重庆某大型桥梁工程高精度测量与三维建模技术服务案例

基于三维激光扫描的桥面变形检测技术应用研究

17世纪初,望远镜的发明和应用对测量技术的发展起了很大的促进作用。1903年飞机的发明,促进了航空摄影测量技术的发展。1964年GPS投入使用,带来了测绘领域的一次技术革命。三维激光扫描技术是近十多年才发展起来的一项新兴测绘技术,已被誉为"继GPS技术之后,测绘领域又一次技术革命"。该技术能够高精度、快速、无接触获取实物点云数据,重建扫描实物的空间三维模型,是获取空间数据最有效率的手段。引入新兴技术往往能对行业发展起到促进作用。本文阐述了三维激光扫描技术的国内外研究与应用现状;分析了三维激光扫描技术的原理和误差理论;对比分析了三维激光扫描技术与传统测量方法的不同和优势。结合目前研究三维激光扫描技术应用于桥梁变形检测案例较少的实际情况和"桥梁面相学",本文进行基于三维激光扫描技术的桥梁变形检测应用研究。桥梁变形检测是运营期间维护桥梁正常使用必不可少的措施。传统的桥梁变形检测一般采用全站仪、水准仪等,相关的应用思路、方法和理论都已成熟,形成了相应的技术理论体系和行业规范标准。三维激光扫描技术作为一项新兴技术,具有具有独特的优势和功能,但将其广泛用于桥梁变形检测还有很长的路要走。主要表现为,关于三维激光扫描技术的研究大都集中在桥面扫描数据用于桥梁快速建筑建模,很少用于桥面变形检测分析,此外在精度方面的理论和试验研究也较少。本文通过理论研究和现场模拟试验,重点研究三维激光扫描技术用于桥梁桥面垂直变形检测的可行性。本文从应用角度入手,研究三维激光扫描的基本原理与方法,详细介绍了外业点云数据采集流程和内业点云数据处理流程。利用徕卡公司提供的Nova MS50三维激光扫描仪,完成桥面点云数据采集工作。进行了三种模拟变形量点云数据采集,及初始状态点云数据和实验完成后状态点云数据,总共获得五组试验数据。点云数据分析采用美国Geomagic公司出品的逆向工程校核软件Geomagic Qualify完成,两两对比试验数据,得到两组数据之间的模拟变形量值,并与理论值进行对比,发现三维激光扫描数据处理结果与理论值比较接近,说明将三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的可行性。实验结果表明,高精度三维激光扫描仪在桥面平扫(天顶距85°~95°)工况下,能够反映出3mm以上的竖向挠度变形。这一精度基本可用于柔性桥梁的挠度观测,以及部分大跨径梁桥的荷载试验条件下的挠度观测。三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的应用前景,对三维激光扫描技术用于生产实践具有一定参考价值和现实意义。

参数化"模板驱动"的桥梁BIM建模技术研究

为了提高BIM技术在铁路桥梁工程中的应用效果,对桥梁参数化建模技术原理和方法进行深入研究,揭示了桥梁参数化建模的特征参数,关系分类等核心约束问题,提出参数化"模板驱动"的桥梁BIM建模方法,基于国产数维构件设计软件进行应用验证.鉴于铁路桥梁结构的规律性特点,提出基于EBS分解的桥梁构件几何造型方法,构建桥梁构件之间逐级递进的约束关系,对构件进行"模板驱动"的参数化设计,实现桥梁构件的建模及三维可视化联动更新;对复杂桥梁构件建模及拼接技术进行深入探讨,验证技术的可行性和高效性;基于参数化"模板驱动"的桥梁BIM建模方法,建立了桥梁BIM模型库,提高构件的复用性和灵活性.研究表明,"模板驱动"的桥梁参数化构件具有参数表达完善,约束关系清晰,构件通用性强,建模速度快,可视化效果好等优点,为BIM技术在铁路桥梁工程中应用提供重要参考.

三维激光扫描建模技术在质量安全检测领域的应用领域现状及展望

三维激光扫描建模技术是一项新兴的测绘建模技术,它包含了三维激光扫描技术和三维数字建模技术.三维激光扫描技术自从二十世纪九十年代中期出现以来,获得突飞猛进的发展,因为这项技术具有非接触性,快速性,实时,动态,主动,且高密度,高精度,数字化,自动化等特性,被认为是继GPS空间定位系统之后,测绘技术领域的一项革命性突破.它的原理是采用高速激光扫描,大面积高分辨率地快速获取周围环境及被测对象表面的三维坐标和图像信息,进而为建立物体的三维影像模型提供数据.而三维数字建模技术,是在高速激光扫描测量技术的基础上,通过处理测量对象的密集"点云",建立物体的三维几何图像模型的技术.三维数字模型的特点是具有和实物一样真实的几何信息,较为真实的色彩纹理信息,从而可以用相应的系统软件对物体模型进行真实测量,面积计算,体积计算,变化差值分析,以及生成各种二维平面图,彩色立面,剖面图,等值线图等多样性量测结果,为进一步研究提供帮助. 目前三维扫描仪有多种,按厂家的不同,有德国的Z+F,美国Surphaser,日本的拓普康等.本文结合德国的Z+F IMAGER 5010C进行讨论,因为其为一款由最可靠的相移技术发展衍生出来的高端产品,拥有相对较领先的处理速度和简单的操作界面,可大大提高效率,为三维激光扫描树立了新标准.同时有专门的优化软件Polyworks,可对其未加校正的扫描测量仪的数据加以校正,以获取高精度的扫描效果. 作为一种新兴的革命性技术,三维激光建模技术的应用极为广泛,已经成功地在文物保护,建筑测量,土地测绘,隧道工程,采矿业,变形监测,大型结构设计,飞机船舶制造,桥梁改建等领域里得以应用,并且以极为迅猛的速度不断发展.下面我们就该技术在古建筑及工艺的文物保护,施工和运营中的地铁隧道,农村土地整理,核电厂,化工厂等工业建构筑物,建构筑物施工及竣工应用等方面展开讨论,一窥三维激光建模技术在各个应用领域的现状以及未来可能的进一步发展.

三维激光扫描技术在大型桥梁结构健康监测中的应用

为便于精确地测量大型桥梁的几何参数,本文采用三维激光扫描仪进行现场点云采集,然后采用点云进行三维建模,获得被测几何参数.本文阐述了三维激光扫描仪的现场采集和数据处理技术,并将其用于大跨度悬索桥的悬索桥缆索线形,吊杆拱桥的拱肋线形等方面进行了测试,结果表明,这种技术在大型桥梁的几何参数测量中具有优越性.

断裂发育区大型桥梁工程水上勘探技术研究

桥梁工程通过断裂发育区的勘探技术是近年来的研究热点.本研究以广东某跨江大型桥梁工程为例,在详细分析其工程地质概况的基础上,采用了综合解译区域构造,改进深水区勘探控制技术,信息化勘察以及三维地质建模等技术手段,并结合常规勘探技术,形成了一套适用于断裂发育区的跨江桥梁的勘探技术,为今后跨江,海断裂发育区桥位勘察积累了成功经验.

桥梁病害信息三维可视化采集管理系统设计

基于成熟的BIM三维建模技术.借鉴BIM技术在土木工程项目管理可视化方面的应用经验,设计桥梁病害信息三维可视化采集管理系统.首先设计系统结构,然后设计其可视化方案,完成病害记录存储,桥梁三维建模,病害信息采集,病害记录管理,用户权限管理等工作.实现桥梁病害信息可视化展示与管理工作,提升病害信息利用率,完善桥梁养护工作.