Высокоскоростная железная дорога Пекин — Чжанцзякоу компании China Railway — эталонный BIM-проект

Приложения Bentley для моделирования оптимизировали совместное проектирование, что позволило сэкономить 3 млн юаней.

Высокоскоростная железная дорога мирового класса

В рамках национальной инициативы Китая по строительству железных дорог, а также подготовки Пекина к проведению зимних Олимпийских игр 2022 года в провинции Хубэй в северо­восточном Китае строится высокоскоростная железная дорога Пекин — Чжанцзякоу. Железнодорожная линия стоимостью 53,5 млрд юаней, протяженность которой составляет 174 км, станет первой в мире высокоскоростной железной дорогой с расчетной скоростью 350 км/ч. Это позволит сократить время в пути между двумя городами проведения Олимпийских игр с трех часов до 50 мин. Новая высокоскоростная линия с 71 участком с насыпным основанием полотна, 64 мостами, 10 туннелями и 10 станциями, включая самую глубокую в мире и самую большую в Китае подземную станцию в Бадалине, станет первой в железнодорожной отрасли Китая, которая внедрит стратегию полного жизненного цикла BIM для всех дисциплин, участвующих в проекте.

Компания China Railway Engineering Consulting Group Co, Ltd (CEC) отвечала за предварительное и детальное проектирование и изготовление строительных чертежей. Поставив цель создания эталона для железнодорожной отрасли, компания стремится использовать инновационные технологии для оптимизации проектирования и строительства и добиться применения полного жизненного цикла BIM в высокоскоростном железнодорожном проекте мирового класса. Команда, охватывающая 23 основные инженерные дисциплины и состоящая из 56 проектных подразделений, столкнулась с многочисленными трудностями при реализации этого сложного проекта. Для его выполнения было необходимо учесть значимые и изменчивые условия в высокогорном районе на фоне окружающей культурной инфраструктуры, что потребовало сложных решений для проектирования строительных конструкций. С целью оптимизации проектирования, успешной координации проекта и внедрения эффективных процессов совместного 3D­проектирования и строительства в трехмерной среде руководство компании CEC приняло решение об использовании комплексных приложений для цифрового проектирования.

Создание единой среды данных

Чтобы упростить координацию процессов проектирования и инженерно­технических разработок, CEC выбрала технологию Bentley для создания открытой единой среды данных (CDE). «Мы сталкиваемся с большими проблемами в совместной работе, поэтому хотим найти платформу, которая проста в применении, обеспечивает единый формат хранения данных и поддерживает возможность совместной работы», — заявил Чжунлян Чжан (Zhongliang Zhang), директор по BIM в CEC. На основе технологии ProjectWise и комплексных приложений Bentley для проектирования команда создала логические связи между различными дисциплинами и внутри них, обеспечив доступ к достоверной информации в режиме реального времени в любом месте и в любое время. CEC применила ProjectWise в качестве общей платформы и внедрила инновационные методологии BIM с использованием MicroStation, OpenBuildings Designer и OpenRoads Designer для оптимизации обмена информацией. Интегрированное программное решение позволило команде создать библиотеку компонентов для стандартизации проектирования и динамического моделирования, которым можно было централизованно управлять на всех этапах, в единой цифровой среде для совместной работы и в соответствии с одинаковыми стандартами.

Применение единой среды данных Bentley с унифицированной базовой структурой данных позволило оптимизировать обмен и интеграцию различных типов данных в разных областях проектирования, что обеспечило высокую скорость разработки моделей. Это единое цифровое решение значительно повысило эффективность работы вовлеченных команд. CEC использует программное обеспечение Bentley для создания согласованной среды, которая дала возможность комплексного проектирования и совместной работы, а также для повышения качества проектной документации.

Применение BIM­технологии для оптимального проектирования

CEC использовала приложения Bentley, развивая возможности 3D BIM в единой среде данных для координации проектных решений и преодоления многочисленных ограничений на участке. Импорт спецификаций высокоскоростной железной дороги в OpenRoads помог проектировщикам определить соответствие элементов отраслевым стандартам и создать стандартную основу для проектирования. Разнообразные возможности Bentley для моделирования и представления данных позволили оптимизировать геологическое проектирование и разработать стандартизованные компоненты строительных конструкций для мостов и путей. Учитывая архитектурные сложности станции «Цинхэ» и трудности при выемке грунта на станции и в туннеле «Бадалин», CEC совместно с Bentley работала над обеспечением максимального цифрового потенциала рабочих процессов BIM и оптимизацией проектирования за счет автоматизации, согласованности и интеллектуальных процессов.

Высокоскоростная железнодорожная магистраль Пекин — Чжанцзякоу послужит эталоном полного жизненного цикла BIM в железнодорожной отрасли Китая

Станция «Цинхэ»

Самая большая на высокоскоростной железнодорожной магистрали Пекин — Чжанцзякоу станция «Цинхэ» занимает площадь более 138 тыс. квадратных метров с простыми и мощными изгибами и опорными конструкциями, которые подчеркивают древнее очарование и современный внешний вид Пекина. Сложная архитектура требовала выполнения геологического анализа, выемки котлована под фундамент и прокладки комплексной системы трубопроводов. В здании было использовано сочетание A­образных, Y­образных и прямых колонн для поддержки 160­метровой стальной конструкции с длинными пролетами и консольной крыши. Используя интегрированные BIM­приложения Bentley, CEC осуществила комплексное проектирование за счет визуализации всех компонентов модели и их интеграции в комплексную 3D­модель. Команда выполнила процедуру выявления коллизий для решения возникших проблем до начала строительства, а инновационное проектное решение, созданное с помощью технологии Bentley, позволило команде снизить уровень шума, связанного с окружающими зданиями.

Станция и туннель «Бадалин»

Станция и туннель «Бадалин» пересекают живописный культурный район, по которому проходит отрезок Великой Китайской стены. Станция имеет рекордную площадь 36 тыс. квадратных метров и глубину строительства 102 м под землей, а туннель для доступа на станцию протянулся на 12 км, что делает его самым длинным туннелем на этой железнодорожной линии. Обе конструкции требовали проведения сложных земляных работ, чтобы избежать прохода сквозь Великую Китайскую стену и компенсировать неблагоприятные геологические условия этого района, который подвержен наводнениям. Команда использовала технологию BIM компании Bentley для упрощения создания многопрофильных моделей и автоматизации ручных задач. Используя MicroStation, OpenBuildings Designer и OpenRoads, проектировщики различных специальностей смоделировали подземные сооружения и проходческие щиты на обоих концах станции. Гибкие совместимые приложения Bentley помогли обосновать проектный срок службы станции в 100 лет и позволили команде подтвердить соизмеримость и комплексность кругового спасательного коридора для быстрой эвакуации в случае чрезвычайных ситуаций.

«В целом, применение BIM­моделирования Bentley обеспечивает простой и эффективный процесс и помогает нам делать первые шаги в BIM», — отметил Чжунлян Чжан. Благодаря автоматизированным, стандартизованным и интеллектуальным методам совместного проектирования CEC пошла дальше, развивая возможности BIM для обеспечения инновационного, скоординированного проектирования железных дорог и закладывания основы для эксплуатации и технического обслуживания сооружений в рамках процессов полного жизненного цикла BIM.

Преимущества технологического решения для совместной работы

Для реализации комплексного проекта компания CEC применяла интегрированную технологию Bentley для разработки совместных трехмерных рабочих процессов BIM, стандартизации структуры данных для моделирования и проектирования, а также оптимизации рабочих процессов. Компания использовала программное обеспечение для расчета высот и интеграции 3D­моделей в соответствии со стандартами проектирования железных дорог Китая. Функции параметрического моделирования упростили эффективное управление изменениями и автоматическое создание трехмерных моделей благодаря оптимизации проектирования и сокращению времени моделирования. Работа в единой среде данных обеспечила беспрепятственный доступ и обмен проектной информацией в режиме реального времени. Общий формат файлов облегчает совместную работу по всем дисциплинам, а также снижает затраты и риски, связанные с передачей данных, на всех этапах проектирования.

В частности, CEC решила проблемы проектирования и трассировки трубопроводов и подземных сооружений, а также сократила время на геологическое моделирование на шесть месяцев, по сравнению с традиционными методами. Применение приложений Bentley для координации и моделирования комплексного 3D­проекта обеспечило оптимизацию землепользования во время строительства и снижение воздействия на окружающую среду, при соблюдении технических требований к железной дороге. Функции выявления коллизий позволили обнаружить ошибки, допущенные при проектировании, еще до начала строительства, что позволило повысить точность проекта, сократить доработки, увеличить эффективность и снизить затраты, связанные с изменениями конструкции на месте работ. В целом, цифровое решение Bentley для совместной работы сэкономило еще на этапе проектирования три месяца и 3 млн юаней.

Цифровой эталон для будущего

Основываясь на единой среде данных Bentley, CEC использует проект высокоскоростной железнодорожной магистрали Пекин — Чжанцзякоу как возможность проверить и утвердить действующие стандарты BIM и определить эталон для полного жизненного цикла BIM в железнодорожной отрасли Китая. Применяя комплексное 3D­проектирование в работе многопрофильных команд и используя возможности BIM­технологий Bentley для проектирования железных дорог, CEC снизила уровень воздействия проекта на окружающую среду и повысила эффективность проектирования и качество проектной документации.

При дальнейшем внедрении технологии BIM на этапах планирования и проектирования железнодорожных инициатив компания CEC положилась на гибкость и совместимость программного обеспечения Bentley для упрощения координации моделирования сложных туннелей и станций и заложила основу для процессов BIM во время строительства, эксплуатации и технического обслуживания. «Железнодорожная магистраль Пекин — Чжанцзякоу имеет важное значение для других проектов строительства железных дорог с использованием BIM, — заявил Чжунлян Чжан. — Используя технологию Bentley, China Railway Engineering Consulting Group работает над внедрением интеллектуальных технологий строительства, передового оборудования и методик эксплуатации. Это начало новой эры интеллектуальных железных дорог».