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基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法
被引量：
15
1
作者
梁栋
赵恺
+2 位作者
马印怀
马骅
李长丽
《桥梁建设》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期62-71,共10页
针对桥梁预制钢构件在预装配工序缺乏数字化检测手段,以及缺少控制整体装配误差的技术方法等问题,提出一种基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法。该方法首先针对大尺寸钢桥塔节段提出基于标靶拼接的部分特征点云扫描方案,获取其点...
针对桥梁预制钢构件在预装配工序缺乏数字化检测手段,以及缺少控制整体装配误差的技术方法等问题,提出一种基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法。该方法首先针对大尺寸钢桥塔节段提出基于标靶拼接的部分特征点云扫描方案,获取其点云数据并进行逆向建模;然后以钢桥塔节段装配面形心重合和扭转偏差最小化为原则,通过对节段关键点的制导完成钢桥塔虚拟装配;最后对影响装配精度的节段制作误差和相邻节段的断面吻合度进行定量分析。为验证该方法的可行性,以某独塔斜拉桥的钢桥塔预装配施工为背景,基于虚拟装配结果预估了该钢桥塔的可能整体装配误差,并通过调整节段装配坐标对钢桥塔整体装配误差进行了有效控制。实际工程应用结果表明:该虚拟装配方法可对钢桥塔节段的加工与装配误差进行检测,可预估钢桥塔实际可能出现的整体装配误差;通过调整节段定位参数可实现对钢桥塔整体装配误差的有效调控。
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关键词
桥梁工程
钢结构
钢桥塔节段
3D激光扫描
点云逆向建模
虚拟装配
装配误差
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职称材料
钢桥塔的点云虚拟装配及其整体线形控制方法
被引量：
7
2
作者
梁栋
蒲洁
+2 位作者
赵恺
张子舒
江志刚
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期828-838,共11页
针对钢桥塔的装配施工中,传统的人工预装配过程耗时耗力、效率低下且难以对实际装配过程中的整体线形进行调控分析等问题,建立了基于点云的高精度曲线钢桥塔整体虚拟装配系统方法,降低钢桥塔节段制作误差、自重和温度等受力变形偏差和...
针对钢桥塔的装配施工中,传统的人工预装配过程耗时耗力、效率低下且难以对实际装配过程中的整体线形进行调控分析等问题,建立了基于点云的高精度曲线钢桥塔整体虚拟装配系统方法,降低钢桥塔节段制作误差、自重和温度等受力变形偏差和实际装配过程误差对桥塔整体线形的影响.首先,开展基于节段点云模型的曲线钢桥塔整体虚拟装配,以降低节段制作误差的影响.通过三维激光扫描仪优化扫描方案对各钢节段进行扫描,获取钢节段点云数据并进行点云预处理、参数化建模.基于各节段参数化点云模型,提出了利用RBF神经网络进行轴线预测的曲线钢桥塔节段三点空间定位方法,对钢桥塔节段进行虚拟装配.然后,结合某桥上塔柱的实际工程案例,通过逆向叠加桥塔自重和温度的施工变形,消除施工受力变形.针对实际施工过程中已产生的节段装配误差,利用“施工控制”的思想,通过对其后续节段装配控制点坐标的调整,逐步降低前期节段装配误差对整体线形的影响,进一步提高了曲线钢桥塔的整体装配精度.最后,对建成的花篮形上塔柱进行整体扫描并与设计模型进行了对比,验证了上述系统方法对提高曲线钢桥塔实际装配施工精度的积极作用,为类似复杂钢结构的装配施工提供了技术参考.
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关键词
3D激光扫描
逆向建模
RBF神经网络
空间定位
装配精度
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职称材料
题名
基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法
被引量：
15
1
作者
梁栋
赵恺
马印怀
马骅
李长丽
机构
河北
工业大学
河北省钢混组合桥梁技术创新中心
河北省
高速公路延崇筹建处
出处
《桥梁建设》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期62-71,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51978236)
河北省交通运输厅科技项目(YC-201912)
天津市交通运输委员会科技发展计划项目(2019-06)。
文摘
针对桥梁预制钢构件在预装配工序缺乏数字化检测手段,以及缺少控制整体装配误差的技术方法等问题,提出一种基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法。该方法首先针对大尺寸钢桥塔节段提出基于标靶拼接的部分特征点云扫描方案,获取其点云数据并进行逆向建模;然后以钢桥塔节段装配面形心重合和扭转偏差最小化为原则,通过对节段关键点的制导完成钢桥塔虚拟装配;最后对影响装配精度的节段制作误差和相邻节段的断面吻合度进行定量分析。为验证该方法的可行性,以某独塔斜拉桥的钢桥塔预装配施工为背景,基于虚拟装配结果预估了该钢桥塔的可能整体装配误差,并通过调整节段装配坐标对钢桥塔整体装配误差进行了有效控制。实际工程应用结果表明:该虚拟装配方法可对钢桥塔节段的加工与装配误差进行检测,可预估钢桥塔实际可能出现的整体装配误差;通过调整节段定位参数可实现对钢桥塔整体装配误差的有效调控。
关键词
桥梁工程
钢结构
钢桥塔节段
3D激光扫描
点云逆向建模
虚拟装配
装配误差
Keywords
bridge engineering
steel structure
steel pylon segment
3D laser scanning
point cloud reverse modeling
virtual assembly
assembly error
分类号
U445.4 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
钢桥塔的点云虚拟装配及其整体线形控制方法
被引量：
7
2
作者
梁栋
蒲洁
赵恺
张子舒
江志刚
机构
河北
工业大学土木与交通学院
河北省钢混组合桥梁技术创新中心
河北省
高速公路延崇筹建处
出处
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期828-838,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51978236)
河北省交通运输厅科技项目(YC-201912)
天津市交通运输委员会科技发展计划项目(2019-06).
文摘
针对钢桥塔的装配施工中,传统的人工预装配过程耗时耗力、效率低下且难以对实际装配过程中的整体线形进行调控分析等问题,建立了基于点云的高精度曲线钢桥塔整体虚拟装配系统方法,降低钢桥塔节段制作误差、自重和温度等受力变形偏差和实际装配过程误差对桥塔整体线形的影响.首先,开展基于节段点云模型的曲线钢桥塔整体虚拟装配,以降低节段制作误差的影响.通过三维激光扫描仪优化扫描方案对各钢节段进行扫描,获取钢节段点云数据并进行点云预处理、参数化建模.基于各节段参数化点云模型,提出了利用RBF神经网络进行轴线预测的曲线钢桥塔节段三点空间定位方法,对钢桥塔节段进行虚拟装配.然后,结合某桥上塔柱的实际工程案例,通过逆向叠加桥塔自重和温度的施工变形,消除施工受力变形.针对实际施工过程中已产生的节段装配误差,利用“施工控制”的思想,通过对其后续节段装配控制点坐标的调整,逐步降低前期节段装配误差对整体线形的影响,进一步提高了曲线钢桥塔的整体装配精度.最后,对建成的花篮形上塔柱进行整体扫描并与设计模型进行了对比,验证了上述系统方法对提高曲线钢桥塔实际装配施工精度的积极作用,为类似复杂钢结构的装配施工提供了技术参考.
关键词
3D激光扫描
逆向建模
RBF神经网络
空间定位
装配精度
Keywords
3D laser scanner
reverse modeling
RBF neural network
spatial orientation
assembly accuracy
分类号
U445.4 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
TU74 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法
梁栋
赵恺
马印怀
马骅
李长丽
《桥梁建设》
EI
CSCD
北大核心
2021
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
钢桥塔的点云虚拟装配及其整体线形控制方法
梁栋
蒲洁
赵恺
张子舒
江志刚
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
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