盾构隧道下穿复杂建筑物变形分析及控制措施

目的:由地铁施工带来的地层扰动会引起地基及其基础的应力重分布和地面变形,若控制不当,则会引发房屋倾斜和损坏等后果。老旧房屋存在结构老化、拆改严重等问题,当地铁盾构穿越时,其施工难度更高,控制措施更为复杂,具有较大的施工挑战性,因此需对盾构隧道下穿复杂建筑物的关键技术进行研究。方法:以郑州地铁5号线为例,建立了建筑物简化计算模型,对盾构下穿建筑物变形进行数值分析,提出盾构下穿过程中建筑物的差异沉降控制值和变形控制措施。结果及结论:在盾构下穿过程中,实测23#楼的最大差异沉降值为5.8 mm,11#楼的最大差异沉降值为5.3 mm,综合楼的最大差异沉降值为5.5 mm;实测结果与差异沉降控制值相比,部分测点达到数据预警状态,但总体建筑物的差异沉降值基本位于控制值范围内;与计算模拟结果相比,实测结果明显低于数值计算结果,验证了施工中所采取的加固措施的有效性。

基于机载激光雷达数据的复杂建筑物三维自动重建方法

为了解决复杂建筑物三维模型重建存在的边缘像素清晰度低和重建效率低的不足,提出基于机载激光雷达数据的复杂建筑物三维自动重建方法。首先通过机载激光雷达快速采集复杂建筑的三维点云数据,并剔出异常点云数据;其次采用SIFT算法提取点云数据特征点,通过梯度特征提取匹配特征点,根据特征点进行平移与旋转,完成复杂建筑点云数据配准;然后对建筑边缘三维阈值提取,获得高精度重建阈值;最后通过三维轮廓交边拼接优化,复杂建筑物三维自动重建。通过对比测试证明了本方法重建建筑物三维模型的边缘像素的灰度值为25~215,灰度值跨度较大,边缘像素清晰度较高,三维模型的重组时间为60 min~145 min,耗时较少,重建效率较高,说明了本方法对复杂建筑物三维自动重建的应用效果较好。

复杂建筑物最短邻近线多边形聚合法

建筑物多边形聚合一般是以相离的空间拓扑关系为基础,但是随着数据来源的多源化,复杂建筑物内部多边形的空间拓扑关系多样化甚至不一致,导致难以对此类复杂建筑物进行聚合,而智慧城市中建筑物多尺度可视化要求快速准确地提取复杂建筑物轮廓形状。为此,本文提出一种基于加密顶点间最短邻近线的建筑物多边形聚合方法。首先,基于聚合距离递归搜索邻近多边形以确定聚类范围,便于对地图数据分区处理;然后,对每个聚类区域,按照多边形边线的坐标点顺序,采用线性插值方法为多边形的每条边线生成加密点;在加密多边形边线顶点后,通过网格索引搜索和构建各点与邻近建筑物多边形的最短邻近线,并删除3类异常情况,形成有效最短邻近线集合;随后,按照一定顺序合并有效最短邻近线,形成最短邻近线组,并进一步过滤掉3类特殊情况,确定建筑物多边形的聚合区域;最后,顺时针按最小旋转角原则进行递归搜索,提取包含内环和外环的建筑物多边形外围轮廓。试验证明,该方法能快速探测建筑物多边形之间的邻近聚合区域,实时准确地提取复杂建筑物实体的外轮廓线,处理结果的整体轮廓接近真实情况,为复杂建筑物可视化提供条件。

高大复杂建筑物精细三维重建研究

以焦作广播电视塔为例,探讨了基于三维激光扫描技术的高大复杂建筑物数据处理中的关键技术。重点研究了对高大复杂建筑物各部分构件精细三维建模的技术难点及实际应用,实现了高大复杂建筑物的精细三维虚拟场景,为三维数字城市建设和高大复杂建筑物变形分析提供高精度的数据基础。

基于3维城市复杂建筑物精细模型构建的技术要点

介绍了基于航空摄影测量方法实现复杂房顶建筑物高精度建模的技术方案和精度控制方法,利用航摄资料及空三加密成果,通过全数字摄影测量工作站(JX-4C)实现严密的建筑物骨架线采集以及 DEM、真正射影像制作,探讨了实现复杂房顶建筑物高精度建模的关键技术问题。

附加约束条件的半自动复杂建筑物重建方法

在数字城市的快速发展进程中,三维城市建模成为时下研究的热点。本文基于倾斜航空摄影技术,在3ds Max技术平台上,研究了复杂建筑物三维建模方法。针对镂空形建筑物的特点,提出了通用可行的构建算法,同时针对各种复杂建筑物屋顶,提出了一种基于附加约束线三角构网算法,为快速复杂建筑物建模提供了新的思路。对于附加约束线三角构网算法,在量测建筑物时,只要采集的轮廓线及相关联的轮廓线足够完整,构建的几何模型细节将会更丰富,准确性也更高。该方法不仅避免了因为关联线采集不完整造成的碎面,而且减少了数据冗余,有效地提高了建模效率。

复杂建筑物风环境数值模拟分析

目的分析复杂建筑物周围风环境的风场分布及复杂建筑物外形对周围风场分布的影响.方法以计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论为基础,采用有限体积法对复杂建筑物风环境进行数值模拟,分别研究建筑物在不同风速、风向条件下形成的流场特点,分布情况,定量的分析了建筑物特征区域的风速.结果得到了复杂建筑周围速度场的分布,来流经过建筑物形成涡流,在不同位置,流速变化较大,说明建筑的几何外形对其周围风场影响非常大.结论对不同风速、不同风向情况下的计算,分析比较建筑物中特征区域的流场变化,得出来流经过建筑物时在前后排建筑物之间的流速最低只有0.5 m/s,不利于空气的对流扩散,在圆台周围的流速最大达到15.5 m/s,虽然空气流通较好,但气动噪声较大,计算结果为整个建筑的规划建设和通风设计提供技术支持.

交叉环绕航线下的城市级复杂建筑物实景三维建模

目前各省、市正在加快推进实景三维中国建设,其中城市级实景三维建模相较于地形级,精度要求更高,展示内容更丰富,工作量更大。针对高低错落且结构复杂的建筑物场景,常用的提高无人机航线重叠度的方法,改进效果不明显,仍存在较多拉花变形区域,且会导致影像数量增加、飞行和建模过程更加耗时、生产成本增大的问题。因此,本文提出了无人机交叉环绕航线下的城市级实景三维建模方法,选取典型试验样区进行航摄建模试验,并与采用常规五向航线航摄的方法进行建模效率、质量、精度方面的对比分析。结果表明,交叉环绕航线航摄方法可大幅减少影像数量,节省空三计算和建模时间,提升整体建模效率;且在建筑物的门顶雨篷、玻璃窗户等难点区域,建模质量更好,整体精度更高,满足相关标准规范要求。

高层复杂建筑物遥感图像立面轮廓重构方法

针对传统建筑物遥感图像立面轮廓重构方法存在重构后图像质量差的问题,提出高层复杂建筑物遥感图像立面轮廓重构方法。搜索高层复杂建筑区域位置,根据建筑图像纹理特征和形状特征确定建筑物立面轮廓区域。通过颜色分量、纹理反差、纹理熵、纹理能量以及纹理的相关性对图像进行分块筛选,清除非建筑元素,得到建筑物立面轮廓遥感图像。对所得图像进行拼接和纠正处理,识别并确定纹理凹凸边界以及对应的空间映射,完成高层复杂建筑物遥感图像立面轮廓重构。仿真结果表明,研究方法的重构图像质量较高,实际应用效果更好。

面向复杂体型建筑物的无人机倾斜摄影航线规划研究

为解决复杂体型建筑物存在拍摄盲区较多、影像采集分辨率差异较大而导致建模效果差的问题,本文提出一种无人机立体环绕式摄影与精细化建模方法.选用单镜头小型多旋翼无人机,根据复杂建筑物外观形态,设计出立体环绕式的影像采集航线,再将获取影像导入Context Capture软件进行分析和处理并完成模型建立,最后针对三维模型存在纹理缺失及模糊拉花等问题,使用DP-Modeler和3ds Max对模型进行联动修饰.以某公园内两相邻建筑物为研究对象,分别采用本文方法与传统无人机倾斜摄影方法,从建模效率、模型精度和纹理细节3方面进行对比实验.结果表明,本文方法具有建模效率高、精度高和纹理丰富的优点,提升了复杂体型建筑物建模的质量和效率,联动修饰解决了影像采集过程中信息缺失的问题,可以显著提升模型细节质量.

复杂建筑物尖端雷击概率的模拟研究

在地闪连接过程中,正极性连接先导的始发和传播是决定建筑物是否遭受雷击的关键因素之一。但广泛应用于确定建筑物雷击点的滚球法并没有考虑上行正极性先导的始发过程。因此,基于充分考虑了闪电先导及其连接过程的物理先导模型,选取不同形状的建筑物对建筑物的雷击点概率问题进行了研究,通过估计复杂建筑物拐角等尖端处始发稳定的上行先导所必需的背景电场来确定建筑物雷击点的概率。结果表明:下行先导接近地面建筑物时上行先导首先起始的位置成为雷击点的概率比较高;除此之外,判断建筑物雷击点时不仅仅依赖于滚球法中强调的雷击电流的大小,建筑物的几何形状及周围因素对雷击点的估测也是不可忽视的。基于本文的研究结果可为建筑物的雷击状况的分析和今后解决复杂建筑物的雷电防护等实际应用问题提供了较好的依据。

特征保持的三维复杂建筑物模型多分辨率表达

提出了一种基于体技术的改进的三维复杂建筑物模型多分辨率表达方法。该方法首先将原始表面模型转化为体元表达,并存储在一棵八叉树中;然后基于二次误差度量对八叉树体元进行聚类简化,生成不同分辨率的体元简化模型;最后从多分辨率体元模型中提取等值面,并利用法向量重建原始模型的特征,得到所需的LOD模型。实验结果表明,该方法计算量小,生成的LOD模型能有效保持原始建筑物的主要结构特征。

三维激光扫描支持下的复杂异型建筑物测量

针对传统工程测量对异型建筑物测量的局限性,利用地面三维激光扫描仪对复杂异型建筑物中央电视台新址大楼进行了测量;介绍了扫描仪的主要组成和作业流程,重建了建筑物三维立体模型,通过扫描仪和全站仪对圆形特征反射靶标的测量数据比对,评估分析了扫描仪测量精度。研究结果证明了三维激光扫描技术应用于复杂异型建筑物测量的可行性。

基于地面三维激光扫描技术的复杂外型建筑物空间信息获取

地面三维激光扫描技术因其非接触式高精度海量地获取目标物的三维坐标点云数据,为复杂外型建筑物空间信息获取提供了新方法。本文详细阐述利用地面三维激光扫描技术进行复杂外型建筑物空间信息获取的外业与内业流程及其关键技术。

地面三维激光扫描技术在复杂外型建筑物空间信息获取中的应用

地面三维激光扫描技术因其非接触式高精度海量地获取目标物的三维坐标点云数据,为复杂外型建筑物空间信息获取提供了新方法。本文详细阐述利用地面三维激光扫描技术进行复杂外型建筑物空间信息获取的外业与内业流程及其关键技术,并通过试验验证所获取的空间信息点位精度可靠。

附着升降脚手架在复杂形状建筑物上的施工应用技术探讨

附着升降脚手架综合了挂、挑、吊灯多种脚手架的优点,将高处作业变为低处作业,将悬空作业变为架体内部作业,在复杂形状建筑物施工中具有广泛的应用。文章分析了不利附着升降脚手架的典型建筑结构,阐述了附着升降脚手架在复杂建筑结构中的处理方法,并对附着升降脚手架在复杂建筑施工应用时的结构调整进行了探讨。

利用AutoCAD和AutoLISP对建筑物防雷等效面积进行计算

建筑物的雷电风险评估是一个相当繁琐的工作,有不少人利用C语言,Delphi语言等多种计算机语言将建筑物的雷电风险评估过程编译成一套软件。但这些软件都存在瓶颈,那就是不能正确计算复杂建筑物的等效面积。而目前在业内极少被人使用的Auto LISP语言同样可以实现建筑物的雷电风险评估,如果综合应用Auto CAD软件,可以对复杂建筑物的等效面积进行相当精确的计算。经研究发现,IEC62305-2英/法文版及其汉译版对面积参数的加减特性规定不太恰当。利用Auto CAD和Auto LISP,既可以自成体系地形成功能强大的风险评估软件,又可以为其它风险评估软件提供一个基础性的技术支持,解决雷电风险评估存在的不足之处。

浅谈盾构区间下穿复杂环境的施工控制措施

近年来国内城市轨道交通行业进入高速发展阶段,其中盾构法已成为城市轨道交通建设过程中不可或缺的施工技术。盾构施工的顺利程度与所处区域的地质条件与地面环境密切相关。本工程区间隧道地质情况较差,整个隧道处于上软下硬的地层,且地面建筑较多。结合本工程土压平衡盾构工程实例,总结出适合土压平衡盾构下穿复杂建筑物与复杂地层施工经验和技术要点,为国内类似工程提供借鉴。

防雷系统中雷电流分布的计算

为了研究雷电直接击到复杂建筑物时雷电流在防雷系统中的分布特性,本文介绍了雷电流分布的数值计算方法,在三维机械绘图软件Solidworks基础上添加雷击分流计算模块,通过与传统的电磁暂态计算程序——EMTP的计算结果相对比,从而验证了该雷击分流计算模块的正确性。同时利用该软件能迅速生成多层复杂建筑物模型,且能快速计算各分支的雷电流分布,为进一步研究复杂建筑物内电磁干扰问题打下了基础,为建筑物和建筑物内电子信息系统的防雷设计和施工提供了依据。

基于场景结合的大规模动态群体可见性计算方法

动态场景的可见性计算对于大规模场景的实时渲染具有重要意义,其中运动中的大规模群体更给可见性计算带来了很大的开销.针对大规模动态群体在建筑物场景内部运动的情况,提出一种与场景结合的动态群体可见性计算方法.在预处理时,根据个体在不同仿真时刻的位置,将其绑定到相应的场景节点中;在实时绘制时,结合场景的可见性判断结果对动态群体中的个体进行可见性判断.实验结果表明,该方法能高效地剔除动态群体中的不可见个体,使大规模动态场景的实时绘制效率得到明显提高.