Cyfrowe narzędzia w największych projektach infrastrukturalnych Europy

Nowoczesna infrastruktura powstaje dziś w zupełnie innych realiach niż jeszcze kilkanaście lat temu. Rosnące wymagania dotyczące bezpieczeństwa, krótsze harmonogramy realizacji, coraz bardziej złożone konstrukcje oraz konieczność ograniczania śladu węglowego sprawiają, że tradycyjne metody projektowania przestają wystarczać. Odpowiedzią na te wyzwania jest cyfrowe projektowanie oparte na metodyce BIM oraz zaawansowanych narzędziach inżynierskich np. Allplan.

Europejskie realizacje – od mostów i wiaduktów po wielkopowierzchniowe obiekty drewniane – pokazują, że cyfrowe modelowanie nie jest już jedynie wsparciem projektanta. Stało się fundamentem nowoczesnego procesu inwestycyjnego, pozwalającym lepiej koordynować prace, ograniczać ryzyko błędów oraz efektywniej zarządzać całym cyklem życia obiektu.

Chorwacja – cyfrowe projektowanie infrastruktury kolejowej

Jednym z najbardziej wymagających projektów infrastrukturalnych realizowanych obecnie w Europie jest modernizacja 42-kilometrowego odcinka dwutorowej linii kolejowej w Chorwacji, będącej częścią transeuropejskiej sieci transportowej. Inwestycja obejmuje nie tylko modernizację istniejącej infrastruktury, ale również budowę nowej równoległej linii, dwóch wiaduktów kolejowych oraz stalowego mostu kratownicowego nad Drawą o masie około 4000 ton, wykonywanego metodą nasuwania podłużnego (Incremental Launching Method – ILM).

Tak duża inwestycja wymagała wyjątkowo precyzyjnego planowania. Kluczową rolę odegrało tutaj parametryczne modelowanie 3D w Allplan, które umożliwiło inżynierom szybkie dostosowywanie geometrii mostów i wiaduktów do rzeczywistych warunków terenowych oraz wymagań konstrukcyjnych.

Projektanci szczególną uwagę poświęcili modelowaniu elementów sprężonych. Każde cięgno posiadało indywidualny przebieg i krzywiznę, dlatego dokładne odwzorowanie ich geometrii było niezbędne dla zachowania bezpieczeństwa całej konstrukcji. Jak podkreślali projektanci mostów z Radionica Mostova, właśnie możliwość bardzo dokładnego modelowania cięgien pozwoliła uniknąć problemów podczas realizacji.

BIM pomaga eliminować błędy jeszcze przed rozpoczęciem budowy

W projektach infrastrukturalnych każda kolizja wykryta na placu budowy oznacza dodatkowe koszty i opóźnienia. Dlatego jednym z najważniejszych elementów cyfrowego procesu projektowego stało się automatyczne wykrywanie kolizji.

W chorwackim projekcie Allplan umożliwił kontrolę zgodności pomiędzy:

• zbrojeniem konstrukcji,
• cięgnami sprężającymi,
• słupami trakcyjnymi,
• odwodnieniem,
• przejściami podziemnymi,
• pozostałą infrastrukturą techniczną.

Dzięki temu większość potencjalnych konfliktów została rozwiązana jeszcze na etapie modelowania, zanim rozpoczęły się prace wykonawcze. Zintegrowane środowisko BIM pozwoliło również zachować synchronizację modeli pomiędzy zespołami odpowiedzialnymi za konstrukcję, instalacje i pozostałe branże.

Powtarzalność bez powtarzania pracy

Duże inwestycje infrastrukturalne często zawierają dziesiątki niemal identycznych elementów konstrukcyjnych. Ręczne modelowanie każdego z nich nie tylko wydłuża projektowanie, ale również zwiększa ryzyko błędów.

W przypadku chorwackich wiaduktów projektanci wykorzystali szablony dostępne w Allplan. Pozwoliły one automatycznie odtworzyć kolejne elementy konstrukcji przy zachowaniu pełnej zgodności parametrów.

Dobrym przykładem jest projektowanie 14 filarów o wysokości od 17 do 28 metrów. Dzięki wykorzystaniu szablonów proces został znacząco przyspieszony, a wszystkie elementy zachowały identyczne standardy jakości i dokładności.

Hangar w Mülheim – przykład cyfrowego projektowania przyszłości

Cyfrowe narzędzia znajdują zastosowanie nie tylko przy budowie infrastruktury transportowej. Doskonałym przykładem jest nowy hangar dla sterowców w Mülheim an der Ruhr.

Obiekt o długości 92 metrów i szerokości 42 metrów powstał jako nowoczesna konstrukcja wykonana niemal w całości z drewna. Zastosowano około 557 ton drewna świerkowego, a dzięki wykorzystaniu blisko 600 innowacyjnych drewnianych węzłów i łączników udało się całkowicie zrezygnować ze stali w konstrukcji nośnej. Takie rozwiązanie pozwoliło ograniczyć emisję o około 156 ton CO₂.

Jednoczesna praca wielu projektantów

Przy tak złożonym obiekcie ogromne znaczenie miała możliwość równoczesnej pracy całego zespołu projektowego.

W Allplan przygotowano kompletny model 3D konstrukcji, obejmujący również najbardziej skomplikowane detale połączeń oraz model zbrojenia fundamentów. Projektanci regularnie przeprowadzali kontrole kolizji oraz generowali zestawienia materiałowe bezpośrednio z modelu, co ułatwiało zarówno kosztorysowanie, jak i przygotowanie dokumentacji wykonawczej.

Dużym ułatwieniem okazała się również praca w chmurze. W szczytowym momencie nad tym samym modelem pracowało jednocześnie czterech inżynierów, co pozwoliło znacząco przyspieszyć realizację projektu.

Cyfrowy bliźniak jako inwestycja na przyszłość

Model BIM nie zakończył swojej roli wraz z ukończeniem budowy.

Na jego podstawie powstał cyfrowy bliźniak (Digital Twin) całego obiektu wraz z paszportem materiałowym. Wszystkie elementy konstrukcji zostały zapisane w cyfrowym rejestrze Madaster, dzięki czemu możliwe będzie ich ponowne wykorzystanie po zakończeniu eksploatacji budynku.

To przykład praktycznego wykorzystania gospodarki obiegu zamkniętego (Circular Economy), w której budynek staje się magazynem materiałów dla przyszłych inwestycji.

Statyka wspierana przez model 3D

Cyfrowe narzędzia wspierają również najbardziej wymagające obliczenia konstrukcyjne.

Podczas realizacji kompleksu biurowego Schwabenhof West w Heilbronn inżynierowie zaprojektowali charakterystyczny strop o rozpiętości 24 metrów, który musiał przenieść obciążenia trzech kondygnacji bez stosowania wysokich belek ściennych.

Do obliczeń wykorzystano programy FRILO, natomiast Allplan odpowiadał za opracowanie modelu wykonawczego 3D, przygotowanie szalunków oraz dokumentacji zbrojenia.

Model był stale konfrontowany z rzeczywistymi pomiarami wykonywanymi na budowie. Geodeci monitorowali odkształcenia konstrukcji na kolejnych etapach betonowania, potwierdzając zgodność zachowania obiektu z wcześniejszymi obliczeniami. Dzięki temu możliwe było zachowanie wysokiej dokładności wykonania oraz optymalizacja zużycia materiałów.

Podsumowanie

Największe projekty infrastrukturalne w Europie pokazują, że przyszłość budownictwa należy do cyfrowego projektowania opartego na metodyce BIM. Allplan umożliwia projektantom pracę na jednym, spójnym modelu 3D, automatyzuje wiele czasochłonnych procesów, ułatwia współpracę międzybranżową oraz pozwala wykrywać błędy jeszcze przed rozpoczęciem budowy. Dzięki temu inwestycje są realizowane szybciej, dokładniej i przy mniejszym ryzyku kosztownych poprawek.

Przykłady z Chorwacji, Mülheim i Heilbronn pokazują, że nowoczesne narzędzia cyfrowe nie tylko usprawniają projektowanie, ale także wspierają zrównoważone budownictwo i efektywne zarządzanie obiektami przez cały ich cykl życia.

Pobierz wersję testową Allplan i poznaj funkcjonalność programu: