利用3D数字化设计数据进行公路建设-案例研究-01介绍
2018-04-10   点击:

【摘要】对高速公路施工过程中所有者机构和施工承包商如何成功使用三维数字设计数据进行全面的案例研究。需要认真的数字数据质量控制,特别是在施工之前。原始地面测量信息的可靠性和分辨率对于3D数字数据在施工中的成功使用具有最显着的影响。最后几章介绍了将用于建设的数字数据质量控制指南。 . . .

目录

1.介绍............................................... .................................................. ................ 1
目标................................................. .................................................. ........................... 2
首字母缩略词................................................. .................................................. .......................... 2
2.背景............................................... .................................................. .................. 4
3.方法............................................... .................................................. ............... 7
实例探究 ................................................ .................................................. ....................... 7
选定的案例研究项目.............................................. ............................................... 11
面谈................................................. .................................................. ........................ 18
4.案例研究.............................................. .................................................. .................. 22
南部高速公路................................................ .................................................. ....... 23
60号公路重建............................................... .................................................. ... 38
I-80银溪至万山重建.......................................... ......................... 48
I-35无粘结混凝土覆盖层............................................ .......................................... 63
美国17桥和安全改进............................................ ............................... 71
美国219磨机和再磨面............................................. .................................................. 0.76
5.一般观察.............................................. ............................................. 81
纽约 ................................................ .................................................. ......................... 81
弗吉尼亚州................................................. .................................................. ........................... 89
密苏里州................................................. .................................................. .......................... 92
犹他州................................................. .................................................. ................................. 94
6.过程分析.............................................. .................................................. ....... 98
施工前质量控制............................................... ....................................... 100
建筑布局和方向.............................................. ............................... 108
自动化机器指导............................................... ......................................... 111
实时验证.............................................. .................................................. .... 114
竣工记录文件............................................. ......................................... 118
7.数据使用和SCHEMAS ............................................ ............................................ 119
施工前质量控制............................................... ......................................... 120
建筑布局和方向.............................................. ................................. 124
自动化机器指导............................................... ......................................... 126
实时验证.............................................. .................................................. .... 128
衡量工资数量:.............................................. .................................................. ..132
竣工记录文档:............................................ ......................................... 133
LOD指定................................................ .................................................. ........... 134
8.数据模式开发............................................. ................................... 141
数据模式比较............................................... ................................................. 141
数据模式开发需求.............................................. ..................................... 144
外表 ................................................. .................................................. ......................... 153
9.数字交付的质量控制........................................... ............ 154
施工前质量控制............................................... ...................................... 155
10.施工资料交付............................................. ................................................ 162
项目特点................................................ .................................................. ... 166
数据类型和模式.............................................. .................................................. 0.170
削减计划表的优先事项............................................. ..................................... 171
11.结论............................................... .................................................. ...................... 172
数字化交付的机遇和挑战.............. 172
摘要................................................. .................................................. .................. 178
致谢................................................. .................................................. ............. 180
参考................................................. .................................................. ........................... 182

附图清单

图1:插图。船员大小和土方测量时间的对比。(12)............... 5
图2:插图。预计Parksville Bypass节省的检查时间。(12).............. 5
图3:图表。继续挑战实施3D建模。(13)................................ 6
图4:工作表。案例研究筛选的项目特征。.......................................... 8
图5:工作表。案例研究筛选矩阵。.................................................. ................... 10
图6:地图。选定的案例研究项目地点。.................................................. ................ 11
图7:地图。美国219南部高速公路的位置。.................................................. ....... 12
图8:地图。路线60重建的位置。.................................................. ............... 13
图9:地图。I-80银河对Wanship的位置。.................................................. ........ 14
图10:地图。I-35无粘结混凝土覆盖层的位置。................................................. 15
图11:地图。美国17桥的位置和安全改进。....................................... 16
图12:地图。美国219磨机和覆盖物的位置。.................................................. ............ 17
图13:照片。向北看滑坡区域。.................................................. ..... 23
图14:插图。欣曼湿地设计计划.............................................. .................. 24
图15:截图。审查Hinman湿地的承包商表面。........................... 25
图16:截图。Hinman Wetlands Berm#8检查员的数据收集器。....................... 26
图17:照片。该项目具有挑战性的地形和重木材。.................................... 27
图18:照片。原来的地面被重木覆盖。......................................... 28
图19:照片。检查员使用的GPS流动站和数据收集器。............................................ 29
图20:地图。NYSDOT CORS网络于2008年9月。........................................... ....... 30
图21:截图。用于计算数量的表面的横截面视图。.................... 32
图22:截图。在Trimble工作订单® SCS数据管理软件。.................... 33
图23:照片。检查员在挖掘期间安全地等待。.................................................. 33
图24:流程图。用于测量土方量的工作流程。....................................... 34
图25:截图。办公室工程师审查的现场数据报告。............................... 34
图26:截图。数据收集器生成的数量计算报告。................ 35
图27:插图。流水线偏移来检查管道安装。............................................ 36
图28:照片。维护交通是一个重要的问题。........................................... 38
图29:插图。重新设计的Route 60的图形表面回顾。............................ 40
图30:插图。解决方案涉及楔形和3D轮廓铣削。.......................... 41
图31:照片。带有GNSS接收器的卡车用于滚动测量。............................................... 42
图32:插图。与设计的最终地面相比滚动测量表面。................... 42
图33:照片。TopoLIFT ® 系统采集静态激光雷达调查。........................................... 43
图34:截图。静态激光雷达注册点云。.................................................. 43
图35:截图。减少激光雷达数据覆盖PDF计划............................................ .... 44
图36:插图。工作停止时预期(蓝色)和实际(红色)地面​​。................ 44
图37:照片。最终摊铺后的60号路线............................................. .................................. 47
图38:照片。2015年5月60号公路............................................. ......................................... 47
图39:照片。所有CTAB操作都使用RTS控制。.................................................. ....... 49
图40:照片。收费站大桥下的紧密通关。.................................................. .. 49
图41:照片。2014年东行线路铺设。......................................... ......... 51
图42:插图。具有典型部分的项目线图。................................... 52
图43:照片。弦线每30英尺设置一个集线器。.................................................. .. 53
图44:插图。用各种方法来测试数据。(17).................................... 54
图45:插图。通过收集方法调查限制。(17)............................................... .. 54
图46:图表。已发布的高程和平整高程之间的差异。....................... 55
图47:照片。AMG操作需要交错,准确的控制。......................................... 56
图48:插图。首选和实际调查数据密度的对比。.............................. 57
图49:照片。承包商的验船师检查摊铺机后面的等级。.............................. 57
图50:照片。每次AMG摊铺设置都需要三个RTS。................................... 58
图51:照片。无线铺路提供了更好的工作区域。.............................. 59
图52:照片。弦线和无绳铺路具有良好的平滑度。.................................. 60
图53:图表。用无绳摊铺机绘制日产量和累计产量。................................. 61
图54:图表。每日铺路长度为无绳摊铺机的日产量。................................... 61
图55:照片。建设采用全封闭和头对头交通。(19)......................... 63
图56:插图。交叉斜坡各不相同,以优化产量。(19)............................................. 64
图57:照片。在收集调查之前,所有的沥青都被碾磨。(19)........................ 65
图58:照片。混凝土摊铺机使用切除进行定位。................................................ 66
图59:插图。静态激光雷达和AMG铺设的控制要求。.......................... 66
图60:照片。销钉栏放在摊铺机的前面。........................................... 68
图61:插图。原始混凝土的斜坡各不相同。.......................................... 69
图62:照片。工作区域接近实时交通。.................................................. ........ 70
图63:插图。两种交叉斜坡改善方法。....................................... 71
图64:插图。设计通过草图和笔记记录。....................... 72
图65:插图。工作集中在交汇处。........................................... 74
图66:插图。主线部分调查.............................................. ....................... 75
图67:照片。2015年混凝土接缝处裂缝............................................ .............. 77
图68:照片。美国219号桥向南看。.................................................. ............... 77
图69:插图。在平均滑雪场上的声波示踪剂。.................................................. ......... 78
图70:照片。用声波滑雪板覆盖沥青。.................................................. .................... 79
图71:照片。良好的光滑度结果得以实现。.................................................. .. 80
图72:插图。桥梁基础土方模型............................................ .... 82
图73:插图。桥台和码头的例子。.................................................. ..... 82
图74:截图。MicroStation中有多种型号。.................................................. .......... 83
图75:插图。Kosciuszko桥项目于2015年5月5日。.................................................. ... 86
图76:截图。如何进行文件传输的文件。.................................................. ....... 88
图77:截图。标高的不一致性。.................................................. ......... 90
图78:插图。AMG的可构造性问题。.................................................. .......... 91
图79:流程图。对3D数据进行质量控制是第一步。.......................... 98
图80:流程图。3D数据的验证过程。.................................................. ............... 99
图81:流程图。导致准确原始地面的督察培训.................... 103
图82:流程图。配置文件改进以实现CTAB质量平衡。.............................. 104
图83:流程图。用于几何优化的数据收集和建模。..................... 105
图84:流程图。3D数据并未在整个设计中开发。...................................... 106
图85:流程图。南高速公路数据准备............................................. 106
图86:流程图。修改设计师提供施工数据的角色。(31).................... 107
图87:照片。绘制的方向参考标记。.................................................. ...... 109
图88:流程图。60号公路重建路缘的建筑布局。........................ 110
图89:流程图。检验方法的确定。.................................................. .. 112
图90:流程图。对路线60重建的停止工单的响应。........... 113
图91:流程图。实时验证工作流程............................................ .......... 116
图92:流程图。行动通过检测容忍问题而沉淀。................................. 116
图93:流程图。测量工作流程 .................................................. ....................... 117
图94:图表。MD,CL和3D数据使用之间的关系。.......................................... 119
图95:截图。在扫描计划中查看二维和三维线条。....................... 121
图96:插图。误差幅度影响曲面比较量的值。....... 122
图97:流程图。AMG表面的数据交换和模式。................................... 122
图98:插图。中间的距离。(8)............................................... ....................... 125
图99:插图。3D数据密度的推导。.................................................. .......... 129
图100:插图。与实时验证相比更有优势。...................................... 130
图101:插图。不确定性因特征和位置而异。......................................... 134
图102:插图。数据融合方法来增加CL。.................................................. 135
图103:流程图。传统和数字交付流程的比较。.................... 154
图104:流程图。元数据风险识别。.................................................. ................ 156
图105:流程图。地形测量的风险识别。........................................... 157
图106:流程图。地形测量影响评估。.......................................... 158
图107:插图。GNSS解决方案精度的累积影响.................................... 160
图108:插图。使用实时验证进行管道安装。............................. 160
图109:流程图。实时验证的纳入标准。........................................ 167
图110:照片。城市轧机和覆盖层的沥青摊铺作业。........................... 167
图111:流程图。沥青摊铺的纳入标准。.................................................. ... 168
图112:流程图。加入轮廓铣削的标准。.................................................. ... 169
图113:照片。城市铣削和沥青摊铺。.................................................. ............. 169
图114:插图。建议重新分配调查和设计工作。..................... 179

表格清单

表1:最终案例研究项目列表.......................................... ............................................... 11
表2:南方高速公路项目信息.......................................... ..................... 12
表3:Route 60重建项目信息......................................... .................. 13
表4:I-80 Silver Creek至Wanship的项目信息..................................... .............. 14
表5:I-35无粘结混凝土覆盖层的项目信息...................................... ....... 15
表6:美国17桥项目信息和安全改进................................. 16
表7:美国219研磨和覆盖的项目信息....................................... ................... 17
表8:过程,策略和数据集成的面试主题..................................... 19
表9:数据规范和数据使用的访谈主题....................................... ........ 20
表10:南部高速公路项目特征.......................................... ................... 23
表11:60号线重建项目特征.......................................... ............... 38
表12:I-80重建项目内容......................................... ................................. 48
表13:线绳和无绳摊铺结果的对比....................................... ......... 60
表14:费用汇总............................................ .................................................. ........... 62
表15:I-35无粘结混凝土覆盖项目单元....................................... ............. 63
表16:美国17桥梁和安全项目要素........................................ .......................... 71
表17:附录3中修改的数量.......................................... ................................... 73
表18:美国219工厂和地表项目特征........................................ ............. 76
表19:合同价值最高的八个投标项目........................................ ................................... 78
表20:Kosciuszko桥的模型和LOD ......................................... ............................ 85
表21:原始地面调查问题检测时间和影响。....................................... 100
表22:针对实时验证修改的传统流程示例。(30)............ 102
表23:数据管理实践的比较.......................................... ....................... 108
表24:缺陷混凝土路面深度的工资因素。(18)(25).................................... 113
表25:施工前质量控制的数据用途和数据类型..................................... 123
表26:建筑布局和方向的数据使用和数据类型............................................. 126
表27:AMG的数据使用和数据类型。(8)............................................... ....................... 127
表28:说明性放样公差(23)......................................... ..................................... 130
表29:实时验证的数据使用和数据类型..................................... ...... 131
表30:用于度量支付数量的数据用途和数据类型。(8)........................................ 132
表31:竣工记录文档的数据使用和数据类型。..... 134
表32:置信度的定义。.................................................. ............................. 136
表33:模型密度波段的定义。.................................................. ..................... 137
表34:示例数字数据清单。.................................................. .................................... 140
表35:高速公路支持文件格式的数据模式比较.............................. 142
表36:3D数字数据文件中的必要调查元数据。............................................. 158
表37:成功实时验证控制的变量。....................................... 159
表38:MD和CL组合的风险概况。.................................................. .............. 163
表39:MD和CL组合的3D数据和分辨率模式的缺陷。....... 164
表40:设计数据类型和数据模式。.................................................. ........................ 170

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