鋼結構住宅材料改善、裝配工藝優(yōu)化，正在形成產(chǎn)業(yè)化和工業(yè)化技術體系。
大型廠房、場館、超高層、機場、車站等大型建筑逐漸實現(xiàn)了鋼構化，鐵路、橋梁、船舶鋼構行業(yè)應用也越來越多。
裝配式鋼構智能化。智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，在鋼結構深化設計、構件生產(chǎn)加工制造、項目施工裝配上深入推進智能建造產(chǎn)業(yè)體系。
重要的復雜工程應預拼裝，對出現(xiàn)的偏差及時整改，減小累計誤差。《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定了對多節(jié)柱、桁架、管等構件允許偏差和檢查方法，一般采用試孔器、全站儀、鋼尺、拉線、吊線、焊縫量規(guī)檢查。- 成本高，耗費大量人力、運輸、場地等資源，有時難以協(xié)調(diào)運輸和場地條件。
- 時間長，需要運輸、實際拼裝等，過程繁瑣，不僅對工程進度管理提出高要求, 還有安全隱患。
- 檢測精度低，有限的單點測量，對于曲線線型缺少完整的整體性，存在累計誤差。
為了深入推進施工裝配建造智能化，需要通過數(shù)字化和虛擬仿真新技術，保證分塊裝配測量效率和數(shù)據(jù)完整性，實現(xiàn)高質(zhì)量的快速低成本檢驗校核。虛擬預拼裝走進人們的視線。
徠卡三維激光掃描儀，每秒獲取百萬個點三維坐標，避免了局部和片面。點云進入徠卡Cyclone 3DR虛擬裝配，分析構件加工尺寸偏差、裝配偏差精度，可有效滿足預拼裝應用需求。1. 設備：徠卡Pxx或者徠卡RTC360設備，徠卡黑白標靶2個。2. 軟件：徠卡Register 360、徠卡Cyclone 3DR。拼接方式規(guī)劃、掃描路線規(guī)劃、測站位置規(guī)劃、標靶位置和數(shù)量、掃描分辨率等。單構件掃描需按照構件拆分，對不同類型構件進行標準化歸并和分類掃描，一般保證接口部分點云密度約1mm。整體掃描用于節(jié)點預拼裝。圖1 徠卡P40掃描某造船廠起重機主梁構件
1. 數(shù)據(jù)導入徠卡Cyclone點云理軟件。2. 點云拼接，使用徠卡專用標靶，可將拼接精度控制在1mm以內(nèi)。圖2 某鋼結構掃描點云的拼接精度在1mm內(nèi)
3. 去噪和分割，將無關的點刪除，保留目標構件點云。圖3 去噪分割完畢的起重機支腿點云
構件生產(chǎn)質(zhì)量檢核——單構件實際點云與設計模型偏差檢測為了檢驗構件生產(chǎn)質(zhì)量，掃描單構件點云，進入徠卡Cyclone 3DR中，和相應的BIM設計模型對齊，偏差檢測，生成質(zhì)量檢測報告和三維偏差色譜分布圖。圖4 某奧體中心鋼構件與設計偏差色譜圖
在加工場地，進行節(jié)段節(jié)點之間的模擬預拼裝，便于發(fā)現(xiàn)問題，及時修整。在建設安裝場地，模擬預拼裝，可根據(jù)安裝場地的實際對場地安裝的節(jié)段節(jié)點做出調(diào)整。徠卡Cyclone 3D軟件可將虛擬模型作為參考依據(jù)，進行多節(jié)點最佳擬合約束的高精度對齊，拼接完畢后，進行現(xiàn)狀和模型的3D偏差分析檢測對比，得到三維偏差色譜圖、整體偏差表，還可以標注關鍵特征節(jié)點的實際測量值與設計值的差異圖表。圖5 起重機分段構件完成虛擬裝配
圖6 裝配后關鍵數(shù)據(jù)測量
圖7 裝配后和設計模型的3D偏差分析色譜圖
經(jīng)過虛擬拼裝檢測，可從整體把握拼裝質(zhì)量。避免了基于單點數(shù)據(jù)分析帶來的片面誤差，而且對特別關注的部位可通過注釋查看具體的偏差情況。1. 顛覆傳統(tǒng)方法，對鋼結構進行數(shù)字化模擬預拼裝，實現(xiàn)裝配建造智能化。2. 精度高，單點精度1mm級別，并實現(xiàn)了從點到面的偏差檢測，拼裝質(zhì)量好。3. 賦能，虛擬拼裝無需場地，減少運輸，軟件操作減少了工作量，節(jié)約時間和勞動力，提高效率，降低成本，避免返工修整造成的浪費。
