Аренда оборудования

Обратная связь

персональных данных

CAPTCHA  

620026, г. Екатеринбург, ул. Народной Воли, д.65, БЦ «НЕБО», офис 308\1

г. Иркутск

г.Кемерово

350063, Краснодарский край, г. Краснодар, Кубанская Набережная ул., дом № 37, корпус 12, оф.42

660077, г. Красноярск, ул. Алексеева, д. 49, ДЦ "Вертикали", офис 709

129626, Москва , ул. Павла Корчагина, д. 2.

630132, г. Новосибирск, пр.Димитрова, д.17

443090, г. Самара, ул.Антонова-Овсеенко, д. 44Б, офис 709

199178, г. Санкт-Петербург, 10 линия Васильевского Острова, д. 59, Бизнес-центр «Маркус», офис 350, 352, 348

355017, Ставропольский край, г. Ставрополь, ул. Мира, д.264а, оф.17

625023, г. Тюмень, Бизнес-центр Golf Palace, ул. Харьковская, 75 к.1, офис 814 / 811 - Сервисный центр

ул. Станционная, д.15

ул. Чехова 1 «А» БЦ «Дипломат»

Лазерное сканирование и 3D моделирование Шуховской башни на Шаболовке
Лазерное сканирование и 3D моделирование Шуховской башни на Шаболовке
Радиобашня на Шаболовке — символ советского радио- и телевещания, всемирно известный памятник архитектуры русского авангарда. Сегодня её чаще называют Шуховской башней, по имени её создателя — выдающегося русского инженера, члена-корреспондента и почётного члена Академии наук СССР Владимира Григорьевича Шухова (1853-1939). Башня была построена в 1919-1922 годах, трансляция радиопередач началась 19 марта 1922 года. В 1937-1967 годах башня использовалась также для телевещания.
Капитальный ремонт башни не проводился ни разу за 90 лет. «Шуховская» несущая конструкция (шесть гиперболоидных секций) сохранилась практически в первоначальном виде. В разные годы на ней был установлен ряд дополнительных элементов: технологические платформы на разных уровнях и ферма для подводки фидеров (1937), промежуточные кольца жёсткости (1973), новая надстройка для крепления антенн УКВ-ЧМ (1991), грузопассажирский электрический лифт, антенны сотовой связи и др.
Коррозия стальных конструкций башни достигла угрожающего уровня уже в 1991 году, но государственные средства на реставрацию были выделены только в 2011 году. Существует несколько проектов реставрации башни. В настоящее время (апрель 2012 г.) проводится государственная экспертиза проектной документации, подготовленной ООО «Качество и надёжность» в 2011 году, которая подразумевает приведение башни к первоначальному виду 1922 года. По этому проекту, в частности, планируется демонтировать и спустить на землю для реставрации две верхние гиперболоидные секции башни, а затем смонтировать их заново.

1.JPGВ связи с масштабными реставрационными работами, запланированными на 2012 год, а также в связи с 90-летним юбилеем башни в 2012 году и 160-летним юбилеем В. Г. Шухова в 2013 году, в ИИЕТ РАН в конце 2011 года было принято решение о создании точной цифровой 3D-модели башни. Цель проекта — сохранить точную и детальную информацию о «шуховской» конструкции до её демонтажа и реставрации, обеспечить доступ к этим данным широкой публике. Проект выполняется Центром виртуальной истории науки и техники ИИЕТ РАН при поддержке компании «Триметари», г. Санкт-Петербург.
Проектная и рабочая документация по башне практически не сохранилась, в Архиве РАН и РГАНТД находятся четыре разрозненных чертежа. В 1947 году был выполнен подробный обмер конструкции башни. В пояснительной записке отмечается: «Техническая документация (технический проект, рабочие чертежи и расчёты) по башне не сохранились. В 1937 году, для установки антенны телевизионного центра и подводки фидера по высоте башни до вышки, была установлена металлическая двухстенчатая ферма и выполнены три площадки (на отметке 141,768; 144,3 и 148,378 м.) На все металлоконструкции выполненные по реконструкции имеются рабочие чертежи». Однако уже в 1971 году документация 1937 года считалась утерянной: «В 1937 году трестом „Радиострой“ была выполнена реконструкция башни: установлена металлическая двухстенчатая ферма и выполнены три площадки на отметке 141,768; 144,3 и 148,378 м. Техническая документация на строительство и реконструкцию башни не сохранилась».
В 1971 году было выполнено определение несущей способности металлоконструкций башни и составлено заключение о возможности её дальнейшей эксплуатации. В пояснительной записке отмечено: «Основные геометрические размеры башни, отметки и диаметры опорных колец приняты в соответствии с выпуском № 281 Проектстальконструкции 1947 г. Сечения элементов башни приняты на основании выпуска № 281 Проектстальконструкции 1947 года и материалов обследования ОРПС Министерства связи СССР 1971 г.».
В 1991 году был подготовлен проект надстройки для крепления антенн УКВ-ЧМ. Общая схема башни, приведённая в этом проекте, повторяет схему 1947 года. В частности, на ней не указаны дополнительные промежуточные кольца жёсткости, установленные в 1973 году, технологические площадки на уровнях 50, 75, 100, 125 м и др.
Таким образом, общие сведения о геометрии башни, приведённые в доступной документации, основаны на обмере 1947 года и не отражают современного состояния объекта. Поэтому основным источником данных для создания 3D-модели стали результаты трехмерного лазерного сканирования башни, которое было выполнено нами в конце 2011 года. Документация 1947 года используется как вспомогательный материал.

Leica ScanStation 2 на Шуховской башне.В декабре 2011 года нами было выполнено трёхмерное лазерное сканирование башни с использованием сканеров Leica ScanStation 2. Полевой этап длился три дня, было сделано семь сканерных станций (три на поверхности земли в 5-10 м от башни, одна на поверхности земли в центре башни, и три на технологических площадках, расположенных на разных уровнях башни — 100, 125 и 141 м). Точность взаимного ориентирования сканов составила 7 мм, итоговая модель содержит около 100 млн. точек. Модель была привязана к реперам в основании башни, а также к пунктам опорной геодезической сети Москвы.
В настоящее время завершено 3D-моделирование башни, на основе результатов лазерного сканирования, а также доступной документации.
Для точного вписывания трёхмерных моделей в облако точек применяется следующий метод. Из облака точек выделяется часть, соответствующая отдельному элементу (например, швеллеру). Определяются края элемента, и проводится средняя линия. Перпендикулярно ей через каждые 2-3 м строятся секущие слои толщиной 1 см. По точкам, попавшим в секущий слой, вручную выставляется заранее известное сечение элемента (например, сечение швеллера N14). Таким образом, получается набор из 10-12 сечений, по которым затем «выдавливается» профиль. Подобный метод позволяет моделировать кручение, изгиб металлоконструкций. Средняя точность «вписывания» трёхмерной модели элемента в облако точек, достигаемая таким методом, составляет 4-8 мм.
Таким образом, средняя точность построенной 3D-модели башни, по предварительным оценкам, составляет около 1 см в единой системе координат.

Лазерное сканирование башни, выполненное в ходе работ, позволило зафиксировать общую геометрию конструкции с высокой точностью и пространственным разрешением. Полученное облако точек является наиболее полной первичной 3D-документацией геометрии башни. 3D-модель башни, которая разрабатывается в результате проекта, вероятно, станет наиболее точной и детальной из существующих моделей.
Цифровая модель, созданная в результате проекта по 3D лазерному сканированию, существенно упрощает доступ к данным о конструкции башни, и позволяет привлечь широкий круг исследователей, в том числе зарубежных, к историческому и техническому анализу. В частности, она позволяет выделить все элементы башни, не отражённые в доступной архивной документации, и таким образом поставить ряд вопросов для дальнейшего исторического исследования.
Создание цифровых 3D-моделей выдающихся памятников архитектуры, произведений искусства, образцов техники — это мировой тренд. Технологии виртуального наследия (Virtual Heritage), представленные в данной статье на примере 3D-модели Шуховской башни, позволяют сохранить информацию об уникальных объектах для будущих поколений, вносят неоценимый вклад в популяризацию науки и техники.
Вы добавляете товар из другой категории,
текущий список сравнения будет очищен.
OK
Отмена