三維雷射掃描技術在鋼結構中的應用

2020-12-20 諾斯頓測量技術

隨著現代建築技術的不斷發展,鋼結構被廣泛應用到橋梁、民用高層、公共建築、工業建築等各個領域。

目前高層建築最大高度已超過500m,如上海中心高度632m,杜拜哈利法塔高度達到828m。

杜拜哈利法塔,如有侵權聯刪除

公共建築的最大跨度已超過100m,如北京五棵松籃球館跨度120m,國家體育場軸跨度332.3m,短軸296.4m。

國家體育館,如有侵權聯刪除

隨著大跨度、超高層建築的發展及人們審美觀念的日益提升,鋼結構建築的應用也越來越廣泛。

複雜鋼構件

隨之而來的就是複雜的結構體系裡有大量多角度的複雜鋼構件。如何控制這些複雜鋼構件的加工和安裝精度是業界的一個難題。

三維雷射掃描技術

三維雷射掃描儀作為一種可以快速獲取空間數據的新興技術。可重建三維模型,進行逆向建模實現可視化,越來越多地被應用於工程建設領域。

圖片轉載自FARO官網

它採用非接觸式高速雷射測量方式,高精度採集現場真實坐標數據,其提供的通用數據還可以作為後期規劃、建模、精度分析、資料存檔、變形檢測等工作的理想測量數據來源。

1、鋼結構三維測量

由於鋼構件結構複雜、需利用大空間三維掃描儀對整體架構進行三維數據採集,通過軟體特殊的計算方式去除噪音點,還可以通過人工的方式剔除噪音數據,獲取乾淨清晰的整體掃描點雲數據。並進行點雲拼接、配色等處理。

鋼結構三維掃描現場圖

完整項目點雲可以在計算機中進行快速瀏覽和調取數據。生成Webshere數據建立伺服器並以可測量全景圖的方式提供網絡共享。通過網絡即可快速調取測量數據以及點雲數據。

鋼結構三維掃描點雲圖
鋼結構三維掃描模型圖

鋼結構建模之後將所建立模型與原始點雲數據對比,經過數據校正和噪音點剔出可得到模型建模精度分布範圍,方便直觀的得到建模後模型各部分精度。(註:綠色部分精度<10mm)

鋼結構三維模型圖

2、鋼構件對比、檢測

通過將掃描的數據與標準模型的對比分析,我們可以直觀地了解製作、拼接的誤差,在構件出廠前可以對製作不合格的構件進行矯正,嚴重不合格的進行報廢處理,杜絕不合格產品出廠。

模型分析圖

同時可以在現場進行拼裝指導,預拼裝之後整體掃描一遍,誤差在允許範圍之內才能進行焊接,誤差過大需根據對比分析結果進行及時調整,焊接完成之後進行複測,誤差在允許範圍內才可進行吊裝。

大鋼結構偏差分析圖
細節分析

對比分析完成之後,我們可以通過軟體對之前進行的對比分析結果出一份完整的報告,方便保存及以後的查看。

鋼構件分析

3、鋼構件預拼裝

在構建測控合格後,可進一步利用實際構建模型在計算機內完成構件預拼裝工作。

鋼結構模型圖

應用三維數字模型,通過拼接、擬合、處理,得到構件加工所需要修改的調整信息,最終在計算機中完成三維數字模擬預拼裝。這些成果可為三維雷射掃描技術在鋼結構製作中的應用提供參考。

利用三維雷射掃描技術對鋼構件進行數據採集,避免鋼構件在生產、拼裝中誤差過大給後期施工造成延誤;不僅提高了生產的精度、速度,減少了大量的施工場地、人力、機械的投入,還最大限度地保證了工期的質量,節約了生產成本。

諾斯頓測量技術(北京)有限公司是一家以三維掃描數位化及三維測量服務為核心的高新技術企業。諾斯頓服務過多家國內知名單位,具有豐富的項目經驗,案例包括:梅溪湖文化館三維掃描逆向工程、瀋陽遠大異形鋼結構三維掃描項目、墨西哥機場鋼結構三維掃描項目、張家口多面體鋼結構三維掃描項目、國家電網三維可視化數字管理平臺數據供應商、南方電網三維可視化數字管理平臺數據供應商、中國中車數位化工廠項目、中石油中石化油罐容量計量項目、鞍鋼集團數位化工廠三維項目、北京大劇院三維掃描項目、中石油庫數位化項目、故宮三維數位化、《八佰》、《囧媽》、《小小的願望》、《超時空同居》等。

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