CN115162584A - 一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，涉及球幕影院幕墙施工技术领域，包括逆向建模、深化设计、测量定位放线和安装等步骤，通过逆向建模对曲面幕墙和曲面幕墙龙骨深化设计，使加工出来的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的尺寸与球幕影院的球形钢结构的尺寸相匹配，通过弹线定位装置在球形钢结构的表面弹出定位线后选取球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取经纬线龙骨交错的位置作为定位点并焊接定位短钢筋，根据定位短钢筋完成球幕影院多层球形幕墙的施工，解决了球幕影院多层球形幕墙施工过程中存在的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨加工精度与球幕影院尺寸易出现偏差以及施工定位的过程易出现定位位置偏差，导致安装精度不好控制的问题。

Description

一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法
技术领域
本发明涉及球幕影院幕墙施工技术领域，具体涉及一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法。
背景技术
目前我国城市化发展进入了新的阶段，人们对城市建设与日常生活有了更多的高档次、高品位的需求，异型结构建筑层出不穷，高科技球幕影院的建设推广也成为发展趋势，球幕影院因其空间结构为壳体，外围护常采用金属幕墙形成封闭空间，由于功能需要，在外围护幕墙内部还有用于投射视频画面的投影幕墙，从而形成了多层幕墙，由于其表面为弧形结构，在进行球幕影院施工定位的过程易出现定位位置偏差，导致安装精度不好控制，同时在加工球幕影院结构上的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨时，还存在加工精度不能与球幕影院尺寸相匹配的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，用于解决上述问题。
鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，包括以下步骤：
步骤1，逆向建模，通过三维激光扫描设备扫描对球形钢结构的轮廓进行扫描采集球形钢结构实体的三维信息数据，对三维点云数据进行处理得到球形钢结构的三维激光扫描点云模型；
步骤2，深化设计，在得到的球形钢结构的三维激光扫描点云模型上进行曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的设计，并对曲面幕墙和曲面幕墙龙骨进行分块，得到设置在球形钢结构内表面和外表面上的全部曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的加工数据，并制作全部的曲面幕墙和和曲面幕墙龙骨；
步骤3，测量定位放线，根据土建提供的基准坐标，先使用全站仪对球形钢结构的经线主龙骨进行定位，在球形钢结构弧形柱表面使用弹线定位装置弹出定位线，以球形钢结构的三维激光扫描点云模型为基础，从球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取部分特征点为目标，在定位线长度方向上焊接定位短钢筋，通过全站仪对球形钢结构进行复测并统计各特征点的球形钢结构数据，统筹调整后完成定位；
步骤4，安装，根据定位，将曲面幕墙和和曲面幕墙龙骨安装到球形钢结构上，完成施工。
为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。
进一步的，所述从球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取部分特征点为经纬线龙骨交错的位置定位点。
进一步的，曲面幕墙包括外曲面幕墙和内曲面幕墙，其中，外曲面幕墙的材料为铝板，内曲面幕墙的材料为石膏板，曲面幕墙龙骨包括外曲面幕墙龙骨和内曲面幕墙龙骨，外曲面幕墙龙骨和内曲面幕墙龙骨均为钢结构。
进一步的，所述步骤4具体包括以下步骤：
步骤41，上半球外曲面幕墙龙骨安装：根据定位钢筋的位置及高度焊接外曲面幕墙龙骨；
步骤42，上半球外曲面幕墙安装：在安装完成的曲面幕墙龙骨上安装外曲面幕墙，安装完成后进行检测，检测通过后在曲面幕墙之间的间隙中打胶密封；
步骤43，上半球内曲面幕墙龙骨安装，将内曲面幕墙龙骨焊接在球形钢结构的内侧，在球形钢结构球心看台设置全站仪对内曲面幕墙龙骨控制点进行监测，控制内曲面幕墙龙骨的曲率；
步骤44，上半球内曲面幕墙安装，将内曲面幕墙安装到内曲面幕墙龙骨上，安装完成后喷涂投影专用涂料；
步骤45，下半球曲面幕墙和曲面幕墙龙骨安装，重复步骤41-步骤44。
进一步的，所述步骤3中所述弹线定位装置包括定位件和弹线装置，弹线装置设置在所述定位件的一侧。
进一步的，所述定位件包括固定座、夹爪、驱动板、联动杆、转轴、齿轮、蜗杆和把手，所述固定板的底部设置有滑轨，所述夹爪与所述滑轨滑动连接，所述齿轮和所述蜗杆依次设置于所述固定座的内部，且所述齿轮与所述蜗杆啮合，所述蜗杆远离所述齿轮的一端贯通所述固定座的顶部并延伸至所述固定座的外部与所述把手连接，所述蜗杆与所述固定座转动连接，所述转轴的一端贯通所述固定板与所述齿轮的轴心处连接，所述齿轮与所述固定座转动连接，所述驱动板与所述转轴另一端连接，所述联动杆的一端与所述驱动板铰接，所述联动杆的另一端与所述夹爪铰接。
进一步的，所述弹线装置包括壳体、隔板、第一盒体、第二盒体、第一导向转轴组、第二导向转轴组、套管、连接杆、角度传感器、拉手、控制器、蜂鸣器、卷线盘、传动轴、摇杆、墨线和塞子，所述壳体设置于所述固定座的一侧，所述壳体的横截面呈半圆形，所述壳体的顶部一侧开设有通孔，所述塞子插接于所述壳体的顶部另一侧，所述隔板、所述第一盒体和第二盒体依次设置于所述壳体的内部，所述第一导向转轴组设置于所述隔板的两侧，所述第一导向转轴组与所述壳体转动连接，所述卷线盘设置于所述壳体的内部，位于所述隔板的一侧，所述卷线盘与所述壳体转动连接，所述第二导向转轴组设置于所述壳体的内部，位于所述隔板的另一侧，所述拉手插接于所述壳体的一侧，所述拉手贯通所述壳体的一侧延伸至所述壳体的内部，所述传动轴的一端贯通所述壳体的另一侧与所述卷线盘的轴心处连接，所述摇杆与所述传动轴的另一端连接，所述墨线的一端与所述卷线盘连接，所述墨线的另一端依次缠绕在所述第一导向转轴组和所述第二导向转轴组上后贯穿所述套管与所述拉手连接，所述角度传感器设置于所述第二盒体的内部，所述角度传感器的工作端通过所述连接杆与所述套管连接，所述连接杆与所述第二盒体转动连接，所述蜂鸣器和所述控制器依次设置于所述第一盒体内部，所述控制器分别与所述蜂鸣器和所述角度传感器通信连接。
进一步的，所述通孔与所述第一盒体的内部连通。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：通过采用三维激光扫描设备扫描对球幕影院的球形钢结构的轮廓进行扫描采集球形钢结构实体的三维信息数据进行逆向建模，并根据得到的球形钢结构的三维激光扫描点云模型进行曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的深化设计，使加工出来的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的尺寸与球幕影院的球形钢结构的尺寸相匹配，通过弹线定位装置在球形钢结构的表面弹出定位线后选取球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取经纬线龙骨交错的位置作为定位点并焊接定位短钢筋，根据定位短钢筋完成球幕影院多层球形幕墙的施工，解决了球幕影院多层球形幕墙施工过程中存在的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨加工精度与球幕影院尺寸易出现偏差以及施工定位的过程易出现定位位置偏差，导致安装精度不好控制的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例公开的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法的流程示意图；
图2为本发明实施例公开的步骤1中得到的球形钢结构的三维激光扫描点云模型的部分结构示意图；
图3为本发明实施例公开的步骤2中得到的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨分块后的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的弹线定位装置的一种视角的结构示意图；
图5为本发明实施例公开的弹线定位装置的另一种视角的结构示意图；
图6为本发明实施例公开的弹线定位装置的剖视结构示意图；
图7为图6中A处放大结构示意图；
图8为图6中B处放大结构示意图。
附图标记：1、弹线定位装置；11、定位件；111、固定座；112、滑轨；113、夹爪；114、驱动板；115、联动杆；116、转轴；117、齿轮；118、蜗杆；119、把手；12、弹线装置；121、壳体；12101、通孔；122、隔板；123、第一盒体；124、第二盒体；125、第一导向转轴组；126、第二导向转轴组；127、套管；128、连接杆；129、角度传感器；1210、拉手；1211、控制器；1212、蜂鸣器；1213、卷线盘；1214、传动轴；1215、摇杆；1216、墨线；1217、塞子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照附图1-8所示，一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其包括以下步骤：
步骤1，逆向建模，通过三维激光扫描设备扫描对球形钢结构的轮廓进行扫描采集球形钢结构实体的三维信息数据，对三维点云数据进行处理得到球形钢结构的三维激光扫描点云模型；
步骤2，深化设计，在得到的球形钢结构的三维激光扫描点云模型上进行曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的设计，并对曲面幕墙和曲面幕墙龙骨进行分块，得到设置在球形钢结构内表面和外表面上的全部曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的加工数据，并制作全部的曲面幕墙和和曲面幕墙龙骨；
需要说明的是，曲面幕墙包括外曲面幕墙和内曲面幕墙，其中，外曲面幕墙的材料为铝板，内曲面幕墙的材料为石膏板，曲面幕墙龙骨包括外曲面幕墙龙骨和内曲面幕墙龙骨，外曲面幕墙龙骨和内曲面幕墙龙骨均为钢结构。
步骤3，测量定位放线，根据土建提供的基准坐标，先使用全站仪对球形钢结构的经线主龙骨进行定位，在球形钢结构弧形柱表面使用弹线定位装置1弹出定位线，以球形钢结构的三维激光扫描点云模型为基础，从球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取部分特征点为目标，在定位线长度方向上焊接定位短钢筋，通过全站仪对球形钢结构进行复测并统计各特征点的球形钢结构数据，统筹调整后完成定位；
需要说明的，从球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取部分特征点为经纬线龙骨交错的位置定位点；
具体的，弹线定位装置1包括定位件11和弹线装置12，弹线装置12设置在定位件11的一侧，定位件11包括固定座111、夹爪113、驱动板114、联动杆115、转轴116、齿轮117、蜗杆118和把手119，固定板的底部设置有滑轨112，夹爪113与滑轨112滑动连接，齿轮117和蜗杆118依次设置于固定座111的内部，且齿轮117与蜗杆118啮合，蜗杆118远离齿轮117的一端贯通固定座111的顶部并延伸至固定座111的外部与把手119连接，蜗杆118与固定座111转动连接，转轴116的一端贯通固定板与齿轮117的轴心处连接，齿轮117与固定座111转动连接，驱动板114与转轴116另一端连接，联动杆115的一端与驱动板114铰接，联动杆115的另一端与夹爪113铰接，弹线装置12包括壳体121、隔板122、第一盒体123、第二盒体124、第一导向转轴组125、第二导向转轴组126、套管127、连接杆128、角度传感器129、拉手1210、控制器1211、蜂鸣器1212、卷线盘1213、传动轴1214、摇杆1215、墨线1216和塞子1217，壳体121设置于固定座111的一侧，壳体121的横截面呈半圆形，壳体121的顶部一侧开设有通孔12101，塞子1217插接于壳体121的顶部另一侧，打开塞子1217可往壳体121内部添加墨水对卷线盘1213上的墨线1216染墨，隔板122、第一盒体123和第二盒体124依次设置于壳体121的内部，第一导向转轴组125设置于隔板122的两侧，第一导向转轴组125与壳体121转动连接，卷线盘1213设置于壳体121的内部，位于隔板122的一侧，卷线盘1213与壳体121转动连接，第二导向转轴组126设置于壳体121的内部，位于隔板122的另一侧，拉手1210插接于壳体121的一侧，第一导向转轴组125和第二导向转轴组126的形状、大小和结构均完全相同，第一导向转轴组125和第二导向转轴组126均由两个平行设置的轴组成，该轴与壳体121转动连接，拉手1210插接到壳体121内部的一端横截面形状为长方形，因此，壳体121与拉手1210连接处对应开设有一大小相同的长方形与壳体121内部连通的通槽，拉手1210贯通壳体121的一侧延伸至壳体121的内部，传动轴1214的一端贯通壳体121的另一侧与卷线盘1213的轴心处连接，摇杆1215与传动轴1214的另一端连接，墨线1216的一端与卷线盘1213连接，转动摇杆1215通过传动轴1214带动卷线盘1213收墨线1216，墨线1216的另一端依次缠绕在第一导向转轴组125和第二导向转轴组126上后贯穿套管127与拉手1210连接，角度传感器129设置于第二盒体124的内部，第二盒体124用于对角度传感器129进行防护，避免墨水对角度传感器129造成损坏，角度传感器129的工作端通过连接杆128与套管127连接，连接杆128与第二盒体124转动连接，蜂鸣器1212和控制器1211依次设置于第一盒体123内部，第一盒体123用于对蜂鸣器1212和控制器1211进行防护，控制器1211分别与蜂鸣器1212和角度传感器129通信连接，控制器1211用于检测角度传感器129检测到的角度，在角度传感器129的角度为零度时，蜂鸣器1212不工作，此时拉出的墨线1216与壳体121的中心轴线呈平行状态，在角度传感器129的角度为不为零度时，蜂鸣器1212工作，通孔12101与第一盒体123的内部连通；
弹线定位装置1工作方法具体步骤包括：
步骤a，位置固定，将夹爪113放置到球形钢结构需要弹线定位的龙骨上，转动把手119，通过蜗杆118带动齿轮117旋转，齿轮117通过转轴116带动驱动板114，驱动板114通过联动杆115带动夹爪113夹住龙骨，完成弹线定位装置1的位置固定；
步骤b，拉线定位，通过拉手1210将墨线1216完全拉出，使墨线1216处于绷直状态，调整墨线1216的位置，墨线1216带动套管127转动，套管127带动通过连接杆128驱动角度传感器129，通过蜂鸣器1212发出的声音判断在墨线1216与壳体121的中心轴线平行后，将墨线1216与龙骨贴合后弹出定位线。
需要说明的是，由于龙骨的表面呈弧形，在表面弹线时弧形的表面会影响观察视角，因此，在龙骨的表面弹线定位时易出现墨线1216拉出的角度有偏差，导致弹出的定位线有偏转角度的问题，进而导致安装精度不好控制，通过将弹线定位装置1固定在龙骨上后在拉出墨线1216后能通过蜂鸣器1212实时反馈墨线1216的偏转情况，保持墨线1216始终与壳体121的中心轴线平行，从而得到精确的定位弹线。
步骤4，安装，根据定位，将曲面幕墙和和曲面幕墙龙骨安装到球形钢结构上，完成施工；
步骤4具体包括以下步骤：
步骤41，上半球外曲面幕墙龙骨安装：根据定位钢筋的位置及高度焊接外曲面幕墙龙骨；
步骤42，上半球外曲面幕墙安装：在安装完成的曲面幕墙龙骨上安装外曲面幕墙，安装完成后进行检测，检测通过后在曲面幕墙之间的间隙中打胶密封；
步骤43，上半球内曲面幕墙龙骨安装，将内曲面幕墙龙骨焊接在球形钢结构的内侧，在球形钢结构球心看台设置全站仪对内曲面幕墙龙骨控制点进行监测，控制内曲面幕墙龙骨的曲率；
步骤44，上半球内曲面幕墙安装，将内曲面幕墙安装到内曲面幕墙龙骨上，安装完成后喷涂投影专用涂料；
步骤45，下半球曲面幕墙和曲面幕墙龙骨安装，球幕影院的球形钢结构的下半球与上半球施工方法一致，重复步骤41-步骤44完成施工。
具体的：通过采用三维激光扫描设备扫描对球幕影院的球形钢结构的轮廓进行扫描采集球形钢结构实体的三维信息数据进行逆向建模，并根据得到的球形钢结构的三维激光扫描点云模型进行曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的深化设计，使加工出来的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的尺寸与球幕影院的球形钢结构的尺寸相匹配，通过弹线定位装置1在球形钢结构的表面弹出定位线后选取球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取经纬线龙骨交错的位置作为定位点并焊接定位短钢筋，根据定位短钢筋完成球幕影院多层球形幕墙的施工，解决了球幕影院多层球形幕墙施工过程中存在的曲面幕墙和曲面幕墙龙骨加工精度与球幕影院尺寸易出现偏差以及施工定位的过程易出现定位位置偏差，导致安装精度不好控制的问题。
需要说明的是，角度传感器129、控制器1211和蜂鸣器1212具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
角度传感器129、控制器1211和蜂鸣器1212的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，逆向建模，通过三维激光扫描设备扫描对球形钢结构的轮廓进行扫描采集球形钢结构实体的三维信息数据，对三维点云数据进行处理得到球形钢结构的三维激光扫描点云模型；
步骤2，深化设计，在得到的球形钢结构的三维激光扫描点云模型上进行曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的设计，并对曲面幕墙和曲面幕墙龙骨进行分块，得到设置在球形钢结构内表面和外表面上的全部曲面幕墙和曲面幕墙龙骨的加工数据，并制作全部的曲面幕墙和和曲面幕墙龙骨；
步骤3，测量定位放线，根据土建提供的基准坐标，先使用全站仪对球形钢结构的经线主龙骨进行定位，在球形钢结构弧形柱表面使用弹线定位装置弹出定位线，以球形钢结构的三维激光扫描点云模型为基础，从球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取部分特征点为目标，在定位线长度方向上焊接定位短钢筋，通过全站仪对球形钢结构进行复测并统计各特征点的球形钢结构数据，统筹调整后完成定位；
步骤4，安装，根据定位，将曲面幕墙和和曲面幕墙龙骨安装到球形钢结构上，完成施工。
2.根据权利要求1所述的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于：所述从球形钢结构的三维激光扫描点云模型中选取部分特征点为经纬线龙骨交错的位置定位点。
3.根据权利要求1所述的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于：曲面幕墙包括外曲面幕墙和内曲面幕墙，其中，外曲面幕墙的材料为铝板，内曲面幕墙的材料为石膏板，曲面幕墙龙骨包括外曲面幕墙龙骨和内曲面幕墙龙骨，外曲面幕墙龙骨和内曲面幕墙龙骨均为钢结构。
4.根据权利要求3所述的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于：所述步骤4具体包括以下步骤：
步骤41，上半球外曲面幕墙龙骨安装：根据定位钢筋的位置及高度焊接外曲面幕墙龙骨；
步骤42，上半球外曲面幕墙安装：在安装完成的曲面幕墙龙骨上安装外曲面幕墙，安装完成后进行检测，检测通过后在曲面幕墙之间的间隙中打胶密封；
步骤43，上半球内曲面幕墙龙骨安装，将内曲面幕墙龙骨焊接在球形钢结构的内侧，在球形钢结构球心看台设置全站仪对内曲面幕墙龙骨控制点进行监测，控制内曲面幕墙龙骨的曲率；
步骤44，上半球内曲面幕墙安装，将内曲面幕墙安装到内曲面幕墙龙骨上，安装完成后喷涂投影专用涂料；
步骤45，下半球曲面幕墙和曲面幕墙龙骨安装，重复步骤41-步骤44。
5.根据权利要求1所述的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于：所述步骤3中所述弹线定位装置包括定位件和弹线装置，弹线装置设置在所述定位件的一侧。
6.根据权利要求5所述的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于：所述定位件包括固定座、夹爪、驱动板、联动杆、转轴、齿轮、蜗杆和把手，所述固定板的底部设置有滑轨，所述夹爪与所述滑轨滑动连接，所述齿轮和所述蜗杆依次设置于所述固定座的内部，且所述齿轮与所述蜗杆啮合，所述蜗杆远离所述齿轮的一端贯通所述固定座的顶部并延伸至所述固定座的外部与所述把手连接，所述蜗杆与所述固定座转动连接，所述转轴的一端贯通所述固定板与所述齿轮的轴心处连接，所述齿轮与所述固定座转动连接，所述驱动板与所述转轴另一端连接，所述联动杆的一端与所述驱动板铰接，所述联动杆的另一端与所述夹爪铰接。
7.根据权利要求6所述的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于：所述弹线装置包括壳体、隔板、第一盒体、第二盒体、第一导向转轴组、第二导向转轴组、套管、连接杆、角度传感器、拉手、控制器、蜂鸣器、卷线盘、传动轴、摇杆、墨线和塞子，所述壳体设置于所述固定座的一侧，所述壳体的横截面呈半圆形，所述壳体的顶部一侧开设有通孔，所述塞子插接于所述壳体的顶部另一侧，所述隔板、所述第一盒体和第二盒体依次设置于所述壳体的内部，所述第一导向转轴组设置于所述隔板的两侧，所述第一导向转轴组与所述壳体转动连接，所述卷线盘设置于所述壳体的内部，位于所述隔板的一侧，所述卷线盘与所述壳体转动连接，所述第二导向转轴组设置于所述壳体的内部，位于所述隔板的另一侧，所述拉手插接于所述壳体的一侧，所述拉手贯通所述壳体的一侧延伸至所述壳体的内部，所述传动轴的一端贯通所述壳体的另一侧与所述卷线盘的轴心处连接，所述摇杆与所述传动轴的另一端连接，所述墨线的一端与所述卷线盘连接，所述墨线的另一端依次缠绕在所述第一导向转轴组和所述第二导向转轴组上后贯穿所述套管与所述拉手连接，所述角度传感器设置于所述第二盒体的内部，所述角度传感器的工作端通过所述连接杆与所述套管连接，所述连接杆与所述第二盒体转动连接，所述蜂鸣器和所述控制器依次设置于所述第一盒体内部，所述控制器分别与所述蜂鸣器和所述角度传感器通信连接。
8.根据权利要求7所述的一种720度球幕影院多层球形幕墙施工方法，其特征在于：所述通孔与所述第一盒体的内部连通。
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