刚²

1. 北京城建勘测设计研究院有限责任公司, 北京 100010;
2. 北京城建集团有限责任公司, 北京 100010

收稿日期:2025-02-21 发布日期:2026-02-03
通讯作者: 沙奕。E-mail:15801186470@163.com
作者简介:王勇(1990—),男,硕士,助理研究员,主要从事遥感、三维激光扫描研发及建筑结构检测、监测等工作。E-mail:wangy3029@163.com
基金资助:
基于高性能结构工程的体育场馆绿色建造研究(bucg-2022-001)

Integration of 3D laser scanning and BIM models for construction quality inspection of large-span steel structures: a case study of the China-aided national football stadium project in Belarus

WANG Yong¹, SHA Yi², SUN Xiaoqiang², WANG Xiaojing¹, LIN Xiaofeng², ZHU Feifei², REN Changjiang², WANG Tiegang²

1. Beijing Urban Construction Survey and Design Institute Co., Ltd., Beijing 100010, China;
2. Beijing Urban Construction Group Co., Ltd., Beijing 100010, China

Received:2025-02-21 Published:2026-02-03

摘要/Abstract

摘要： 大跨度钢结构安装施工存在施工精度高、钢构件受温度影响大、整体变形控制难等缺点。传统的大跨度钢结构安装施工主要通过全站仪对钢结构关键节点进行测量控制。该方法测点较少,对钢结构整体变形掌握不够全面,往往导致安装后钢结构在几个主要构件与最初设计模型吻合度较高,而在没有测点控制的位置存在较大误差,这种较大的安装误差往往会影响整个钢结构的使用寿命。为了更加准确地获取钢结构施工质量与设计偏差,本文提出了一种基于三维激光扫描与建筑信息模型(BIM)的对比分析方法,以检查钢结构模型的施工质量。首先,通过三维激光扫描方式获取施工后整体钢结构的三维点云数据,并进行去噪(从背景点云中分离);然后,将BIM模型与分离后钢结构点云进行对比分析,快速获取钢结构杆件的偏差值;最后,以援白俄罗斯国家足球体育场钢结构施工项目为例,通过本文方法快速获取钢结构与设计BIM模型偏差,计算施工后钢结构点云与设计BIM模型的偏差量。结果显示,该方法可有效检查出钢结构施工是否满足设计要求,有效保障钢结构施工,为钢结构施工质量检查提供了一种新的解决方案。

关键词: 大跨度钢结构, 整体变形, 三维激光扫描, BIM模型

Abstract: The installation and construction of large-span steel structures face the disadvantages such as high construction precision requirements,significant influence of temperature on steel components,and difficulty in controlling overall deformation.In traditional installation and construction of large-span steel structures,the total station is mainly used to measure and control the key nodes of the steel structure.This method has fewer measuring points,and the understanding of the overall deformation of the steel structure is not comprehensive enough.As a result,after installation,the steel structure often has a high degree of coincidence with the original design model at several main components,but there are large installation errors between the positions without measuring point control and the design model.Such large installation errors often affect the service life of the entire steel structure.In order to obtain the deviation between the construction quality of the steel structure and the design more accurately,this paper proposes a comparative analysis method based on 3D laser scanning and BIM to detect the construction quality of the steel structure model.Firstly,the 3D point cloud data of the overall steel structure after construction is obtained through 3D laser scanning,and the point cloud of the steel structure is denoised (separated from the background point cloud).Then,the BIM model is compared and analyzed with the point cloud of the separated steel structure,and the deviation values of the steel structure members can be quickly obtained.Taking the steel structure construction project of the Belarus national football stadium as an example,this paper quickly obtains the deviation between the steel structure and the designed BIM model through the proposed method,and calculates the deviation amount between the point cloud of the steel structure after construction and the designed BIM model.The results show that this method can effectively check whether the steel structure construction meets the design requirements,effectively guarantee the construction of the steel structure,and provide a new solution for the quality inspection of steel structure construction.

Key words: large-span steel structure, overall deformation, 3D laser scanning, BIM model

中图分类号:

P258

王勇, 沙奕, 孙晓强, 王晓静, 林小峰, 朱非非, 任长江, 王铁刚. 三维激光扫描结合BIM模型在大跨钢结构施工质量检查的应用[J]. 测绘通报, 2026, 0(1): 156-159,186.

WANG Yong, SHA Yi, SUN Xiaoqiang, WANG Xiaojing, LIN Xiaofeng, ZHU Feifei, REN Changjiang, WANG Tiegang. Integration of 3D laser scanning and BIM models for construction quality inspection of large-span steel structures: a case study of the China-aided national football stadium project in Belarus[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2026, 0(1): 156-159,186.

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三维激光扫描结合BIM模型在大跨钢结构施工质量检查的应用

Integration of 3D laser scanning and BIM models for construction quality inspection of large-span steel structures: a case study of the China-aided national football stadium project in Belarus

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