Tvorba digitálního modelu stavby Barrandovského mostu si vyžádala spolupráci dvou firem

Rekonstrukce Barrandovského mostu je první projekt zadaný TSK Praha, který je řešený kompletně v BIMu. V prostředí CDE jsou během realizace využívány elektronický stavební deník, automatizované schvalovací procesy zvané WorkFlow a společné datové úložiště, jehož součástí je digitální model projektu s jeho grafickými i negrafickými informacemi. Model slouží pro prostorovou koordinaci jednotlivých stavebních objektů, propojení rozpočtu s prvky modelu pro jeho snadnější porozumění a rovněž pro prezentační účely. Model bude po ukončení realizace předán investorovi stavby pro následnou správu mostního objektu pro zbývající životní cyklus stavby. S ohledem na rozsah modelu společnost PORR oslovila firmu Pontex se žádostí o spolupráci při jeho tvorbě pro první ze čtyř plánovaných etap rekonstrukce mostu.

POPIS REKONSTRUKCE MOSTU

V rámci celkové rekonstrukce Barrandovského mostu (V-031..1 a ..2) bude provedena sanace spodní stavby a nosné konstrukce, bude doplněna předpínací výztuž, provedena vyrovnávací deska nosné konstrukce a dojde k výměně mostního svršku a ložisek. V průběhu první etapy rekonstrukce byla zhotovena nová nosná konstrukce na Strakonické rampě (V-035) a proběhla sanace spodní stavby, výměna mostního svršku a ložisek na rampě. Na Barrandovské rampě (X-038) dojde v rámci 2. etapy k sanaci spodní stavby a nosné konstrukce a k výměně mostního svršku a ložisek na rampě. Celková rekonstrukce Barrandovského mostu si vyžádá velké množství etap dopravněinženýrských opatření, provizorních přeložek komunikací a přeložek inženýrských sítí. Všechny tyto stavební objekty se staly součástí BIM modelu.

BIM PROJEKT

Projekt celkové rekonstrukce je rozdělen do čtyř stavebních etap, aby byla zachována doprava na rekonstruovaném mostě ve dvou pruzích v každém směru. Délka jedné etapy představuje jednu stavební sezónu. Pro dokonalý obraz stavby je digitální model zpracováván pro jednotlivé etapy rekonstrukce Barrandovského mostu.

Náročnost a rozsah prací na tvorbě digitálního modelu stavby v první etapě rekonstrukce si vyžádala spolupráci BIM specialistů firem PORR a Pontex. Práce na BIM projektu byly rozděleny mezi jednotlivé společnosti dle stavebních objektů, popřípadě dle jejich částí následovně:

Tým BIM specialistů z firmy PORR zhotovil:

• stávající stav – IPR terén, stávající VDZ a SDZ,
• SO 000 – ZVS a diagnostický průzkum,
• SO 101 – definitivní úprava vozovky,
• SO 170 – provizorní přejezd SDP,
• SO 180 – přechodné dopravní značení,
• SO 190.2 – portály dopravního značení,
• SO 201-LM – nosná konstrukce, předpínací výztuž, injektáž, vyrovnávky mostu, dobetonávky, ložiska, římsy, mostní závěry, odvodnění, zábradlí, svodidla, demolice,
• SO 202 – svodidla, odvodnění, demolice.

Tým BIM specialistů z firmy Pontex vypracoval:

• stávající stav – stávající spodní stavba a nosná konstrukce Barrandovského mostu,
• SO 180 – přechodné dopravní značení,
• SO 202 – nosná konstrukce, předpínací výztuž, ložiska, římsy, mostní závěry, vozovka, přechodová oblast,
• šablona datového standardu SFDI.

Koordinace prací mezi BIM týmy probíhala pod vedením BIM manažera Ing. Terezy Konečné a Ing. Karola Závodského z firmy PORR.

SPOLEČNÉ DATOVÉ PROSTŘEDÍ A DIGITÁLNÍ MODEL STAVBY

Pro úspěšnou implementaci BIM na projektu bylo nezbytné zřízení společného datového prostředí – CDE (Common Data Enviroment), které by umožňovalo naplnění všech smluvních podmínek uvedených dle BIM Protokolu jako součást smlouvy na projekt rekonstrukce. Společné datové prostředí je v současnosti využíváno pro schvalovací procesy WorkFlow, elektronický stavební deník i jako prohlížečka digitálního modelu stavby s jeho negrafickými informacemi. Správcem celého prostředí je generální zhotovitel projektu společnost PORR. Společné datové prostředí dále umožňuje sdílení projektové dokumentace a prostorového modelu vypracovaného ve spolupráci se společností Pontex.

Při zhotovení BIM projektu byl především využíván software z programového balíku Autodesk. Pro tvorbu prvků modelu a pro implementaci negrafických informací dle datového standardu SFDI bylo využito programu Civil 3D. Koordinační model stavby byl zhotoven v programu Navisworks, kde se ověřovala prostorová koordinace modelu, včetně vyhodnocení kolizí.

Pro tvorbu parametrických částí modelu nosné konstrukce jižního Barrandovského mostu bylo využito interního firemního softwaru Ponton společnosti Pontex.

V rámci projektu byl použit datový standard SFDI pro silniční stavby verze 3/2022. V koordinačním modelu byl používán datový standard pro stavební objekty řady 100 až 500. Datový standard SFDI obsahuje většinu prvků potřebných pro zhotovení jednotlivých stavebních objektů.

STÁVAJÍCÍ SPODNÍ STAVBA A NOSNÁ KONSTRUKCE BARRANDOVSKÉHO MOSTU

Spodní stavba stávajícího mostu byla modelována z projektové dokumentace PDPS. Spodní stavba Barrandovského mostu je členitá, avšak její modelování z dostupných podkladů nepřinášelo nové výzvy. Modelování proběhlo dle zavedených postupů.

Nosná konstrukce byla ve výsledku reprezentována 3D solidem, jako ostatní prvky modelu. Dodatečně, po zpřístupnění a následném oskenování, byly domodelovány i jednotlivé komory nosné konstrukce. Nosná konstrukce byla modelována ze dvou segmentů. Dílec odvozený od hlavní trasy (jižní Barrandovský most) a boční dílec odvozený od odpojující se Strakonické rampy. Oba segmenty byly definovány tak, aby se stýkaly a zároveň nevytvářely žádný průnik. Komplikovanost konstrukce tělesa byla dána množstvím podkladů, jež bylo třeba optimálně využít. Na jižním mostě probíhají čtyři různé řídící linie (vlastní směrové i výškové vedení) a existovalo několik nezávislých datových zdrojů (zaměření mostu z PDPS, původní historický projekt mostu a nové prostorové teoretické souřadnice povrchu po výpočtu vyrovnání nivelety).

Pro modelování byly použity dvě trasy: hlavní trasa, běžící přes celý most ve zhruba konstantní vzdálenosti od vnitřního okraje mostu ve směru z Braníka na Smíchov, a osa doleva odpojující se Strakonické rampy. Body horního povrchu mostovky byly odvozeny z analytických údajů uvedených tras.

Pro výpočty prostorových souřadnic tělesa nosné konstrukce byl použit samostatný interní firemní software Ponton, modul „G“, jenž provádí geometrické výpočty parametrických tvarů. Vzhledem k integrovanému programovacímu jazyku a vlastnímu API je možno programem efektivně provádět operace se vstupními daty (tabulky zaměření, vyrovnání) i samotný post-processing (zjednodušení 3D solidu, generování volitelných příčných a podélných řezů).

Datové zdroje a postupy pro výpočet hlavních hran nosné konstrukce byly kombinovány, aby byla minimalizována ztráta přesnosti. Půdorysná poloha bodů nosné konstrukce byla vytvořena vyhlazením polygonu ze zadávací dokumentace. Nadmořské výšky byly získány průmětem příslušných zaměřených bodů. Nadmořské výšky bodů při horním povrchu nosné konstrukce byly získány aplikací sklonových a šířkových poměrů řídící trasy. Následně byly tyto body vyrovnány hodnotou interpolovanou v triangulované síti (TIN) vyrovnaného povrchu vozovky. Jelikož síť vyrovnaných bodů lokálně nepřekrývala půdorys horního povrchu mostovky, prováděl program extrapolaci těchto bodů.

Grafické výstupy byly zpracovány v prostředí programu BricsCAD. V rámci vyhodnocení modelu byla mimo jiné ověřena velmi dobrá shoda nadmořských výšek horních líců úložných prahů pilířů a spodku nosné konstrukce. Světlá výška prostoru pro ložiska měla být teoreticky 400 mm, výška změřená na modelu se lišila o ±10 mm.

POTŘEBY INVESTORA NA VYUŽITÍ MODELU

Požadavky investora vytyčené před zahájením projektu se podařilo naplnit. Jednalo se o použití modelu pro prezentační účely, pro prostorovou koordinaci modelu, tedy stavby, a pro propojení rozpočtu s prvky modelu. Model však bude nejvíce využit pro následnou správu objektu.

Modelování prvků mostní konstrukce navázaných na směrové a výškové vedení mostu je již plně automatické a lze je velmi jednoduše a efektivně parametrizovat i u takto tvarově náročné konstrukce. Časová náročnost vzniká zejména při modelování atypických prvků modelu, napojování modelu na stávající konstrukce atd.

První etapu BIM projektu se podařilo odevzdat v zadaném termínu díky spolupráci BIM týmů obou firem. Spolupráce těchto BIM týmů se ukázala jako velmi efektivní. Díky vhodnému rozdělení modelačních prací mezi jednotlivé týmy probíhaly práce na projektu nezávisle. Následně byly jednotlivé části modelu spojeny v jeden koordinační model celé stavby. Přenos dat probíhal bezproblémově přes CDE.