3D-моделирование станционного комплекса мелкого заложения

В 2016 года рабочая группа, состоящая из сотрудников ОАО «Ленметрогипротранс» и специалистов из компании InterCAD, приступила к работе по созданию трехмерной модели станционного комплекса мелкого заложения «Рассказовка» (Москва, Калининско-Солнцевская линия). Перед участниками рабочей группы была поставлена задача в сжатые сроки подготовить трехмерную модель, разработать и опробовать технологию совместной работы, проверить наполнение библиотек оборудования, обнаружить и устранить возможные ошибки проектирования.

Со стороны компании InterCAD в рабочую группу входили сотрудники отдела внедрения САПР в промышленном и гражданском строительстве: Марина Кириллова (руководитель), Вячеслав Гуляев, Дарья Филиппова, Наталья Приставкина и приглашенный эксперт Марина Ушкова.

Станции метрополитена относятся к числу технически сложных сооружений. Станционный узел включает большое количество технологически связанных сооружений: вестибюли, посадочные платформы, эскалаторы и лестничные марши, технические этажи, кабельные и вентиляционные каналы и сооружения, помещения для обслуживания пассажиров и персонала, помещения под оборудование. Кроме того, станционный узел — это сложный комплекс инженерных сетей и оборудования, который требует пристального внимания со стороны проектной организации.

Разработка 3D-модели станционного комплекса осуществлялась на основе плоской чертежной документации стадии РД. Для создания элементов модели были использована только документация ответственной за элемент специальности. К примеру, отображение стен присутствует на чертежах всех марок, однако монтаж стен должен происходить только по кладочным планам марки АР (АС). Следует использовать только полные комплекты исходной рабочей документации: со всеми планами, разрезами и узлами.

Основное преимущество, которое дает создание трехмерной модели здания или сооружения (габаритной модели) на основании уже готовой рабочей документации, — минимизация рисков при строительстве объекта, поскольку все изменения в рабочую документацию вносятся до начала стройки. Следует сразу отметить, что в данном случае речь не идет о построении эксплуатационной модели, BIM-модели или математической модели.

При планировании работы большое внимание было уделено методологии и последовательности действий. По нашему опыту последовательность работ при построении модели в идеале должна повторять этапы процесса строительства. Поэтому, в первую очередь создавались несущие конструкции станции, затем на готовые конструкции выполнялась расстановка элементов инженерных сетей. Некоторые элементы инженерных систем различных специальностей (например, светильники) монтировались на конструкции без привязок и обозначения уровня. Это оправдано, когда на этапе моделирования происходит корректировка документации на конструкции по факту выявленных коллизий, что влечет пересмотр проектных решений смежных специальностей.

Создание 3D-модели осуществлялось в соответствии с принятой технологией работы ОАО «Ленметрогипротранс». В качестве основы проекта был использован шаблон, настроенный с учетом Стандартов организации [1] и [2], также применялись библиотечные компоненты компании Заказчика. В ходе построения модели выявлялись соответствие библиотек спецификациям в чертежах. В случае отсутствия тех или иных позиций Заказчику подавался запрос на пополнение базы библиотек. Расширение библиотек осуществлялось исключительно силами сотрудников Заказчика.

3D-модель станционного комплекса «Рассказовка» включает трехуровневую станцию, два подземных вестибюля и подземные переходы до уровня поверхности. Специалистами компании InterCAD были смоделированы:

1. Основные несущие и ограждающие конструкции по комплектам КЖ, КМ;
2. Внутренние стены и перегородки с учетом отделки, также двери и закладные в конструкциях;
3. Оборудование, арматура воздуховодов, арматура трубопроводная, воздуховоды, трубопроводы (с фитингами), лотки, кабельные конструкции (кронштейны, лотки, кабель-каналы, подвесы и т.д.).

• Конструкции: Autodesk AutoCAD Architecture 2016;
• Архитектура: Autodesk AutoCAD Architecture 2016;
• Инженерные сети: Autodesk AutoCAD МЕР 2016;
• Сборка модели: Autodesk Navisworks 2016.

Рисунок 1. ПО используемое для разработки станционного узла

1. Подготовка исходной информации;
2. Создание 3D-моделей по комплектам РД;
3. Сборка единой 3D-модели.

Рисунок 2. Исходный DWG-файл

Рисунок 3. Подготовленный DWG-файл для моделирования

Рисунок 4. Структура проекта AutoCAD MEP

1. Сборка 3D-модели осуществлялась с использованием инструментов AutoCAD MEP на основе файлов-моделей, соответствующих комплектам документации, с созданием Видов. Виды были использованы для создания сборок по каждому разделу и для удобства просмотра файлов в Autodesk Navisworks. Виды были созданы на основе файлов, привязанных к соответствующим уровням проекта и обновлялись автоматически в фоновом режиме.

2. Сборка Видов в ПО Autodesk Navisworks. Сборка единой 3D-модели станционного комплекса осуществлялась на основе Видов, созданных в AutoCAD MEP. В Autodesk Navisworks загружались сборки моделей по дисциплинам файлов формата DWG с дальнейшим сохранением в отдельный неизменяемый формат файла NWD.

Рисунок 5. 3D-модель станционного комплекса

Проверка модели на коллизии осуществлялась между основными разделами по наборам с установленными параметрами «на пересечение».

Элементами проверок по типу геометрии выбраны:

• конфликты поверхностей элементов;
• конфликты элементов, имеющих осевые линии.

Рисунок 6. Анализ пересечений в 3D-модели

Для выявления интеллектуальных коллизий созданная модель была передана заказчику для проведения ручной проверки специалистами проектных подразделений.

Выводы

На основе разработанных и утвержденных чертежей, модель была наполнена минимально необходимыми элементами для оценки рисков, возможных при строительстве станции. Это позволило обнаружить и устранить ряд геометрических коллизий, скорректировать отдельные чертежи рабочей документации до начала этапа строительства и монтажа оборудования.

Также, в процессе работы были реализованы дополнительные задачи, имеющие важное значения для стабильной работы проектировщиков. Так «обкатку» прошли:

• технология работы на предприятии Заказчика;
• шаблоны Заказчика;
• библиотечные элементы Заказчика.

Совместная работа с ОАО «Ленметрогипротранс» стала примером интенсивного взаимодействия Заказчика и системного интегратора. Существующие и вновь разработанные технологии работы были в кратчайшие сроки адаптированы к задачам и подтверждены в реальных проектах.

Мы благодарим коллег из ОАО «Ленметрогипротранс», работа с которыми не первый год обеспечивает специалистам InterCAD значительный прирост профессиональных умений вследствие решения нестандартных задач и чувство удовлетворения от проделанной работы.

Ссылки на стандарты организации:

[1] ОАО НИПИИ "Ленметрогипротранс", СТО 04-2014 Правила выполнения чертежей.
[2] ОАО НИПИИ "Ленметрогипротранс", СТО 08-2015 Правила применения единой технологии проектирования в AutoCAD

Ссылки на публикации:

1. Чиковская И., Данилова Л., Лянда А. «Переход на трехмерную технологию проектирования станций Санкт-Петербургского метрополитена на основе вертикальных решений компании Autodesk, Inc.» // «САПР и графика». 2012. № 9. С. 108-112.
2. Афанасьева К. Организация совместной работы при переходе на трехмерное проектирование объектов метрополитена в ОАО «Ленметрогипротранс» // «САПР и графика». 2013. № 9. С. 107-109.
3. Васильева Е. Петербургская подземка в 3D-перспективе. Опыт внедрения трехмерного проектирования метрополитена // «Метро и тоннели». 2013. №4. С. 4-8.
4. Храпкин П., Антонов А. Применение Tekla Structures в проектировании объектов метрополитенов. Опыт Финляндии // «Метро и тоннели». 2015. №3.C. 2-4.