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文物古建

三維激光掃描技術(shù)在石橋修復(fù)中的應(yīng)用

文字:[大][中][小] 手機(jī)頁面二維碼 2019/12/17     瀏覽次數(shù):    

該石拱橋其遺址出土的石構(gòu)件很多,除坍塌時(shí)互相磕碰造成的磨損和斷裂之外,幾乎所有的原始構(gòu)件都保存完好。這也是該石拱橋區(qū)別于其它幾座出土橋梁的特點(diǎn)。但令人痛惜的是,由于初期修復(fù)工程中的種種問題,珍貴的漢白玉構(gòu)件在多次安裝拆卸中遭受磨損、磕碰甚至斷裂,還有的小塊構(gòu)件隨渣土清運(yùn)而遺失。

根據(jù)真實(shí)性、完整性的保護(hù)理念拱橋的修復(fù)方案應(yīng)當(dāng)盡暈使用現(xiàn)存石構(gòu)件,僅對(duì)殘缺部分加以盡可能少量和必要的修補(bǔ)加固,以展現(xiàn)石拱橋的的歷史原貌。

現(xiàn)存石構(gòu)件中有些是粗糙的填充石塊,難以判斷其原有位置;而雕飾精美,位置特征較為明顯,有條件復(fù)位歸安的石構(gòu)件主要包括三類:石欄板、仰天地伏石和望柱。由于前述原因,石拱橋的石構(gòu)件遭受了新的磕碰損壞,構(gòu)件擺的位置也已不再是出土的原位,這使得復(fù)原工作更為復(fù)雜?,F(xiàn)場(chǎng)殘存石構(gòu)件共計(jì)石欄板11, 仰天地伏石15 塊,殘 缺望柱9根 。


    清代官式石橋的橋洞一般采用雙心圓拱券,而橋面的曲線則比較自由,沒有一定之規(guī)。按照施工順序,必須先將橋面及仰天地伏石砌筑完成,然后才能在其上安放橋欄板。而石拱橋的的石欄板和石望柱相互年合成一個(gè)剛性整體,間沒有空隙,在方向和位置兩方面都幾乎沒有調(diào)整的余地,因此橋身東西兩側(cè)仰天地伏石所拼成的連續(xù)曲線必須與橋欄板和望柱所形成的連續(xù)曲線精確吻合,才能保證復(fù)原成功。
    石拱橋的石欄板造型各異,曲線自由,如何準(zhǔn)確推定橋面欄板和仰天地伏石的原有曲率,是復(fù)原研究的難點(diǎn)。而殘留漢白玉構(gòu)件沉重不易搬動(dòng),且珍貴易損,因此無法以現(xiàn)場(chǎng)試裝的方確定各構(gòu)件位置。

    要保證復(fù)原設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,就必須對(duì)殘存構(gòu)件進(jìn)行盡量準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)采集。因此采用了新的測(cè)繪技術(shù)一一三維激光掃描。


    在掃描后,將描所得數(shù)據(jù)進(jìn)入電腦后,轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)工作階段,主要工作目的是通過構(gòu)件的計(jì)算機(jī)虛擬歸安研究得出碧瀾橋殘留構(gòu)件的組合復(fù)原方案.工作方法是在擬虛的三空間里探究各個(gè)構(gòu)件的相對(duì)位置關(guān)系,以指導(dǎo)實(shí)際復(fù)原的設(shè)計(jì)施工.


 

 

欄板、望柱掃描所得原始數(shù)據(jù)經(jīng)處理后的平面圖

 

構(gòu)件拼合研究的前期作主要是掃描原始數(shù)據(jù)的處理、各個(gè)構(gòu)件的分類消理, 包括構(gòu)件編號(hào)、 碎裂殘片的拼接及其方向旋轉(zhuǎn)調(diào)整等,最后分別存檔,作為下一步構(gòu)件虛擬拼接的工作基礎(chǔ)。


三維掃描的優(yōu)點(diǎn):


1、描速度快,外業(yè)時(shí)間短

2、操作方便,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,結(jié)果全面,精度可調(diào),人為誤差影響小。

3、適于測(cè)繪不規(guī)則物體、曲面造型如石窟、雕塑等。



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