CN101413348A - 钢结构三维扫描测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构计算机辅助施工方法，尤其是一种预拼装、安装的钢结构三维扫描测控方法。该方法利用全站仪对构件进行精确三维定位扫描测量，在构件上做出N个点，然后将测量点输入到AUTOCAD中建模，做出实际三维构件模型，再利用计算机中已建好的理论模型，两者进行模型复合，即可得出实际构件的加工偏差，然后根据偏差性质制定修整方案，修整完成后再测量建模、复模、修整直至符合要求。与传统实体检测、预装方法相比，本发明减少了大量的施工场地、人力、机械投入，只需几个人即可完成施工的测量控制过程，大大提高了劳动生产率，保证了施工质量，大大降低了施工成本，实现了低成本、高效率，高效益。

Description

钢结构三维扫描测控方法

技术领域：

本发明涉及钢结构计算机辅助施工方法，尤其是一种预拼装、安装的钢结构三维扫描测控方法。

背景技术：

钢结构在我国工业与民用及公共建筑中应用越来越广，大型复杂结构设计越来越多，在施工现场常见多角度复杂空间结构，已往钢结构施工方法主要是采取预拼装来保证构件的加工及安装质量。这种方法如果对于小型及平面结构是一种较好的质量控制手段，如果对于大型及复杂空间结构，一般由于场地空间、吊装能力限制不能够进行总体预装，一般的做法分两次或多次平面预装来保证结构件的平面连接精度，但还不能完全保证总体的构件安装精度。以往这种预拼装的方式大大浪费了施工场地、人力、水平运输机械及垂直运输机械，人工及机械成本很高，生产效率很低。

发明内容：

本发明旨在解决上述钢结构构件加工精度及预拼装(安装)难题，保证工程质量，而提供一种预拼装、安装的钢结构三维扫描测控方法。

本发明采用的技术方案是：

一种钢结构三维扫描测控方法，其步骤如下：

A.构件测控：

a.利用AUTOCAD在计算机内建立结构三维轴网及三维理论模型；

b.利用AUTOCAD在计算机内建立构件三维实际模型即模拟构件：

i.将构件平放在稳定的平台上，在构件上做出两个用于测量倒点的基准点；

ii.在构件上做出测量点：

第一步，在构件的连接主端面做出构件几何中心点，做为模型基准点；

第二步，在构件各连接端面做出测量点，按每端面做三个主控点、三个辅助控制点；

iii.实体测量并做好测量记录；

iv.在计算机内利用AUTOCAD建立三维坐标系统，根据测量记录输入各点位并标识，再根据输入的点做出相应的模拟平面，将模拟平面扩展连接成模拟构件；

v.将制作完成的模拟构件定义成块，模拟构件制作完毕；

c.复模：

i.将理论模型与模拟构件放在同一三维系统中，确定共同的基准点、基准轴线、基准面，基准点选择轴线交点并在基准轴线上，基准面选择主连接面；

ii.以基准点为中心旋转模拟构件，使基准点、基准轴线、基准面重合，复模完成；

d.检查修整：

i.在复模的基础上检查测量各连接节点尺寸偏差，做好标记，提供修整数据；

ii.修整后再重新测量、建模、复模、修整工作，直至构件合格；

B.预拼测控：

a.在计算机内利用AUTOCAD建立三维做标系统，做出结构的三维轴线；

b.将已做好的模拟构件放出到三维坐标系统中，以相应轴线交点为基准点摆放全部模拟构件；

c.检查各连接点尺寸，包括连接间隙、定位板位置、高强螺栓连接板孔距，并由此确定高强螺栓连接板孔位，做出高强螺栓连接板详图，提供数控钻床钻孔；

d.标注各连接尺寸，节点连接编号，打印出安装图。

本发明原理是：利用全站仪对构件进行精确三维定位扫描测量，在构件上做出N个点，然后将测量点输入到AUTOCAD中建模，做出实际三维构件模型(或称模拟构件)，再利用计算机中已建好的理论模型，两者进行模型复合，即可得出实际构件的加工偏差，然后根据偏差性质制定修整方案，指导工人师傅进行修整。修整完成后可再测量建模、复模、修整直至符合要求。

对于钢结构的预拼装，在AUTOCAD中建立轴网，以轴网交点为控制点，利用做出的模拟构件在轴网上进行构件间的预拼装，检查节点连接尺寸，并根据情况对节点连接进行调整，达到预装的目的。

对于钢结构的安装，首先测量已安装完成的构件，在AUTOCAD中建立轴网，做出完成安装构件的模型，然后，再将模拟构件进行安装，测量节点连接尺寸，提前给安装调整提供依据。

与传统的实体检测、预装方法相比，本发明的有益效果是：节约施工投入----减少大量施工场地、人力、机械投入，只需几个人即可完成施工的测量控制过程，大大提高了劳动生产率，保证施工质量，大大降低了施工成本，实现低成本、高效率，高效益。

具体实施方式：

以下结合实施例详述本发明。

本实施例所述的钢结构三维扫描测控方法，按如下步骤进行：

首先进行构件测控，其步骤是：

a.利用AUTOCAD在计算机内建立结构三维轴网及三维理论模型。

b.利用AUTOCAD在计算机内建立构件三维实际模型即模拟构件：

i.将构件平放在稳定的平台上，在构件上做出两个基准点，以便测量倒点；

ii.在构件上做出测量点：

第一步，在构件的连接主端面做出构件几何中心点，做为模型基准点；

第二步，在构件各连接端面做出测量点，按每端面做三个主控点(不共面)、三个辅助控制点，这样即可精确定位每个连接面，精确测量螺栓孔与端面的定位关系；

iii.实体测量并做好测量记录；

iv.在计算机内利用AUTOCAD建立三维坐标系统，根据测量记录输入各点位并标识，再根据输入的点做出相应的模拟平面，将模拟平面扩展连接成模拟构件；

上述步骤b.ii.中应注意，因为棱角上的点偏差较大，做点时尽量不要选择棱角上的点，要选择面上的点，这样做出的模拟构件精度会更高。

上述步骤b.iii.中，要注意测量精度的控制，以尽量少的转站测量尽可能多的点，以减少系统误差，并做好测量记录。

上述步骤b.iv.中，要以定位基准点、各测量平面定位点为中心做图，这样做出的模拟构件才能更真实准确的反映实体构件的尺寸。

v.将制作完成的模拟构件定义成块，模拟构件制作完毕；

c.复模：

i.将理论模型与模拟构件放在同一三维系统中，确定共同的基准点、基准轴线、基准面，基准点选择轴线交点并在基准轴线上，基准面选择主连接面；

ii.以基准点为中心旋转模拟构件，使基准点、基准轴线、基准面重合，复模完成；

d.检查修整：

i.在复模的基础上检查测量各连接节点尺寸偏差，做好标记，提供修整数据；

ii.修整后再重新测量、建模、复模、修整工作，直至构件合格；

B.在构件测控合格后，再进行预拼测控，其步骤是：

a.在计算机内利用AUTOCAD建立三维做标系统，做出结构的三维轴线。

b.将已做好的模拟构件放出到三维坐标系统中，以相应轴线交点为基准点摆放全部模拟构件。

c.检查各连接点尺寸，包括连接间隙、定位板位置、高强螺栓连接板孔距，并由此确定高强螺栓连接板孔位，做出高强螺栓连接板详图，提供数控钻床钻孔，这样即保证了节点连接尺寸，又保证了高强螺栓连接节点的过孔率。

d.标注各连接尺寸，节点连接编号，打印出安装图，以便安装工作按预装效果进行，从而保证了钢结构工程的整体质量。

Claims (1)

1、一种钢结构三维扫描测控方法，其步骤如下：

A.构件测控：

a.利用AUTOCAD在计算机内建立结构三维轴网及三维理论模型；

b.利用AUTOCAD在计算机内建立构件三维实际模型即模拟构件：

i.将构件平放在稳定的平台上，在构件上做出两个用于测量倒点的基准点；

ii.在构件上做出测量点：

第一步，在构件的连接主端面做出构件几何中心点，做为模型基准点；

第二步，在构件各连接端面做出测量点，按每端面做三个主控点、三个辅助控制点；

iii.实体测量并做好测量记录；

iv.在计算机内利用AUTOCAD建立三维坐标系统，根据测量记录输入各点位并标识，再根据输入的点做出相应的模拟平面，将模拟平面扩展连接成模拟构件；

v.将制作完成的模拟构件定义成块，模拟构件制作完毕；

c.复模：

i.将理论模型与模拟构件放在同一三维系统中，确定共同的基准点、基准轴线、基准面，基准点选择轴线交点并在基准轴线上，基准面选择主连接面；

ii.以基准点为中心旋转模拟构件，使基准点、基准轴线、基准面重合，复模完成；

d.检查修整：

i.在复模的基础上检查测量各连接节点尺寸偏差，做好标记，提供修整数据；

ii.修整后再重新测量、建模、复模、修整工作，直至构件合格；

B.预拼测控：

a.在计算机内利用AUTOCAD建立三维做标系统，做出结构的三维轴线；

b.将已做好的模拟构件放出到三维坐标系统中，以相应轴线交点为基准点摆放全部模拟构件；

c.检查各连接点尺寸，包括连接间隙、定位板位置、高强螺栓连接板孔距，并由此确定高强螺栓连接板孔位，做出高强螺栓连接板详图，提供数控钻床钻孔；

d.标注各连接尺寸，节点连接编号，打印出安装图。