AutoCAD Civil 3D: Пять примеров внедрения при создании инфраструктуры Олимпийских игр в Сочи

От редакции isicad.ru: Сергей Кирьякиди в 2009 году окончил Сочинский Государственный университет туризма и курортного дела по специальности «Садово-парковое и ландшафтное строительство» и сейчас является начальником ПТО открытой в Сочи оперативной группы ОАО «Бамстроймеханизация».

ОАО «Бамстроймеханизация» основано в 1974 для производства земляных работ при строительстве Байкало-Амурской магистрали. Сейчас компания занимается строительством крупных транспортных и производственных объектов, а также объектов инфраструктуры и промышленно-гражданского назначения. В штате компании состоит более 2500 сотрудников, парк строительной техники насчитывает более 620 единиц техники.

В апреле 2009 года было создано сочинское подразделение для участия в строительстве одного из самых масштабных объектов Олимпийской инфраструктуры — «Совмещенной (автомобильной и железной) дороги Адлер — горноклиматический курорт „Альпика-Сервис“». После его завершения ОАО Бамстроймеханизация продолжило строительство транспортной инфраструктуры Олимпиады.

Полная уточнённая версия статьи публикуется по многочисленным просьбам читателей.

Цель статьи — на примере внедрения и успешного применения AutoCAD Civil 3D в строительной организации, выполнявшей строительство объектов транспортной инфраструктуры столицы XXII Олимпийских зимних игр г. Сочи, продемонстрировать:

• Преимущества BIM технологий проектирования перед 2D проектированием сложных объектов;
• Преимущества применения Civil 3D в производственном процессе строительного предприятия;
• Принципиальные возможности применения Civil 3D в отрасли транспортного строительства.

Статья предназначена прежде всего руководителям и инженерам производственных подразделений строительных организаций, инженерам-проектировщикам, а также всем тем, кто находится в поиске программного обеспечения для решения производственных задач транспортного строительства. Надеюсь, что статья будет также полезна, кто интересуется BIM технологиями проектирования и хочет узнать, в чем же ее реальное преимущество.

В тексте отсутствует подробное описание приемов и методик выполнения далее приведенных примеров. О технике выполнения некоторых нижеприведенных примеров можно узнать из статей, размещенных в библиотеке сообщества Autodesk и на DWG.RU.

Вступление

До начала использования AutoCAD Civil 3D в сочинском подразделении ОАО «Бамстроймеханизация» для работы с поступающей проектной документацией в формате dwg. и составления исполнительной документации с крайне низкой эффективностью труда применялся AutoCAD 2009 LT. Его применение, по сути, ограничивалось просмотром и печатью документации. Естественно о динамичности и информативности объектов ни какой речи идти не могло. Ситуация с частой корректировкой проектной документации и другие производственные задачи требовали нового подхода в их решении.

Выбор в пользу AutoCAD Civil 3D был сделан по следующим причинам:

• Знакомая платформа AutoCAD
• Широкая область применения, охватывающая все наши потребности и задачи.
• Динамичность объектов
• Гибкий интерфейс
• Широкий выбор стандартных и дополнительных инструментов.

Далее, с разной степенью подробности, будет представлен опыт применения AutoCAD Civil 3D в пяти проектах, относящихся к созданию инфраструктуры Сочинской Олимпиады.

1. Совмещенная (автомобильная и железная) дорога Адлер – горноклиматический курорт «Альпика-Сервис»

• Особенности объекта:
• Огромные объемы работ
• Сжатые сроки строительства
• Частое отсутствие проектной документации
• Проектная документация на бумаге или 2D чертежи
• Наличие ошибок в проекте
• Долгий процесс корректировок и согласований.

Нижеприведенные примеры демонстрируют, насколько увеличивается эффективность производственного процесса строительства, а также показывают неоспоримые преимущества BIM технологии, на которой основан AutoCAD Civil 3D перед, все еще имеющим место быть, 2D проектированием сложных объектов.

Скальная выемка на 37-ом километре автомобильной дороги

Рис. 1. Проектное полотно выемки. Профиль

Рис. 2. Проектное полотно выемки. План

На первых этапах из-за отсутствия опыта возникли некоторые трудности с подбором необходимых конструкций, но помогли ребята с форума dwg.ru. Основной конструкцией стала – ВыходНаРельефБермы и элементы общего вида: ЗвеноПоОткосуИШириине, и ЗвеноПоОткосуКПоверхности:

Рис. 3. Расстановка конструкций по поперечникам

Подобранные конструкции расставлялись по проектным поперечным профилям и в точности их повторяли. Сложность данной выемки, помимо общей высоты, еще заключалась в том, что ближе к ее завершению должен устраиваться котлован под устой моста и мостовое полотно. За выемкой находился каньон реки Мзымта и будущая дорога должна пройти над ним уже по мосту (Рис. 2). Итак, коридор в соответствии с проектными параметрами был готов.

Полученная поверхность полотна выемки имела очень серьёзный дефект, который являлся следствием «ручного» проектирования такого сложного участка:

Рис. 4. План выемки с дефектом откосной части

Рис. 5. Полотно выемки с дефектом откосной части

На участке, где начинался котлован под устой моста, не был соблюден переход бокового откоса с добавлением дополнительных вертикальными и горизонтальными звеньями. В результате, откос выемки, на участке котлована, "просел" на 4 м. и сместился от оси на 1м (Рис. 6). При проектировании подобного объекта с применением BIM такие ошибки были бы невозможными на этапе выхода РД, так как специалист всегда мог бы оценить результат визуально. Как потом сказал один из сотрудников института: «Студент увлекся! (копируя поперечный профиль)».

Рис. 6. Поперечный профиль: дефектный и исправленный

Таким образом, была обнаружена ошибка в РД, которая могла стоить заказчику многие миллионы рублей за дополнительные работы для исправления откоса и срыва сроков сдачи участка, а мы, как подрядчики, избежали длительных простоев техники непременно последовавших, если бы это обнаружилось в процесс работ. Имея уже готовую BIM-модель и немного ее подкорректировав, мы смогли в тот же день предложить необходимое решение по корректировке профиля выемки, с учетом профиля под котлован для устоя и мостовое полотно, также было предложено увеличить высоту откосной части берм с 10 метров до 12 и уменьшить их количество с пяти до четырёх.

Рис. 7. Исправленное полотно выемки

Рис. 7a. Исправленное полотно выемки

Данное решение было согласовано заказчиком и генеральным подрядчиком. Таким образом, не дожидаясь выхода откорректированной РД, мы смогли приступить к работам. Впоследствии, предложенное решение было включено проектным институтом в рабочую документацию. Кроме того полученная модель служила источником всех необходимых данных для геодезических работ.

Еще одним интересным моментом на этом участком было выявление несоответствия проектного "черного" рельефа фактическому. При наложении на продольный профиль результатов съемки выполненной непосредственно перед началом работ, разница в максимуме составляла +15,22 метров.

Рис. 8. Сравнение продольных профилей "черного рельефа

Подсчет суммарной длины / глубины 864-х скважин

Из-за загруженности института, подсчет суммарной длины (глубины) скважин для включения в сметную документацию лег на плечи непосредственных исполнителей, т.е. нас. И тут Civil 3D оказался снова незаменимым помощником. Смысл решения заключается в подсчете суммы разниц отметок верха и низа скважин, если бы они бурились от поверхности рельефа до проектной отметки полотна выемки.

Рис. 9. Точки верха и низа скважин в пространстве

Рис. 10. Подсчет суммарной длины скважин

Рис. 11. Трехмерные стволы скважин

Итогом этого проекта стала разработанная выемка

Результаты применения Civil 3D на объекте:

• Обнаружение серьезного дефекта
• Корректировка рабочей документации
• Согласование изменений с заказчиком
• Уточнение объемов работ
• Получение информационной модели
• Начало работ

Технологический заезд

Рис. 12. План технологического заезда

Рис. 13. Тонированная модель заезда

Результаты применения Civil 3D на объекте:

• Выявлено несоответствие проектных объемов
• Графически представлен расчет объемов
• Откорректирована стоимость работ по объекту
• Получена информационная модель объекта
• Начало работ.

Переезд через деривационный трубопровод

Рис. 14. Тонированная модель проезда

Специальное вспомогательное сооружение и устройство

Рис. 15. План СВСиУ1

Рис. 16. Тонированная модель СВСиУ1

Пожарный водоем

Задачей нашей компании стала отработка объекта в четком соответствии с проектными параметрами с учётом того, что контроль со стороны Ростехнадхора и природоохранных служб на Олимпийской стройке был очень жестким. Для этого требовалось восстановить модель объекта для наглядного представления объекта, проверки объемов, а также для получения всех необходимых данных для геодезической бригады. Проектные данные были представлены в виде поперечных профилей, плана и профиля. Как и на выемке на ПК 368, восстановить модель объекта удалось при помощи подбора конструкций, построения коридора и инструментов профилирования. Полученная модель позволила получить наглядное представление о будущем объекте, проверить объемы работ, получить все необходимые данные для выноса в натуру. В дальнейшем модель служила эталоном при оценке выполненных работ на соответствие проекту. Наличие проектной модели позволяло при отработке откоса на сечениях легко определить отклонения в ту или иную сторону. Неоценимую помощь Civil 3D оказывал в подсчете ежемесячно выполняемых работ, позволяя это делать за какие-то минуты и с точностью, несравнимой с подсчетами по поперечным сечениям.

2. Медиадеревня на отм. +960 м. в п. Красная поляна

Рис. 17. План котлована совмещенный с чертежом фундамента

Рис. 18. Тонированная модель котлована с переменой глубиной

Таким образом, имея всю необходимую информацию для выноса в натуру, мы смогли в кратчайшие сроки приступить к работам с ясным представлением об объемах работ, их стоимости и имели наглядное представление о конечном результате.

3. Ахштырское месторождение известняков

Рис. 19. План карьера на конец отработки

Рис. 20. Модель чаши карьера

Для контроля над ходом отработки на поле карьера, при помощи трасс, была создана сеть 50×50м продольных и поперечных профилей.

Рис. 21. Продольный профиль карьера

Рис. 22. План карьера и профили

Рис. 23. Чаша карьера. 3D вид

4. Технологическая дорога в с. Раздольное

Для определения цены контракта нужно было срочно подсчитать объемы работ. При дальности транспортировки грунта для отсыпки в 53 км каждый куб становился «золотым». С нашей стороны было решено выполнить геодезическую съемку местности прохождения трассы будущей дороги и представить на ее основе проектное решение с подсчетом объемов предстоящих работ.

На основе материалов геодезической съемки была создана ЦММ. По профилю рельефа подбиралось оптимальное плановое и высотное положение трассы. С применением самых простых элементов конструкций был построен коридор. Поверхность, полученная по коридору послужила источником данных для подсчета объемов земляных работ и геодезической разбивки. При проектировании были учтены все особенности рельефа местности и существующие коммуникации.

При помощи команды «Проезд» была произведена быстрая оценка корректности построения коридора и поверхности по всей трассе. На участке протяженностью 1840 метров запроектировано земляное полотно дороги в объеме 4.4 тыс. кубометров; устройство перехватывающего водоотводного кювета в объеме 1110 кубометров, протяженностью 1560 метров; определены места установки пяти водопропускных труб.

Рис. 24. Выполнение команды «Проезд»

5. Олимпийский парк. Подготовка площадей под укладку асфальтобетонного покрытия

Рис. 25. Создание поверхности для объема

Рис. 26. Настройка параметров анализа

Рис. 27. Анализ поверхности

Так, благодаря применению вышеописанных, нехитрых приемов удалось повысить производительность труда производственных звеньев минимум в два раза, с достижением почти идеального качества работ.

Большим плюсом на этом объекте оказалось, что организация, выполнявшая проект вертикальной планировки Олимпийского парка, работала в Civil 3D. Благодаря работе на одной платформе нам не требовалось производить дополнительных действий для конвертации поверхностей. Было очень удобно работать с первичными файлами и не переживать за искажения данных при их переносе из разных программ.

Заключение

Civil 3D позволил анализировать проекты на стадии заключения контракта и выявлять все возможные «подводные камни», тем самым, исключая выполнение бросовых работ и т.п.; позволил заранее, с большой точностью просчитывать объемы предстоящих работ, проводить визуальный анализ предполагаемого конечного результата проектирования и строительства.

Приведенные выше примеры –лишь малая часть успешно выполненных проектов, при реализации которых Civil 3D сыграл очень важную роль. Подобные задачи мы с успехом решаем при помощи Civil 3D в своей повседневной работе.

Выводы

AutoCAD Civil 3D, с его возможностями, полностью отвечает требованиям для решения инженерно-технических проблем и может стать незаменимым инструментом позволяющим решить любые производственные задачи, связанные с проектированием.

Опираясь на собственный опыт, с уверенностью могу сказать: экономические затраты на создание и содержание такой группы не сопоставимы с возможными убытками возникшими вследствие необоснованно принятого решения, простоя техники или наоборот, с прибылью, возникшей при принятии правильного технического решения.