openBIM. Пешеходный мост в Гонконге

Задачи проекта

Главная цель проекта в Гонконге заключалась в строительстве длиннопролётного пешеходного моста, который соединил два объекта муниципального жилищного фонда, разделённых 16-полосной магистралью и железнодорожными путями. Пешеходный мост также позволил улучшить сообщение между набережной Чёнг-Ша-Ван и деловыми кварталами в глубине материка.

OpenBIM и программное обеспечение в проекте

Проект во многом опирался на концепцию openBIM. Использование открытых стандартов обеспечило эффективное взаимодействие проектных команд и повысило ценность всего проекта, сокращая долю возможных ошибок в работе, выполняемой большим количеством специалистов и с применением различных программных продуктов. Вся проектная информация, сопровождающая пешеходный мост на протяжении всего жизненного цикла, сохранялась без изменений; в процессе обмена все участники могли быть уверены в релевантности и точности передаваемых данных, а также в том, что они будут корректно считываться используемым ПО. Всё это позволило, в том числе, облегчить процесс монтажа, обеспечив высокое качество производства стальных балок, отсутствие задержек при опускании двух частей конструкции для стыковки, а главное, точность соединения для безопасности и успеха проекта.     

 
Используемые открытые форматы: IFC 2x3

Программные продукты: Revit, Archicad, Tekla BIMsight, Tekla Structures, Trimble Realworks, Navisworks, Vico Oce, BIMx viewer.

Подробное описание проекта

Проект включает четыре жилых блока, один социальный блок, правительственное здание с библиотекой и спортивным центром, а также пять пешеходных мостов, соединяющих их с прилегающими территориями. Общая площадь строительной площадки составила около 46 500 м², а площадь пешеходного моста - около 900 м².

Строительство длиннопролётного моста являлось частью программы расширения земель в Северо-Западном Коулуне  (North West Kowloon Reclamation, NWKR), крупнейшего проекта по отвоёвыванию земель у моря, в результате которого площадь полуострова Коулун удалось увеличить на треть, обеспечив 334 гектара новых территорий. Часть данных земель была отдана под жилищное строительство, включая государственное арендное жильё от Департамента жилищного строительства Гонконга. Пешеходный мост расположился на участке 6, к западу от станции метро Nam Cheong, и соединил два муниципальных жилых массива, Hoi Ying Estate и Hoi Tat Estate, при этом мост протянулся от башни для лифтов до сада, украсившего крышу правительственного здания. Под мостом находятся 16 полос автомагистрали, под которой проходят несколько линий железнодорожных путей, включая Аэропорт-Экспресс. Возведение моста было призвано облегчить пешеходную доступность между двумя жилыми массивами, а также наладить сообщение между новой изолированной набережной и развитыми центральными районами. 

Мост состоит из двух пролётов и имеет общую протяжённость около 145 метров. Основной пролёт протянулся на 111 метров над West Kowloon Highway, он спроектирован в виде арочной конструкции с подвесными стержнями, закреплёнными на арках и поддерживающими пролётное строение пешеходного моста. Длина второго пролета - 35 метров, он закреплен на основной арке стальными колоннами. 

Основное сооружение представляет собой две стальные арки, сходящиеся в одной точке невысоко над землей. Арочная форма позволяет объединить пролёты в единую конструкцию с оптимальными структурными характеристиками, данное архитектурное решение также визуально усиливает связь высоко расположенного пешеходного моста с землёй.

Ход проекта 

Пешеходный мост представляет собой стальную конструкцию, его возведение включало производство деталей и элементов на территории материкового Китая, и далее, их доставку и установку.

Поскольку мост располагался над крупной автомагистралью, то его монтаж предполагал ограничение движения транспорта. И в рамках проекта было решено отказаться от привычного поэтапного монтажа с временными опорами в пользу новаторского метода “опускания” двух пролетов до стыковки. Основной пролёт был разделён на две равные части, а структурные компоненты были установлены в вертикальном положении по обе стороны строительной площадки. После завершения установки две половины опустили с помощью шарнирных соединений и состыковали за одну ночь, полностью перекрыв движение.

Выбранный метод значительно повысил безопасность рабочих и жильцов, поскольку все работы проводились строго в пределах строительных площадок, на которых обеспечивался надлежащий уровень безопасности, кроме того, удалось значительно сократить вынужденные ограничения дорожного движения и отказаться от возведения временных опор на магистрали. Безусловно, новый метод требовал высокой точности при создании формы конструкции и пристального контроля во время ее установки в вертикальном положении, опускания и соединения. Кроме того, весь процесс необходимо было тщательно спланировать, чтобы уложиться в плотный график монтажных работ: опускание и стыковка частей были произведены примерно за 6 часов. 

Подробное описание openBIM в проекте

И трехмерная арочная форма, и новаторский метод «опускания» требовали от проектных команд высокой точности в планировании и подготовке каждого этапа строительства. Использование технологий информационного моделирования позволило обеспечить точность на этапах изготовления и монтажа, кроме того, OpenBIM облегчил проектирование, контроль качества, планирование площадки и управление проектом. 

Именно применение открытых стандартов позволило успешно создать трёхмерную модель пешеходного моста. Сначала, на базе первого набора строительных чертежей, была построена BIM-модель моста с использованием GRAPHISOFT Archicad. Приложение позволило создать гипер-модель внутри своего уникального инструмента BIMx Viewer, технологии для интегрированной 2D- и 3D-навигации по строительным объектам. Это дало строительной бригаде возможность одновременно проверять строительные чертежи в PDF-файле и накладывать их на трехмерную модель. Таким образом, был обеспечен доступ к информационной модели с портативных устройств, планшетов и мобильных телефонов, что облегчало обсуждение на строительной площадке и позволяло легко добавлять разметку в PDF-чертежи для внесения изменений.

На начальном этапе использование Trimble Vico Office позволило главному подрядчику за 4 дня подготовить программу строительства и 4D-последовательность строительных работ для презентации. Модель пешеходного моста из Archicad и модель окружения из Revit были перенесены в Trimble Vico Office, затем на основании информационной 5D-модели внутри Vico Office был произведен количественный отбор и разработана программа строительства. Далее объекты модели были сопоставлены со строительными работами и смоделирована 4D-последовательность. В результате весь процесс установки оказался четко представлен и был признан выполнимым. 

Пешеходный мост был спроектирован в Archicad, затем полученная BIM-модель была экспортирована в IFC-формат и передана изготовителю металлоконструкций. Далее с помощью приложения Trimble Tekla были спроектированы все соединительные детали, включая сварные соединения, болты и гайки, а также временные крепления.

На этапе изготовления деталей был построен внешний макет и проведено его лазерное сканирование для захвата данных основной конструкции. Модель нежелательного облака точек была отфильтрована, и создан основной фрейм для сверки QA/QC (контроля и обеспечения качества) с BIM-моделью пешеходного моста. Данные облака точек были перенесены в формат .E57 и импортированы в Autodesk Revit, а затем преобразованы в формат .RCP. Параллельно модель из Tekla была преобразована в IFC-формат и импортирована в Revit для наложения и сравнения облака точек с BIM-моделью с общей координатой.

Несмотря на то, что макет не мог рассматриваться как точная копия, в том числе, в силу разницы в статических и динамических нагрузках и прогибах, сравнение дало проектным командам и строительным бригадам полезную информацию для анализа и тонкой настройки конструкции. В результате горизонтального сдвига основные стыки сместились примерно на 180мм друг от друга, полученные данные и легли в основу дальнейшего планирования.

На следующем этапе изготовленные компоненты конструкции пешеходного моста были доставлены и установлены в вертикальном положении по обе стороны строительной площадки. Лазерное сканирование и дрон были призваны помочь строительной бригаде с оценкой хода строительства и сбора отчетной информации на месте; применяемые технологии обеспечивали большую точность и надёжность конструкции.

Чтобы, согласно строгому графику, осуществить процесс опускания пролётов за одну ночь, готовые модели из Tekla и Revit были импортированы в Navisworks для моделирования всего процесса. Это позволило стейкхолдерам досконально понять последовательность работ с целью обеспечения лучшего контроля и планирования логистической деятельности, а рабочим - ознакомиться с порядком выполнения работ ради сведения к минимуму рисков задержки и отставания от графика.

Процесс опускания пролетов был проведен в полночь 29 декабря 2019 года, для чего на участке было полностью перекрыто движение по Cheung Road и West Kowloon Highway. Работы по стыковке, включающие в себя снятие натяжных тросов, опускание пешеходного моста до нужного положения и окончательное соединение болтами, прошли гладко и в полном соответствии с утвержденным планом. Бригада уложилась в отведенное ночное время, после чего движение по автомобильным магистралям было восстановлено. Благодаря слаженной работе всех участников проекта, а также инновационным технологиям и практическому применению концепции openBIM монтаж прошел успешно и в рекордно короткие сроки.

Результаты проекта и преимущества от использования openBIM

Выстраивание рабочих процессов с опорой на OpenBIM позволило привлекать в проект команды невзирая на то, какие программные продукты они используют. Такой подход облегчил плодотворное обсуждение, сотрудничество и обмен данными среди участников. Кроме того, он позволил использовать собранные проектные данные на протяжении всего жизненного цикла объекта, избегая многократного ввода одной и той же информации и сопряженных с этим ошибок. В рамках проекта привлечённые специалисты, включая изготовителей, могли выбирать любые приложения для моделирования, руководствуясь исключительно собственной профессиональной экспертизой. Включение практики OpenBIM также обеспечило проекту дополнительную ценность в виде «устойчивости»: будущие операторы данного моста смогут продолжать использовать разработанную BIM-модель, поскольку в её основу были положены открытые стандарты. Именно они обеспечили эффективное взаимодействие проектировщиков, строителей, инженеров и других стейкхолдеров, сделав проект коммерчески жизнеспособным. Таким образом, правильное структурирование данных облегчает обмен информацией и позволяет всем привлечённым специалистам работать эффективно, не совершая дорогих ошибок и не выходя за установленные временные и финансовые рамки.