許良梅，王友光，田朋飛，姚翔

（1.巢湖市建設工程質量監(jiān)督站，安徽 合肥 238000；2.安徽富煌鋼構股份有限公司，安徽 合肥 238076）

1 引言

裝配式鋼結構建筑的鋼構件采用工廠制作，墻板、疊合板、樓梯及陽臺板等采用工廠預制，其對現(xiàn)場施工安裝精度要求非常高，通常達到毫米精度。當制作或施工安裝達不到相關精度要求時，往往會導致建筑外觀滿足不了美觀要求，嚴重者甚至會影響建筑結構質量安全。為使結構安裝精度滿足設計要求，施工過程中常常需要多次反復測量、糾偏，該工序往往會浪費很多人力物力?？焖?、精準的施工安裝成了困擾裝配式建筑發(fā)展的難題之一，急需一種精準、快速、大范圍的檢測方法來提高裝配式鋼結構建筑的施工安裝效率，從而發(fā)揮出裝配式鋼結構建筑綠色、環(huán)保、節(jié)能、快速裝配等優(yōu)勢。而三維激光掃描技術利用激光測距原理，以每秒數(shù)百萬的測量速度，快速獲取物體表面點的三位坐標值、反射率和紋理等信息，通過計算機軟件云計算處理，可以快速構建被測物體的點、線、面以及三維模型，經(jīng)過軟件快速與實際模型分析對比處理，生成準確的精度偏差分析報告及點云圖。

2 工作流程圖

三維激光掃描技術在裝配式鋼結構建筑施工精準控制及糾偏修正的應用工作流程如下圖（圖1）：

圖1 工作流程圖

3 應用工程

阜陽市抱龍安置區(qū)一期工程，總建筑面積約27萬m2，整體工程以裝配式鋼結構建筑實施建造，住宅結構采用鋼框架支撐結構體系，商業(yè)結構采用鋼框架結構體系。住宅部分采用的技術體系為：框架支撐+預制混凝土保溫夾芯外掛墻板+ALC內(nèi)墻條板（局部砌體）+預制疊合板、預制樓梯、標準化戶型應用比例達75%，水電集成設計、裝配率達72%。施工工期緊、體量大、裝配化程度高，施工難度在于在快速施工的同時確保安裝精度控制，安裝后定位復核難度極大。

4 設備簡介

本項目采用Trimble TX8掃描儀，其以360°×317°的視場和每秒1,000,000點的數(shù)據(jù)獲取速度，在整個120m測程內(nèi)都能夠保持高測量精度且測程可擴展至340m，目標球拼接可使精度控制在1mm以內(nèi)。滿足裝配式鋼結構建筑精準、快速、大范圍測量和及時糾偏的需求。

5 實施過程

5.1 掃描儀站點架設及數(shù)據(jù)采集過程

①現(xiàn)場查勘：在準備掃描之前對現(xiàn)場環(huán)境做一個調(diào)查，為后面的設站做準備；

②設置靶球：由于項目要求的精度較高，同時也為了提高外業(yè)的工作相率，保證點云拼接精度，我們可以采用靶球拼接的方式進行數(shù)據(jù)拼接，完成坐標轉換；

③設站：根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行一個比較合理的設站，提高點云采集的完整度；

④設置參數(shù)現(xiàn)場采集：架設好儀器之后，我們需要對儀器進行一些參數(shù)的設計，設置掃描等級，即可開始掃描采集工作。

圖2 三維掃描儀現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集

5.2 數(shù)據(jù)預處理過程

①點云拼接

三維點云處理/分析/制作軟件系統(tǒng)，此軟件可完成多站點數(shù)據(jù)的自動匹配與配準，且可以自動生成配準報告，利用TRW的自動提取目標配準的功能，即可完成數(shù)據(jù)預處理，不需要過多的人為干預，拼接完成以后會導出拼接報告。

②數(shù)據(jù)編輯

由于掃描的原始點云數(shù)據(jù)屬于海量數(shù)據(jù)，在實際生產(chǎn)中應用不多，我們一般會把點云進行取樣，根據(jù)項目三維檢測的實際情況，建議取樣點云間距，取樣完成以后我們刪除不需要的雜點即可得到純凈的點云數(shù)據(jù)。

圖3 點云數(shù)據(jù)

③導出點云數(shù)據(jù)

5.3 軟件云計算對比過程

①導入點云數(shù)據(jù)和模型

導入已經(jīng)預處理完成的點云數(shù)據(jù)，以及相對應區(qū)域的模型數(shù)據(jù)。

②點云數(shù)據(jù)與模型對比。

③注釋并輸出報告。

根據(jù)項目要求提供具體的帶有注釋的報告。在對需要檢測的物體標完注釋后，我們可以一鍵導出報告，報告內(nèi)容包括每一建筑物的3D偏差值、偏差分布圖表、標準偏差圖表、三維視圖、注釋視圖、整體偏差表等。

5.4 編制糾偏數(shù)值表

現(xiàn)場根據(jù)構件偏差情況給予有針對性修正。

6 結語

通過三維激光掃描儀對裝配式鋼結構建筑施工安裝精度的復核檢查，具有傳統(tǒng)方法不具備的精準、快速、大范圍的優(yōu)勢，能及時的指導現(xiàn)場施工糾偏；三維激光掃描能夠對任意物體進行掃描，尤其對快速施工的項目、大體量項目、大跨度復雜的空間結構項目都能直接快速、精確的測量其構件的安裝精度，直接快速的生成對比參數(shù)值，及時用于指導施工，更能發(fā)揮出裝配式鋼結構建筑綠色、環(huán)保、節(jié)能、快速裝配等優(yōu)勢。