钢结构测量与模拟预拼装在建筑工程中的应用
随着社会发展,钢结构在建筑工程中的应用越发普遍,特大型、异形、超高层等形态的钢结构在国内市场快速成长,而部分构件受运输或吊装条件所限,只能分段分体制作与安装。为核验制作的整体性与准确性、确保现场安装精度,必须对构件实行有效的尺寸质量控制,即在生产环节对构件关键点进行测量、检测与校核,所测精度与效率直接影响到钢结构的施工质量和安全性能。
查看案例详情 →国家第七代超深水钻井平台在超大模块的合拢环节中,其变形控制颇为棘手;围绕这一症结,烟台中集来福士针对撑管合拢口的反变形设置与控制,以及上船体合拢的反变形设置与控制等技术展开了专项攻关,最终让该平台的合拢实现了高精度。过程中,北京香月的DACS-PointCloud点云测量与逆向建模软件、徕卡三维激光扫描仪被项目方积极引入。
针对国家第七代超深水钻井平台因超大模块合拢变形控制难度大等一系列问题,烟台中集来福士围绕撑管合拢口反变形设置与控制、上船体合拢反变形设置与控制等技术开展了专项研究,最终实现了第七代超深水钻井平台的高精度合拢。在此过程中,项目方积极引入了北京香月DACS- PointCloud点云测量与逆向建模软件以及徕卡三维激光扫描仪。
展开这场攻关的缘由,在于第七代超深水钻井平台的超大模块在合拢阶段极易出现变形,控制起来的难度相当大。为此,烟台中集来福士把精力投注在两大方向上:一是撑管合拢口的反变形设置与控制,二是上船体合拢的反变形设置与控制。经由此番专项研究,平台的合拢精度最终得以落实。而整个过程中,项目方还颇为主动地引入了北京香月的DACS-PointCloud点云测量与逆向建模软件,以及徕卡三维激光扫描仪,为高精度合拢提供了有力支撑。
来福士GM4D-H1305现场照片↑
来福士GM4D-H1305现场照片↑
DACS- PointCloud点云测量与逆向建模软件介绍
北京香月天创科技有限公司在广泛归拢用户诉求、并经过大量现场使用的反复验证之后,打造出了DACS-PointCloud这款专业软件。其体量足以驾驭GB级的三维点云数据,处理快捷、精度领先、操作顺手,称得上一个成熟完整的点云处理、分析与逆向建模工具。将扫描所得的密集三维坐标数据(即点云)载入后,各种点云场景难题便可从容化解:仅需一键,即可完成点实体与设计模型间的整体偏差比较,逆向建模、动静干涉检测等功能也同样一次到位。
如图所示软件主要功能↑
中集来福士技术人员现场扫描↑
技术人员扫描结果预览↑
主要应用功能介绍:
上下船体的整体扫描,使用徕卡三维激光扫描仪实施。由扫描得来的密集三维坐标数据(点云)被导入点云分析软件后,数据预处理随即先行展开。具体说来,处理涵盖手动删除点、点的隐藏或显示、自动去噪等几种途径;其中自动去噪能够滤除移动噪点、稀疏噪点、重叠噪点、远端噪点等多种噪声。
借助拟合点功能,精度控制点得以从关键部位顺利提取。
如图所示提取相关的部分点数据↑
逆向建模由两个环节构成:其一为手动逆向建模,其二为自动提取模型。在手动模式下,可结合具体场景对不同对象开展处理,平面对象的逆向与编辑、管道对象的逆向/编辑/连接,乃至实体对象的逆向建模均在其列;自动提取模型则可在几分钟内,自动取出指定尺寸规格的管道模型。
模型对比
经变换功能处理后,设计模型得以与点云数据彼此匹配,点云实体与设计模型间的偏差也由此算出;偏差的出具,还能通过手动指定模型面的方式来实现。
如图所示设计模型与实测三位点云数据进行匹配↑
数据输出
模型导出、2D报表生成以及任意截面的工程图绘制均受支持,用户在现场即可直接上手使用。
如图所示根据现场需求制定2D报表↑
如图所示根据现场需求制定2D报表↑
在与上船体、下船体的设计模型完成比对之后,处理妥当的点云数据即可驱动一次上下船体的模拟合拢,令现场的实际建造情景得到如实还原。
如图所示模拟现场碰撞干涉↑
动静态干涉检查
针对设备的搬入路径,系统可执行碰撞检测,使搬入路径得以提前做好规划。
测量设备及软件模块
测量设备:
徕卡P40三维激光扫描仪
标靶 6 个(含6个微型脚架)
徕卡TS60全站仪
软件模块:
DACS- PointCloud点云测量与逆向建模软件
随着社会发展,钢结构在建筑工程中的应用越发普遍,特大型、异形、超高层等形态的钢结构在国内市场快速成长,而部分构件受运输或吊装条件所限,只能分段分体制作与安装。为核验制作的整体性与准确性、确保现场安装精度,必须对构件实行有效的尺寸质量控制,即在生产环节对构件关键点进行测量、检测与校核,所测精度与效率直接影响到钢结构的施工质量和安全性能。
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借助高精度三维测量技术对已制造钢塔节段进行数据采集与分析,使实测结果与设计数据基本吻合,从而保证轴线偏移、扭转、塔柱高差等各项指标满足设计要求;在此基础上采用模拟预拼装,实现省去实体预拼装的精度管理方式,有效提升建造与搭载环节的效率。
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钢结构桥梁塔柱的拼装既可采取实体预拼装,也可采取数字化模拟预拼装。当前国内工程普遍倾向于实体预拼装,虽然可靠性更高,但周期偏长、成本偏高;与之相比,数字化模拟预拼装能显著节省成本、压缩工期,在大规模复杂工程及施工环境较差的工程上,其经济效益体现得尤为突出。本文以北京永定河大桥作为工程背景,围绕数字化模拟预拼装技术展开论述。
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