Nigériában folyamatban van egy jelentős infrastrukturális projekt, amelynek keretében a portugál Quadrante cég tervezi az útvonalon lévő hidakat. A Quadrante az Allplan Bridge hídmodellező szoftver nagy teljesítményű tervezőeszközeit használva egy 480 km hosszú új vasútvonalat tervez, amely Kano és Maradi, valamint Kano és Dutse között húzódik. Ez a projekt azonban több, mint egy egyszerű közlekedési fejlesztés; ez egy bizonyíték arra, hogy az innovatív tervezőszoftverek hogyan javíthatják drasztikusan a projektek hatékonyságát és a határidőket.
A Quadrante új mércét állít fel az iparágban azzal, hogy az Allplan Bridge segítségével 1 km hosszú gerendahidakat tervez mindössze két óra alatt. Ez a gyors haladás kulcsfontosságú, hiszen céljuk a projekt maximális hatékonysággal és határidőre történő kivitelezése, beleértve a több mint 130 gerendahíd sikeres – és gyors – megépítését.
A projekt háttere
Ez a projekt egy úttörő vállalkozás, amely összeköti Nigériát és Nigert, és a tervezés és a kivitelezés előrehaladott szakaszában van. A projekt értéke 1,82 milliárd USD, és az észak-nigériai Kanótól a dél-nigériai Maradiba vezető egyvágányú, normál nyomtávú vasútvonal előkészítési, építési és projektköltségeit fedezi. Kano felől egy elágazás a szintén észak-nigériai Dutse felé vezet.
A vasútvonal összesen 387 km hosszú a Kano és Maradi közötti szakaszon, a dutsei ág pedig további 93 km-t tesz ki. A projekt 20 vasútállomást, 5 karbantartó udvart és műhelyt, 52 vasúti hidat, 75 közúti felüljárót és 6 közúti aluljárót is magában foglal. Tekintettel arra, hogy a projekt Észak-Nigéria kevésbé lakott, de biztonsági szempontból érzékeny területein helyezkedik el, a projekt valamennyi elemének gyors megépítése szükséges. A részletes tervezés célja az építési hatékonyság maximalizálása, miközben a terepviszonyokhoz és a logisztikai bonyolultsághoz igazodva minimalizálni kell az építés időtartamát. A Quadrante irányítja a projekt részletes tervezését, a hidakat, felüljárókat és aluljárókat, az építményinformációs modellezés (BIM) segítségével tervezik.
Szabványosítás = hatékonyság
A hídtervezés terén a Quadrante figyelemre méltóan hatékony, ami részben annak köszönhető, hogy hajlandóak fejleszteni az Allplan Bridge-ben való jártasságukat és ismereteiket. Az Allplan Bridge programban létrehoznak egy sablon hídmodellt. Ez számos egyedi elemet tartalmaz, mint például a keresztmetszet változásának lehetőségeét, amelyeket Boole-műveletek alkalmazsával használnak, vagy egy olyan számítási képletet, amelyet az előregyártott pályaelemek közötti illesztések kialakítására használnak. Ezen kívül ez a folyamat megköveteli a vasúti pálytengely importálását is a Bimplusból a LandXML segítségével. A modell referenciavonalakat, kényszerpontokat és a tengely mentén különböző keresztmetszeteket használ, hogy egységes szerkezetet hozzon létre, figyelembe véve a pályaszint végpontjainak kisebb változásait, valamint a sínek és a gyalogjárdák elhelyezését.
A 3D-s modell esetében a fő összetevők a hosszgerendák, a pillérek és a keresztgerendák. A támaszok helyén a pilléreket egy SmartPart által pozícionált referenciaponttal kapcsoljuk össze. A pályalemezt alapvetően hosszgerendák támasztják alá, amelyeknek egy hozzájuk tartozó referenciapontból kell kiindulniuk. Ezeket a referenciapontokat a híd főtengelyéhez kapcsolódó gerendaelemek segítségével tűzzük ki. Az egész folyamat eredményeképpen minden egyes fesztávra független kapcsolatok jönnek létre. Sablonok és Boole-műveletek segítségével jönnek létre az előregyártott elemek kapcsolatai. Az összetett szerkezet ellenére a modell alkalmazkodó, lehetővé téve a gyors transzformációkat a hídelemek méreteinek beállításához. Ez a modell sablonként szolgál további hídmodellek létrehozásához, és egy TCL-fájl segítségével gyorsan illeszthetők további hídpillérek is.
Amint a 3D modell elkészült, a csapat továbblép az egyes hidak 2D-s rajzainak származtatására. A folyamatot úgy optimalizálják, hogy az egyes hidakról készült egyedi tervek számát minimalizálják. Minden hídról csak három vagy négy általános geometriájú rajz készül, amelyek a hidat teljes hosszában mutatják. A részletekhez, például a pillérekhez és az alapokhoz típusrajzokat használnak, amelyeket a magasság és elhelyezkedés szerint paramétereznek.
Ezzel a munkafolyamat segítségével a csapat körülbelül két óra alatt képes egy egy kilométeres vasúti híd teljes, szigorúan meghatározott modelljét elkészíteni. A Quadrante szerint ennek a tervezési folyamatnak a gyorsasága és pontossága más szoftverrel vagy munkafolyamatokkal nem érhető el. A Quadrante így használja ki az Allplan Bridge-t, hogy új mércét állítson fel a hídtervezés hatékonysága terén.
Változó elemek gyors modellezése
A Quadrante az Allplan Bridge alkalmazását felüljárók tervezésére is a saját szabványos sablonjaival kezdi. E szerkezetek többsége három összefüggő, előre gyártott I-tartókkal áthidalt támaszközből áll. Előre gyártott gerendákat alkalmaznak, amely a végleges pályalemez zsaluzataként szolgál, ami biztosítja az összes pályaelem integrált működését. Egyedülálló tulajdonsága, hogy nem használnak sarukat, mivel a gerendák közvetlenül a szerkezeti gerendákon nyugszanak, ami egyszerűsíti a tervezést. A támpillérek az Allplan Bridge programban vannak meghatározva, a gerendákat egy referenciapont segítségével pozícionálják. A pontos térbeli geometria modellezéséhez magukat a modellelemeket használják vágósíkként.
A modellezés szempontjából a felüljárók egyedi kihívásokat jelentenek a változó ívek, oldalesések és pályarétegrend miatt. Az építési hatékonyság fenntartása érdekében a Quadrante úgy döntött, hogy a pályalemez vastagságát egységesen tartja, a magassági változásokat pedig a bitumenes réteg vastagságának változtatásával éri el. Ezt a lemez és az aszfaltréteg közötti Boole-művelettel érik el, ami az aszfaltréteg változó vastagságát eredményezi. Ezután a szerkezet modelljének befejezéséhez elhelyezzük a gerendákat, támaszokat és pilléreket. A hídmodellezési munkafolyamathoz való hasonlóságok ellenére a felüljárók a határozott geometriai különbségek és a függőleges görbületek miatt gondos kiigazítást igényelnek.
Vizualizáció az átláthatóság érdekében
A Quadrante az Allplan Bridge-t használja az aluljárók és az azokat körülvevő terep modellezéséhez is, átfogó vizuális ábrázolást nyújtva a projektről. A megoldás megértésének elősegítése érdekében a különböző érdekeltek körében úgy döntöttek, hogy az aluljárók mellett közúti és vasúti szakaszokat is modelleznek. Ennek során a csapat egy állandó geometriájú, zárt keretű aluljáróval dolgozott. Ez olyan elemek modellezését foglalta magában, mint a zárt keresztmetszet, a támfalak keresztmetszete, a terep kialakítása, valamint a vágányok elemei.
A vasalás modellezése
Mivel a projekt hídjai modulárisak, a Quadrante képes volt hatékonyan modellezni a vasalást az Allplan segítségével. Azáltal, hogy a betonacélok kiosztását egy fesztávra modellezzük, majd ezt az egész projekt során újra felhasználjuk, jelentős időmegtakarítást érhetünk el, miközben a hibákat is minimalizáljuk.
Ez azonban más előnyökkel is jár – mivel a projekt összes vasalása ilyen módon az Allplanban van modellezve, gyorsan és egyszerűen lehet pontos betonacél hajlítási listákat készíteni az ügyfél által kért formátumban. Mivel az összes információ megtalálható a modellben, a kimutatások néhány kattintással elkészíthetők.
A határok feszegetése
A Quadrante mérnökiroda úttörő megközelítése az Allplan Bridge technológia felhasználásával bizonyítja elkötelezettségét a hídtervezés határainak feszegetése iránt. Az Allplan Bridge projektjeikbe történő integrálásával – a gerendahidak és felüljárók tervezésétől kezdve a vasalási tervek modellezéséig és az aluljárók vizualizálásáig – a tervezés hatékonyságának és pontosságának magasabb szintjét érték el. Ezek az előrelépések nemcsak az olyan összetett projektek sikeres megvalósításához járulnak hozzá, mint a Kano-Maradi-Dutse vasútvonal, hanem a jövőben még innovatívabb mérnöki megoldások előtt is megnyitják az utat.
