wszystkim w budownictwie kubaturowym i przemysłowym, a niekoniecznie w mosto-wym. Rzeczywiście najwięcej narzędzi bimowskich jest związanych z budow-nictwem kubaturowym, czego przyczy-ny leżą zapewne w szybszym rozwoju oprogramowania dla tego typu obiek-tów. Oczywiście istnieją narzędzia dla obiektów mostowych i technologia BIM jak najbardziej może być wykorzystywa-na przy projektowaniu, wznoszeniu oraz utrzymaniu takich konstrukcji. Jest tak, dlatego że BIM to przede wszystkim idea pracy i wymiany informacji. Budowanie cyfrowego modelu obiektu może być wy-korzystywane niezależnie od jego typu czy przeznaczenia. Posiadanie jednego centralnego zbioru informacji z dostę-pem wszystkich zainteresowanych stron STRESZCZENIE
Artykuł ukazuje wykorzystanie technologii BIM w budownictwie mostowym na przykładach realizacji z użyciem oprogramo-wania Tekla Structures. Wskazuje także korzyści i początkowe trudności pracy z BIM.
ABSTRACT
The article shows the use of BIM technology in bridge construc-tion on the example of projects with the use of Tekla Structures software. It also indicates the benefits and initial difficulties of working with BIM.
technologie
Fot. 2. Montaż konstrukcji stalowej wraz z konstrukcją tymczasową
Rys. 2. Model mostu Isoisänsilta w Tekla Structures znacznie przyspiesza i ułatwia
komuni-kację, a także powoduje wzrost kontroli nad przebiegiem inwestycji. Ostatnio pojawił się nawet nowy termin – BrIM (ang.
Bridge Information Modeling), który opisuje narzędzia BIM przeznaczone specjalnie dla obiektów mostowych. Jednym z takich narzędzi jest oprogramowanie Tekla Structures firmy Trimble Solutions.
W celu przybliżenia zalet BIM-u moż-na się posłużyć kilkoma przykładami obiektów zrealizowanych za pomocą tej technologii (lub jej pewnych założeń) oraz oprogramowania Tekla Structures.
Pierwszy to Isoisänsilta (w dosłownym tłumaczeniu most dziadka) zlokalizowany w Helsinkach w Finlandii. Nazwa obiektu jest związana z częścią miasta, w której znajduje się jeden z końców mostu Iso-isänniemi, co można przetłumaczyć jako dziadek Niemi. Jest to ortotropowy stalo-wy most łukostalo-wy (przeznaczony dla ruchu pieszo-rowerowego) o długości 144,3 m i szerokości 4 m w środkowej części. łuk składa się z 34 kawałków masywnych bloczków i łuków. Pod mostem znajduje się 7-metrowy prześwit, przewidziany dla żeglujących statków.
Isoisänsilta to przykład pełnowymiarowe-go projektu BIM, spełniającepełnowymiarowe-go podsta-wowe założenie tej technologii – wyko-rzystanie na każdym etapie inwestycji – od momentu składania oferty aż do
uszczegółowienia (rys. 2). Taki cyfrowy model jest właśnie podstawą pracy w środowisku BIM. Każdy kolejny uczest-nik inwestycji zamieszcza w nim wyuczest-niki swojej pracy, co sprawia, że wraz z upły-wem czasu model staje się rozbudowaną bazą informacji o obiekcie. Wyznaczni-kiem jest tu poziom LOD (ang. Level of Development) – im wyższa wartość tego wskaźnika, tym więcej informacji zawiera model. Niższe poziomy (np. LOD 100) to w zasadzie sama geometria ele-mentów, wyższe z kolei zawierają m.in.
dane o: zastosowanych materiałach, dokładnym położeniu prętów zbrojenia, rozmiarach i rozkładach śrub lub spoin, markach, kotwach transportowych.
oddania obiektu do użytkowania. Dzięki temu udało się wykorzystać pełen poten-cjał BIM-u i uzyskać wszystkie korzyści.
Od samego początku wszystkie elementy projektu były wykonywane poprawnie. In-nymi słowy nie było potrzeby przeprowa-dzania dodatkowych napraw, ponieważ błędy były przewidywane i eliminowane.
Wierzę, że nowa technologia to kolejne innowacje, a wydajność będzie zwięk-szana w wielu obszarach budownictwa, np. przygotowania zbrojenia poza placem budowy – stwierdził Ville Alajoki, starszy kierownik projektu w Zakładzie Robót Publicznych miasta Helsinki.
Projektanci stworzyli trójwymiarowy mo-del obiektu o bardzo wysokim poziomie
technologie
technologie
Model 3D nie tylko usprawnia proces projektowania, ale może również zostać wykorzystany do tworzenia harmono-gramów prac, wspierania produkcji i montażu różnorodnych podzespołów, a także monitorowania tych procesów.
Dodatkowo w przypadku helsińskiego mostu model posłużył do zaplanowania procesu betonowania. Opatentowana funkcja Tekla Structures „sekcje wy-lewania” umożliwia połączenie ele-mentów betonowych dowolnego typu w jeden obiekt (kryterium scalenia jest rodzaj mieszanki betonowej). Następnie
może on zostać podzielony na mniejsze części zgodnie z kolejnością wylewania betonu.
BIM kładzie bardzo duży nacisk na płyn-ną wymianę informacji między różnymi uczestnikami inwestycji. Podczas prac przy Isoisänsilta rolę „komunikatora” od-grywało narzędzie Tekla Model Sharing, które umożliwia przechowywanie modelu w chmurze. Dzięki takiemu podejściu model był zawsze aktualny, a członko-wie zespołu mieli dostęp do wszystkich potrzebnych informacji w dowolnym momencie, np. wykonawcy
konstruk-Rys. 3. Model zbrojenia w moście Teluk Kendari
Fot. 3. Estakada ES-2 (Kraków-Zabłocie)
Fot. 4. Próbny montaż estakady ES-2b – przęsło 8 i 9
cji stalowej umożliwiło to precyzyjne zaplanowanie prac i płynną komunikację między placem budowy a działaniami producenta (fot. 2). Model Tekla wykorzy-stano również do wizualizacji poszcze-gólnych etapów inwestycji dla klienta.
Zalety BIM doceniła również indonezyj-ska firma PT PP (Persero) Tbk. Jeden z ich projektów infrastrukturalnych, most Teluk Kendari w południowowschodniej prowincji wyspy Sulawesi (dawniej Cele-bes), stanowi tego najlepszy dowód. Kie-dyś zaprojektowanie tak wielkogabaryto-wego obiektu mostowielkogabaryto-wego zajęłoby kilka miesięcy, ale projektantom (wykorzystu-jącym Tekla Structures) udało się skrócić ten czas do jednego miesiąca. Tak jak w poprzednim przypadku tu również model wykorzystano do przygotowania zbrojenia. Z tą różnicą, że pręt „układa-no” w warsztacie, a na plac budowy przy-wożono gotowe zespoły. Pracę znacznie przyspieszyła możliwość wygenerowania z modelu plików BVBS, zawierających dokładne informacje o prętach zbroje-niowych (rys. 3). Taki plik był następnie wgrywany do maszyn (np. giętarek), które w precyzyjny sposób kształtowały i przycinały rzeczywiste pręty.
Dodatkowo firma PT PP bardzo ceniła możliwość generowania zestawień, dzięki czemu można było dokładnie oszacować koszty i zużycie materiałów.
Jako kolejną zaletę wskazano znaczne usprawnienie śledzenia wszelkich zmian w projekcie.
Następny przykład, tym razem pochodzą-cy z naszego lokalnego rynku, to projekt estakady zrealizowanej przez firmę MP Mosty, a dokładniej wykonanie projektu warsztatowego konstrukcji stalowych obiektów mostowych: wiaduktu WK-1, estakady ES-1, estakady ES-2 (fot. 3) w inwestycji Kraków-Zabłocie. Co praw-da, nie mamy tu do czynienia z pełnym BIM-em (czyli realizacją inwestycji od samego początku w tej technologii), ale z powodzeniem wykorzystano pewne ele-menty bimowskie w tradycyjnym projek-cie. Inwestor nie wymagał realizacji inwe-stycji w technologii BIM, jednak w trakcie prac zauważono wiele korzyści – m.in.
model 3D ułatwił i przyspieszył weryfikację ustawień elementów naprowadzających, służących do poprawnego nałożenia kolejnych poziomów dźwigarów.
Mając na względzie ograniczone możliwości montażu poszczególnych
technologie
technologie
Rys. 4. Dylatacja między wiaduktem WK-2 i estakadą ES-2b fragmentów konstrukcji stalowej oraz
skalę obiektu, wprowadzono podział na elementy wysyłkowe, które zostały do-stosowane do możliwości wytwórczych i transportowych (pod kątem gabaryto-wym i w kwestii dopuszczalnego tonażu).
Każdy z elementów wysyłkowych (ele-menty wypuszczane z wytwórni konstruk-cji stalowych) stanowił część konstrukkonstruk-cji montowaną na budowie (fot. 4).
Elementy wysyłkowe przedstawiano na dokumentacji rysunkowej 2D: wszystkie blachy wchodzące w skład elementu wraz ze sposobem ich scalania (spawa-nia) oraz ostateczną geometrią. W tym konkretnym projekcie nie przekazywano plików maszynowych „nc”. Do wytwórni dostarczono dokumentację rysunkową w formacie pdf i dwg. Dokumentacja była przekazywana etapami, według wcześniej ustalonego harmonogramu uwzględniającego kolejność montażu konstrukcji.
Za najważniejsze korzyści płynące ze stosowania oprogramowania Tekla Struc-tures firma MP Mosty uważa:
► dotrzymanie ustalonych wcześniej ter-minów oddawania kolejnych etapów dokumentacji;
► lepszą kontrolę poprawności wykona-nia elementów konstrukcji;
► automatycznie generowane raporty, listy materiałowe;
► podgrywanie modeli składowych (IFC), które umożliwiło weryfikację stref (szczelin) dylatacyjnych między obiektami (rys. 4);
► szybkie wprowadzanie modyfikacji w przypadku zmian w trakcie budowy;
► bieżącą aktualizację dokumentacji rysunkowej i raportów;
► usprawnienie modelowania przez wykorzystanie komponentów oferowa-nych przez TS oraz tworzenie kompo-nentów użytkownika.
Wyzwania
Jak wykazano w przykładach, z zastoso-wania technologii BIM niezaprzeczalnie płynie dużo korzyści. Istnieją jednak pewne trudności związane z wdroże-niem używania BIM podczas realizacji inwestycji.
Pierwszą trudność można określić jako świadomość branży. Co prawda BIM istnieje na rynku już jakiś czas, ale w dal-szym ciągu znaczna część przedstawicieli
budownictwa nie do końca rozumie ten termin, a właściwie jego założenia. Brak ujednolicenia, różne źródła informacji, czasami odmienne podejście dostawców oprogramowania składają się na fałszywy obraz technologii BIM jako konkretnego produktu lub bazy danych. W rzeczy-wistości jest to metoda współpracy i wymiany informacji.
Drugi problem to opór przed nowościami.
Wielu inżynierów oraz firm woli korzystać z wypracowanych przez siebie metod pracy i z dużą niechęcią podchodzą do nowych rozwiązań. Preferują stare, sprawdzone sposoby.
Kolejna przeszkoda w wykorzystaniu pełnego potencjału procesu BIM jest właściwie wypadkową poprzednich dwóch: niewiedzy oraz oporu części branży. Mamy tu do czynienia z samona-kręcającą się spiralą. Otóż brak wiedzy i niechęć powodują, że część inwestycji za-trzymuje się na jednym z pierwszych etapów BIM-u, a mianowicie stworzeniu cyfrowego modelu informacji. To etap zwiększający pracochłonność i koszt – na stworzenie kompletnego modelu (oraz jego koor-dynację) projektanci potrzebują więcej czasu i nakładów finansowych, choćby na zakup specjalistycznego oprogramo-wania. Następnie model jest chowany na półce, a inwestor i wykonawcy lub podwykonawcy nie uzyskują z niego żadnych informacji. Takie podejście powoduje, że rentowność wdrożenia BIM-u znacznie spada, co przekłada się na brak zaufania do nowej technologii.
Jeszcze jedna istotna trudność to brak dokładnych wytycznych i regulacji doty-czących dokumentacji BIM, np. formatu danych lub czasu ich przechowywania.
Oczywiście zdarzają się wyjątki – np.
wspomniana wcześniej Wielka Brytania,
która opracowała wytyczne dla projektów realizowanych w BIM.
Ostatnie wyzwanie stanowi komunikacja.
O ile w większości systemów tego same-go dostawcy wymiana informacji jest wy-sokiej klasy, o tyle w przypadku korzystania z rozwiązań różnych producentów zdarza się, że część danych może zostać utracona.
Wtedy do akcji wkraczają koordynatorzy BIM, których zadaniem jest wyłapanie takich braków, a następnie ich uzupełnienie.
Podsumowanie
Technologia BIM oraz odpowiednie oprogramowanie wraz z naszpikowanym informacjami modelem 3D zdecydowa-nie poprawiają efektywność każdego zespołu i zwiększają zyski z inwestycji.
Mówimy tu nie tylko o przychodzie przedsiębiorstw, ale również o korzy-ściach dla środowiska naturalnego.
Funkcjonalności programu pozwalają na ograniczenie kosztownych błędów i po-prawek, skrócenie czasu wykonywania zadań i lepsze ich zrozumienie w całym procesie, a także szybsze i łatwiejsze re-agowanie na wprowadzane modyfikacje.
Powyższe elementy pozwalają znacząco zredukować zużycie zasobów natural-nych. Modele BIM o najwyższym poziomie LOD umożliwiają nawet oszacowanie wpływu konstrukcji na środowisko.
Modelowanie informacji o budowli ma bardzo duży potencjał i może w znaczą-cy sposób zmienić dzisiejszą branżę bu-dowlaną. Dalej jednak pozostaje dużo do zrobienia – przede wszystkim w zakresie zwiększania świadomości dzisiejszych in-żynierów oraz specjalistów budowlanych, ujednolicenia standardów pracy BIM, a także określenia dokładnych procedur formalnych umożliwiających realizację obiektów w tej technologii. ◄