福清栈桥修复数字孪生

成果简介

      福清栈桥修复数字孪生是基于Unity3D引擎开发的一款沉浸式VR展示平台，旨在通过数字化手段完整呈现历史建筑修复的科技创新过程。该系统创新性地构建了1:1比例的栈桥三维模型，通过高精度建模和物理引擎模拟，真实还原了栈桥基础混凝土结构的各类破损形态，包括细微裂缝、结构剥落等典型损伤特征。为增强环境真实性，系统集成了基于流体力学模型的潮汐模拟系统，精确复现海水涨落潮的周期性变化，包括水位波动、水流冲击等水文特征。光照系统采用URP渲染管线，实现不同时段自然光照与海水反射的动态效果。用户通过佩戴VR头盔和手柄控制器，可多角度观察修复细节：包括第一人称视角的注浆操作体验、俯视视角的全局修复进度观察。

技术优势

      基于Unity3D引擎和物理仿真算法，精准还原混凝土裂隙形态及MICP修复过程的化学反应，确保科学性与真实性。采用流体力学模型模拟潮汐变化，结合URP渲染技术，实现海水涨落、光照反射等动态环境效果，增强沉浸感。适配PICO4的6DoF定位技术，支持20m×20m大空间漫游，用户可多视角观察修复细节，并通过手柄交互触发知识讲解。

应用市场

      为历史建筑、桥梁、码头等混凝土结构的修复提供可视化模拟方案，辅助科研人员优化MICP技术参数，适用于博物馆、文化遗址等场景，以VR形式向公众科普修复技术，提升文物保护意识。

发展规划

      计划在未来两年内：开发多人协作VR模式，支持工程师、学生等角色协同操作（如联合注浆、裂缝检测），增加手势识别与语音交互功能，降低操作门槛。与高校土木工程系合作，作为虚拟实验教学工具推广然后在在文物保护单位（如博物馆、古建研究院）开展示范性应用最后引入数字孪生技术，实时同步真实建筑的损伤数据至VR模型。