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虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用研究

2021-03-15蒿丽霞

装备维修技术 2021年42期
关键词:建筑工程测量虚拟仿真技术应用

摘  要:虚拟仿真技术简称VR,是集人工智能技术、传感技术、计算机技术于一身的综合集成技术,该技术通过计算机硬件、软件以及传感器构成一个人工虚拟的三维空间,使操作者产生身临其境的感觉。测量工作贯穿建筑工程施工全过程。但是,在建筑工程所在地的地表环境差、地质结构复杂、自然气候条件恶劣,导致测量工作无法正常进行的情况下,施工单位为了给施工过程提供精准的测量数据,将虚拟仿真技术引入到测量工作当中,技术人员根据虚拟环境下的模拟测量数据,能够及时了解和掌握建筑工程施工地点的标高数据以及建筑物的尺寸形态信息。因此,虚拟仿真技术不仅给测量工作提供了一个数据交换平台,同时,使每一道施工工序能够顺利进行。

关键词:虚拟仿真技术;建筑工程测量;应用

1虚拟仿真技术概述以及在建筑工程中的应用意义

虚拟仿真技术实际上是在依托计算机系统的基础上,模拟衍生出的另一个系统,具有交互功能。虚拟仿真技术作为一项技术系统,能够结合图形技术、传感技术和仿真技术建立虚拟的信息空间,在空间里能够进行人性化的模拟仿真互动,凭借着系统的优越性和实用性,在室内设计、建立数字城市、游戏设计等方面有着广泛的应用。虚拟仿真技术在建筑工程中的应用主要是对工程的施工方案进行虚拟验证,通过验证结果的分析对方案进行及时的优化,提前根据合理科学的验证发现在建筑工程方案中的问题,在极大的程度上避免了建筑工程在施工过程中可能出现的事故和失误。在建筑工程中应用虚拟仿真技术可以在建筑工程施工之前就显示按照建筑工程设计和施工方案现实实施之后的效果,给予了建筑工程施工方案更多的设计空间,帮助建筑工程施工实现最优化,因此虚拟仿真技术在建筑工程中的应用能够缩短建筑工程的施工周期、提高施工质量、加深相关设计和工作人员对整个建筑工程的结果和流程、有利于保障施工人员的人身安全等。

2虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用优势

2.1不受时间、空间影响

对于建筑工程来说,测量工作是招投标文件以及施工组织设计方案中的重要组成内容,在方案与文件当中,明确规定了测量时间与测量工作流程,因此,测量本身是一项明确固定时间与固定地点的工作任务。而应用模拟仿真技术时,则无需考虑时间与空间的限制,施工单位在中标以后,即可以利用该技术在虚拟环境当中完成初始测量放样任务。同时,测量人员也无需亲临施工现场,只需要在日常办公场所就可以计算出施工现场的各项数据。

2.2不受自然气候影响

建筑工程项目施工过程始终在室外进行,而测量工作地点也处于室外环境当中,一旦施工地点的自然气候条件发生改变,将给测量工作的正常开展带来不利影响,甚至出现测量中止的情况。比如雨雪天气、大雾天气,测量工作将无法进行。在这种情况之下,施工单位可以利用虚拟仿真技术,将工作地点搬到室内,测量人员在计算机系统构建的虚拟环境中,就可以对施工现场进行测量放样,以获取精准的测量数据。

3.虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用策略

3.1在基础桩位测量中的应用

建筑基础测量的核心任务是确定基础桩位的准确位置,在实地测量中,需要根据施工规范要求,合理控制好承台桩位的误差值,如果桩位的测量误差较大,就必须对原设计方案进行重新修订,这样一来,将给施工单位造成巨大的经济损失。而应用虚拟仿真技术,能够有效解决这一问题。首先,测量人员将施工现场的地质结构信息、施工设计图纸的建筑位置信息以及周边的地理信息输入到计算机系统当中,然后在传感器的作用下,能够在计算机显示界面出现施工现场的虚拟画面,在画面当中,承台桩位的位置能够直观地展现在测量人员面前,测量人员根据位置中心点的坐标数据,能够快速地计算出基础桩位的高程数据,这不仅节省了大量的测量放样时间,也能够保障测量数据的精准度。

3.2在底板基础测量中的应用

在测量底板基础时,由于施工作业现场的作业条件较为恶劣,部分区域不具备放置全站仪等测量仪器的条件,这就需要利用虚拟仿真技术来获取土方开挖深度以标高数据。首先,测量人员将建筑物基础的周边环境信息输入计算机系统当中,此时,借助于计算机系统生成一个基础开挖现场的虚拟环境。然后,测量人员通过手动操作,确定基础开挖的中心点,利用传感器提供的人机交互功能,在虚拟环境中对实地测量步骤进行模拟操作。比如底板、承台、底梁的土方开挖深度,经过测量模拟可以得出一个测量数据,测量人员将这一数据与施工设计图纸进行比对,当误差值满足标准要求后,即视为该阶段的模拟测量工序结束。再比如测量垫层与桩头标高时,对测量精度提出了较高要求,如果在实地测量时,测量人员需要进行多次复测才能提高精准度,而应用虚拟仿真技术,只需要与虚拟环境进行实时交互,甚至一键操作就可以完成一次完整的测量过程,最后将每一次模拟的数据进行比对,就可以精准地确定垫层与桩头的标高值。由此可以看出,在底板基础测量施工中应用虚拟仿真技术能够大幅提高工作效率与测量精度,进而使底板基础的施工质量得到切实保障。

3.3在墙柱平面垂直度测量中的应用

墙柱平面的垂直度是建筑物质量的衡量标准,如果垂直度误差较大,建筑物的主体结构就会产生倾斜现象,严重的还会导致楼体坍塌,因此,墙柱平面垂直度的测量工序尤为重要。测量墙柱平面垂直度一般在混凝土浇筑工序结束后,为了提前预知测量结果,不影响墙柱钢筋绑扎以及模板施工工序的正常进行,测量人员可以利用虚拟仿真技术对测量现场进行仿真模拟。通过在操作界面的手动操作,测量人员与虚拟空间可以进行实时互动。比如所选的墙体长度小于3m,在模拟空间中,可以在同一面墙的4个角当中选取左上及右下2个角,然后按照45°的角斜放靠尺,测量2次表面平整度,距离地面约20cm的位置测放靠尺一次,并将3个实测值作为指标合格率的3个计算点。在检测墙柱平面垂直度时,测量人员可以模拟空间中固定吊线,在铅锤自然下垂时,吊线对应的下部标尺刻度应当为0,如果墙柱平面垂直度存在偏差,测量人员可以在下部标尺上面读出最终的偏差数值。通过这种方法,测量人员能够准确测量出墙柱平面的垂直度,而且最终实测结果可以作为墙柱施工阶段的重要参考数据。

3.4在建筑物标高测量中的应用

在测量高层建筑的标高时,由于测量仪器的施放地点的选择较为困难,因此,测量人员可以应用虚拟仿真技术完成标高测量工序。在虚拟空间中,测量人员可以利用手动操作的方法,首先利用从楼体的起始标高线向上竖直测量各楼层的楼面标高,在选定量测点,至少应当确定三个点位,这样才能减少测量误差。比如在模拟测量标高时,从一楼的+30或+50线向施工楼层上直接量取,并在钢筋上面做好标记。当模拟演示过程结束后,测量人员应当对照高层建筑标高测量的允许误差,确定测量演示时的误差值是否介于标准区间内。楼层层间标高的测量偏差不得大于±3mm,建筑物全高的测量偏差值不得大于±5mm。通过应用虚拟仿真技术,整个测量流程能够直观地展现在测量人员面前,这样可以有效规避测量仪器在实地测量时出现的偏差。

4结语

虚拟仿真技术与建筑工程测量工作的融合,不仅给测量人员提供了高效便捷的服务,也使建筑工程施工能够顺利开展。因此,测量技术人员应当不断提升专业技术水平,积极借鉴虚拟仿真技术的实践操作经验,为保障建筑工程质量提供準确、完备的测量数据。

参考文献

[1] 甘鹏飞.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用[J].房地产导刊,2019,(20):64,102.

[2] 蔡琦婧.浅谈虚拟仿真技术在建筑工程技术专业中的应用[J].市场周刊:理论研究,2020(001):P.177-178.

作者简介

蒿丽霞,女,河北省石家庄市人,研究方向:建筑工程

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