اسکن کردن استادیوم المپیک لندن
استادیوم المپیک لندن از قطعات فولادی پیش ساخته ای طی مراحل کاری طاقت فرسایی ساخته شده است که طراحی نهایی قطعات بطوری است که جابجایی هر قطعه نصب شده قبلی را، تنظیم و تعدیل می کند. تیمی متشکل از نقشه برداران با تجربه جهت نگهداری حرکت سازه ها و برخورد با این مشکل درنظر گرفته شدند.
اجرای قطعات پیش ساخته صندلی های بالایی و خرپاهای پیش ساخته نگهدارنده سقف
استادیوم شرقی المپیک لندن به عنوان مرکز اصلی المپیک و پارا المپیک تابستانی ۲۰۱۲ طراحی شده است. این استادیوم با گنجایش ۸۰ هزار نفر، موقتا به عنوان سومین استادیوم بزرگ انگلستان بعد از استادیوم های Wembley و Twickenham قرار دارد.
پس از انتخاب موفق لندن برای میزبانی این بازی ها در جولای ۲۰۰۵، کمیته سازماندهی بازی های المپیک و پاراالمپیک، تیم استادیوم را که متشکل از معماران، مهندسین سازه و شرکت های ساخت و ساز جهت برنامه ریزی و ساخت استادیوم بزرگ می شد را انتخاب نمودند.
طراحی یک سازه نظیر استادیوم المپیک که از قطعات پیش ساخته ای تشکیل می شود – هنگامی که شکل و ساخت سازه تدریجی است و به مراحل قبلی بستگی دارد – مشکلی را نه تنها برای طراحان، بلکه برای نقشه برداران جهت مانیتورینگ سازه نیز بوجود می آورد. هر مرحله ساخت و ساز که با قطعات پیش ساخته انجام می شود، به کنترل دقیقی در هنگام چسباندن نیاز دارد.
در چنین شرایطی، نقشه برداران با تجربه می توانند جابجایی هایی که ممکن است در هنگام ساخت و ساز اتفاق بیفتد را پیش بینی کنند. به هر حال هنگامی که سازه نیازی به اتصال ۲۲۴ قطعه با وزن ۲۴۰۰ تن، به مساحت ۸۴۰×۱۰۳۳ فوت مربع و به ارتفاع ۱۹۷ فوت را داشته باشد، در دماها و شرایط مختلف، می بایست تولرانس های متعددی برای طراحی نهایی قطعات درنظرگرفته شود.
با وجود چنین موارد پیش بینی نشده ای، طراحی نهایی جزئیات، پس از کامل شدن هر مرحله انجام می شود. شرکت انتخاب شده جهت مانیتورینگ نصب قطعات فولادی استادیوم المپیک، شرکت انگلستانی ABA Surveying است که دارای متخصصین نقشه بردار در حیطه های مهندسی و سازه می باشد. این شرکت با تمام مشکلاتی که در این پروژه به دلیل بزرگی سازه و کوتاهی زمان داشت، توانست استادیومی بسازد که برای سال ها بعنوان گنجینه ای برای لندنی ها به یادگار بماند.
در هنگام ساخت و ساز و نصب سازه ها، این قضیه حیاتی است که قطعات فولادی که در بیرون کارگاه ساخته و به درون کارگاه حمل می شوند، می بایست بطور دقیق تحت تولرانسی به یکدیگر متصل شوند. تیم استادیوم مدل ها و شبیه سازی هایی را طراحی نموده اند. اما از ابتدا، اطلاعات ازبیلت برای دستیابی به صحت اجرای کار مبرم و ضروری است. چنین اطلاعاتی برای طراحی و تولید قطعات مراحل بعدی بسیار حیاتی است بطوری که تنها روش ساخت، چنین است.
شرکت ABA که قبلا بر روی پروژه های ساخت و ساز برجسته ای نظیر Channel Tunnel Rail Link و Thameslink Rail کار کرده است، به عنوان پیشگامی در لیزر اسکنر در کشور انگلستان از سال ۲۰۰۰ فعالیت می کند.
اسکن کردن
تیم استادیوم داده هایی برای خط مرکزی و تعیین مکان گودال ستون های صندلی های ردیف بالایی، جهت مانیتورینگ ساخت و ساز بین سال های ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۰ نیاز داشتند. در این مدت، نقشه برداران شرکت ABA پنج دوره مانیتورینگ را ایجاد کرده و تصمیم گرفتند که از تکنولوژی لیزر اسکنر بدلیل دقیق بودن و سرعت بالای دریافت اطلاعات استفاده نمایند.
اسکنینگی با رزولوشن بالا از سازه نگهدارنده سقف با استفاده از حالت فاز لیزر اسکنر ۳بعدی، ابرنقاطی که در تصویر دیده می شود در حالت درجه خاکستری می باشد.
به طور حتم واضح است که مانیتورینگ ساخت قطعات فولادی لوله ای شکل به قطر ۳ فوت و۶ اینچ در محل، به وسیله توتال استیشن بسیار مشکل و نشدنی است. تنها راه حل برای مدلسازی، نرم افزار Leica’s Cyclone می باشد. همانند تمامی پروژه های اسکنینگ، برای اطمینان از هم مرجع سازی صحیح، می بایست کنترلی در حین اسکن کردن انجام شود.جهت این کار، تیم استادیوم شبکه ای را در کارگاه پیاده سازی و گروهی از نقشه برداران را درون کارگاه مستقر نمود.
برای این پروژه، شرکت ABA تارگت های چسبنده سیاه و سفیدی را طراحی نمود و بر روی نماهای بتنی استادیوم چسباند. این تارگت ها بطور برنامه ریزی شده در مکان های حساسی نظیر دیوار پشتی صندلی های بالایی و پشت پله کان عمودی چسبانده شده تا از هر ایستگاه اسکنینگ بطور واضح دیده شوند. در هر بازدید کارگاهی، شرکت ABA از سه لیزراسکنری که در سه قسمت استادیوم قرار داشتند، برداشت هایی با چگالی ۷ میلیمتر انجام می داد. هر اسکن حدود ۶ دقیقه به طول می انجامید که شامل تقریبا ۲۰ میلیون نقطه که برای هر کدام موقعیت و درجه روشنایی ذخیره می شد.
دمای هوا در وضعیت سایه ای و خورشیدی و همچنین دمای سطوح فولادی در زمان هر اسکن اندازه گیری می شد. سرعت عملیات در مرحله جمع آوری داده بسیار مؤثر است؛ بطوریکه هر چه اسکن کردن سریعتر انجام شود، اثر انقباض و انبساط به دلیل تغییرات دما کمتر می شود. نقشه برداران کارگاهی تارگت ها را برداشت نموده و مختصات آنها را نسبت به شبکه کارگاه محاسبه نموده و به شرکت ارائه می دهند. تمامی این کارها در مدت زمان حدود چهار ساعت به پایان می رسد.
این مدل کابلی شامل تمامی خطوط مرکزی قطعات فولادی، کابل ها، و موقعیت گودال ها می باشد. این خطوط با استفاده از نرم افزار Cyclone تهیه شده و با فرمت اتوکد خروجی گرفته شده است.
با توجه یه اینکه شرکت ABA ردیف بالایی صندلی های استادیوم المپیک را در چندین ساعت بوسله سه اسکن لیزر خود بطور کامل اسکن می نمود، می توانست هم مرجع سازی داده ها و تامین اطلاعات مانیتورینگ در طی مدت دو هفته پس از هر بار بازدید از کارگاه را براحتی انجام دهد.
تولید سریع مدل کابلی سه بعدی استادیوم به تیم های طراحی و ساخت و ساز اعتماد بنفس ویژه ای اهدا می نمود. این مدلسازی جزئی مهم از تلاش تیم بود که باعث می شد روند ساخت ورزشگاه بطور مرتب اجرا شود. در هر زمان که تیم استادیوم درخواست یا سوالی داشت، ABA با رجوع به ابر نقاط برداشتی و استخراج اطلاعات اضافی بدون بازدید مجدد از کارگاه پاسخگوی نیاز تیم بود.
هنگامی که اخلافاتی بین مدلهای پیش بینی شده و ازبیلت وجود داشت، مهمترین منبع رجوع طراحان، همین ابرنقاط بود. زمانی که اجسام مدلسازی شده با ابر نقاط ترکیب می شدند هرگونه شکی در رابطه با طراحی برطرف می شد. نقطه قوت شرکت ABA در این است که با برنامه ریزی، از تمامی فضا ابر نقطه تهیه می کند تا در هنگام بروز مشکل بتوان به آنها رجوع کرد.
هیچ چیزی در زندگی قابل پیش بینی نیست. مدل ها می توانند رخدادهای آینده را با دقت خوبی پیش بینی کنند، اما هنوز مواردی در دنیای واقعی بطور پیش بینی نشده ای وجود دارد که می بایست آنها را در الگوریتم های کاری خود بکار گرفت. در بحث نقشه برداری دنیای واقعی نیز قابل تأمل است که سازه های مهندسی اغلب به دلایل مختلف با مدل های طراحی شده وفق پیدا نکرده و به همین دلیل نقشه برداری ازبیلت و تخمین موارد پیش بینی نشده از درجه بالای اهمیت برخوردار هستند.
