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案例

三维激光扫描技术在石桥修复中的应用

文字:[大][中][小] 2019/12/17     浏览次数:    

该石拱桥其遗址出土的石构件很多,除坍塌时互相磕碰造成的磨损和断裂之外,几乎所有的原始构件都保存完好。这也是该石拱桥区别于其它几座出土桥梁的特点。但令人痛惜的是,由于初期修复工程中的种种问题,珍贵的汉白玉构件在多次安装拆卸中遭受磨损、磕碰甚至断裂,还有的小块构件随渣土清运而遗失。

根据真实性、完整性的保护理念拱桥的修复方案应当尽晕使用现存石构件,仅对残缺部分加以尽可能少量和必要的修补加固,以展现石拱桥的的历史原貌。

现存石构件中有些是粗糙的填充石块,难以判断其原有位置;而雕饰精美,位置特征较为明显,有条件复位归安的石构件主要包括三类:石栏板、仰天地伏石和望柱。由于前述原因,石拱桥的石构件遭受了新的磕碰损坏,构件摆的位置也已不再是出土的原位,这使得复原工作更为复杂。现场残存石构件共计石栏板11, 仰天地伏石15 块,残 缺望柱9根 。


    清代官式石桥的桥洞一般采用双心圆拱券,而桥面的曲线则比较自由,没有一定之规。按照施工顺序,必须先将桥面及仰天地伏石砌筑完成,然后才能在其上安放桥栏板。而石拱桥的的石栏板和石望柱相互年合成一个刚性整体,间没有空隙,在方向和位置两方面都几乎没有调整的余地,因此桥身东西两侧仰天地伏石所拼成的连续曲线必须与桥栏板和望柱所形成的连续曲线精确吻合,才能保证复原成功。
    石拱桥的石栏板造型各异,曲线自由,如何准确推定桥面栏板和仰天地伏石的原有曲率,是复原研究的难点。而残留汉白玉构件沉重不易搬动,且珍贵易损,因此无法以现场试装的方确定各构件位置。

    要保证复原设计的准确性,就必须对残存构件进行尽量准确、全面的数据采集。因此采用了新的测绘技术一一三维激光扫描。


    在扫描后,将描所得数进入电脑后,转入内业工作阶段,主要工作目的是通过构件的计算机虚拟归安研究得出碧澜桥残留构件的组合复原方案.工作方法是在拟虚的三空间里探究各个构件的相对位置关系,以指导实际复原的设计施工.


 

 

栏板、望柱扫描所得原始数据经处理后的平面图

 

构件拼合研究的前期作主要是扫描原始数据的处理、各个构件的分类消理, 包括构件编号、 碎裂残片的拼接及其方向旋转调整等,最后分别存档,作为下一步构件虚拟拼接的工作基础。


三维扫描的优点:


1、描速度快,外业时间短

2、操作方便,数据准确,结果全面,精度可调,人为误差影响小。


3、适于测绘不规则物体、曲面造型如石窟、雕塑等。



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