Строительство тоннелей
Строительство тоннелей и прочих подобных подземных систем — одно из главных инфраструктурных решений любого крупного города. Это технология, которая позволяет выполнять сразу много решений на глубине: разгрузить городские улицы, организовывать автомобильные развязки, создавать альтернативные наземным дорогам транспортные системы, такие как метро в Москве.
Также тоннелестроение позволяет делать путепроводы в местах со сложным ландшафтом, где без них приходилось совершать длинные объезды. И даже соединять целые острова между собой или с континентальной частью. Таким образом, усилиями инженеров людям удается экономить много времени и денег, оптимизировать экономическую систему городов и стран. Давайте выясним, как правильно планировать и прокладывать тоннели, какие существуют инновационные проекты и современные способы проходок. А также, с какими проблемами можно столкнуться во время строительства, и как их решить.
Современные технологии возведения тоннелей
Технологический процесс строительства тоннелей в России и мире со временем только совершенствуется, но некоторые постулаты подземных инженерных проектов остаются неизменными, потому что они эффективны и проверены временем. Например, делить возведение тоннелепроходов на два основных способа: открытый и закрытый.
Метод открытого строительства применяют в том случае, когда нужен тоннель мелкого заложения (обычно не ниже 20 м под уровнем поверхности). У этого метода есть как плюсы, так и минусы. Из преимуществ можно отметить экономическую выгоду по сравнению с закрытым способом. В то же время от инженеров потребуется учитывать все основные коммуникации над самим тоннелем, а также дороги. Это усложняет задачу, иногда вынуждая перекладывать их.
Строительство открытым способом ведется посредством вырывания котлована, который засыплют землей обратно после окончания работ. Также на этом уровне нередки грунтовые воды, и для защиты от них нужно построить специальных слой гидроизоляции.
Второй способ строительства тоннелей — закрытый. В отличие от предыдущего метода, он может применяться как на малой высоте, так и при глубине более 20 м. Типичный пример прокладки тоннелей закрытого типа — строительство метро. Чтобы начать проходку, инженерам нужно создать систему из шахт и проходов. Также обязательно установить лифты и подъемники, которыми персонал и строительные машины доставляются под землю. С их же помощью налаживается постоянные поставки материалов вместе с выведением грунта и прочего мусора.
Если использовать закрытый метод строительства, придется потратить больше средств, однако это открывает более широкие технологические возможности. Во-первых, таким способом не нарушается целостность внешней коммуникационной и транспортной системы, находящейся значительно выше. Во-вторых, уже организовав первоначальную шахту и доставив туда строительную технику, включая тоннелепроходческий щит, можно делать проходку на длину значительно больше, чем открытым типом.
Построение ступенчатым методом
При этом способе строительства тоннелей необходимо первым делом выкопать верхнюю секционную часть. Приступать к извлечению породы в нижней половине нужно после того, как будет достигнута определенная длина отверстия. После этого верхняя и нижняя секции начинают идти параллельным путем. Ступени можно поделить на 3 основных размера: короткая, длинная и очень короткая. В современном строительстве в зависимости от сложности проекта количество ступеней может быть три и даже больше.
Преимущество выкапывания тоннеля ступенчатым способом состоит в высокой скорости проходки, а также обеспечении обширного пространства для строительных маневров. При этом количество нарушений в окружающих среде из-за интерференции двух параллельных операций по изъятию грунта может повышаться. Тем не менее, стабильность поверхности выемки повышается благодаря наличию ступеньки.
Кольцевая выемка с основным грунтом
В этом методе строительства тоннеля важно подобрать правильный метраж для круговой выемки. По правилам, основной грунт в ней должен составлять более половины от совокупной площади проема. Как только проводятся земляные работы, нужно сразу устанавливать опоры стального каркаса и анкера для распыления. При этом опорные рамы соединяются между собой стальными стержнями.
В этом способе проходки проблемой может стать низкое качество породы, дающее короткий срок самостабилизации перед грунтовым изъятием. Чтобы защитить конструкцию, нужно обустроить предварительную поддержку, как того требует проектная документация.
Метод по соседству
Его также называют методом с центральной диафрагмой, или просто «CD». Это способ прокладки тоннелей, по которому необходимо выкопать одну сторону, затем возвести среднюю стену, и только после этого приступать к выкапыванию второй стороны тоннеля. Данный технологический процесс применяют, когда тоннель с двойной линией имеет большой пролет, а окружающая порода скал достаточно слабая.
Способ перекрестного соседа
Другое название — способ с поперечной центральной диафрагмой «CRD». Также как и предыдущий, он применим в тоннелях, имеющих большой пролет, и прокладываемых в условиях слабой скальной породы. Отличие заключается в том, что вместо последовательного выкапывания сначала одной, а затем другой стороны, в этом способе выемку делают попеременно с обеих сторон небольшими частями.
Также по центру устанавливается средняя стена. Эта перегородка с диафрагмой подстраивается по ходу вскрытия новых участков породы с обеих сторон, пока не будут выкопаны последние части. Снимать среднюю поддерживающую стенку нужно только после закрытия всей секции с установлением стабильности.
Пилотная яма с двойной стенкой
Суть данного метода заключается в том, чтобы продольно разделить вес участок на 3 части двумя перегородками. В итоге в поперечном сечении прохода образуются две отдельные стороны — пилотные ямы. А центральный участок тоже можно условно поделить на пару составляющих: ступени снизу и основной грунт сверху.
Основные этапы строительства
Прокладывание тоннелей — сложный процесс, включающий много инженерно-технологических этапов. Однако первым из них всегда должен быть исследовательский. Любой тоннель проходит в определенной толще земли, которая имеет сложный состав, включает в себя разные слои, может содержать подземные воды и прочие геологические факторы. Поэтому перед началом любых строительных шагов требуется определение, где и как в данной местности допустимо вести раскопки, чтобы не допустить ошибок.
Этап подготовки
Геологическое обследование участка подразумевает комплекс различных мероприятий, а выводы делаются на основании суммирования всех результатов. Вот из каких видов исследований состоит анализ строительного участка:
- Изучение документации. Включает в себя ознакомление с любой доступной литературой, геологическими картами местности, отчетами других специалистов.
- Геофизические методы. Например, георадар и сейсмические показатели, электромагнитное обследование, проверка удельного сопротивления.
- Проба через бурение скважин. Из них можно достать образцы местной почвы и горной породы, чтобы затем испытать их в лаборатории.
- Выкапывание ям для визуального осмотра.
- Картирование полей для выяснения геологических структур и прочих важных для сооружения особенностей.
Также по ходу строительства используют различные узконаправленные инструменты, которыми измеряют производительность грунтов: пьезометр, тензодатчик, инклинометр.
Закончив исследовательскую работу, инженерам на ее основании требуется составить технический проектный план. Здесь создаются чертежи будущего тоннеля и его коммуникаций. Основные параметры проходки: длина, диаметр, метод возведения, условия безопасности и т.д. После этого нужно подготовить строительную площадку. В рамках этого монтируются временные конструкции, доставляется техника, строятся шахты, проходы и бункеры.
Этап проходки
Когда подготовка прошла успешно, начинают непосредственно прокладывать участок тоннеля. Это может быть открытый метод с траншеей и котлованом, или закрытый — путем тоннелепроходческого щита. Разница между ними, как правило, определяется глубиной заложения, а также ожидаемыми финансовыми затратами и временем. На данном этапе строители делают все действия, позволяющие отделить и удалить твердую породу.
Затем следует укрепление пролетов, ведь сама по себе горная порода очень нестабильна, способна обваливаться и давать трещины. Укрепляют проход в несколько стадий. Сначала первичной конструкцией по мере продвижения, которая потом будет удалена. После этого делают уже окончательную отделку железобетонными блоками вместе с изоляцией от грунтовых вод. Делается дренаж.
Отделка и коммуникации
После завершения основного этапа строительства, особенно если в тоннеле должна проходить дорога для автомобилей, следует облагораживание внутренней территории. Нужно проложить кабели для электрификации, создать по всей длине вентиляционные шахты, источники освещение, канализацию, системы снабжения водой и прочее. Особенно такое благоустройство требуется в тоннелях с большой длиной, где транспорт может проводить не одну минуту.
Также нужны противопожарные системы и другие, которые нужны для безопасной эксплуатации перегона. Дополнительно нужны различные датчики, чтобы мониторить состояние тоннеля: деформацию, вибрацию и т.д. Только после этого можно делать финальную облицовку, красить стены и вводить тоннель в работу.
Проблемы современного тоннелестроения
В процессе строительства тоннелей недопустимо совершать ошибки, которые могут привести к возникновению трещин, обсыпанию неустойчивой почвы, подтапливанию и обрушению несущих конструкций. Такие проблемы способны превратиться в настоящую катастрофу, если внутри находятся сотни и тысячи людей как, например, в метрополитене. Факторов риска может быть множество, особенно наличие водоемов поблизости, которые влияют на геологические свойства на километры вокруг. Ярчайший пример таких сложностей — московское метро, многие станции которого и перегоны между ними прокладывают рядом с одноименной рекой столицы, а также ее притоков.
С не меньшими проблемами сталкиваются и тоннели для авто. Как правило, этот тип подземных магистралей не опускается ниже уровня почвы, а проходит внутри гор и холмов. Здесь главным фактором риска выступает наличие над проходкой десятков метров горной породы. Некоторые ее виды не являются достаточно устойчивыми и склонны к осыпанию, оползням как, например, известняк. Это требует от инженеров и строителей целого комплекса защитных и укрепляющих мер, чтобы структура местности оставалась стабильной, а сам километровый тоннель не раздавило тяжестью земли.
Вот перечень основных проблем и вопросов, с которыми сталкиваются компании по прокладыванию тоннелей, а также варианты ответов на них и принимаемых мер:
- Цель сооружения. Есть много видов тоннелей по предназначению, и от конкретного типа будут зависеть все дальнейшие технические характеристики.
- Геологические и технические особенности. Сбор данных и анализ всего, что связано с подземной местностью и ее составом: выявить разломы, грунтовые воды, устойчивость и прочность породы и т.д.
- Выбор методов строительства. После исследований инженерам предстоит решить, какой способ выполнения проходки подойдет. В прокладывании тоннелей можно использовать не только классические тоннелепроходческие машины (ТПМ) и СЭМ, но также буровзрывной метод.
- Выравнивание тоннеля. Включает в себя комплекс мер по минимизации влияния подземного инженерного сооружения на другую надземную инфраструктуру и соседние коммуникации, а также защиту самого прохода от факторов окружения.
- Поперечное сечение. Этот параметр тоннеля нужно определить, прежде всего, исходя из назначения постройки. Если он является транспортным, то важно также учитывать ожидаемый трафик и другие нагрузки. В зависимости от условий и желания застройщика сечение тоннеля может быть круглым, эллиптическим, в форме подковы, прямоугольным.
- Обеспечение поддержки при строительстве. Чтобы во время проходки и других этапов строительства стабилизировать местность, требуется обделка системой поддержки.
- Циркуляция воздуха. Тоннель не сможет нормально функционировать без продуманной системы вентиляции. Это важно не только для людей внутри, но и для некоторых материалов. Вентиляция избавляется от углекислого газа и доставляет с поверхности свежий воздух, богатый кислородом.
- Решение проблемы грунтовых вод. Также потребуется система дренажа, иначе тоннель будет страдать от накапливания поземной жидкости. Обязательное мероприятие поблизости с озерами, реками и прудами.
Также нельзя забывать, что одно из основных мест тоннеля, проходящего через рельеф местности — вход. Ему следует уделять особое внимание, потому что в данном месте всегда есть риск обрушений и оползней, которые способны заблокировать выход для людей и машин. Чтобы избежать этого, в районе входов требуется обустройство укрепляющей конструкции, защитных козырьков и рам и т.д.
Напоследок проблема, которая главным образов волнует застройщика — определение стоимости проекта. Итогом проектирования тоннеля должна стать оценка затрат с учетом всех используемых материалов, ожидаемых сроков, количества задействованных людей, разнообразия строительной техники и многого другого.
Импортозамещение в строительстве тоннелей
В последнее время страна поставила ключевой задачей обретение как можно большей самостоятельности и независимости от иностранных поставщиков. Особенно это важно в сфере инженерного строительства. Вместе с тем поменялись тенденции импортозамещения. Раньше упор делался на создание отечественного высокотехнологического комплекса и IT-технологий. Теперь же возникла острая необходимость в качественных домашних материалах, технике и комплектующих к ней.
В этой сфере у нас до сих пор существует неравенство между разными сегментами. Если широко используемые материалы имеют большую долю именно среди российского производства, то более сложные и дорогие системы до сих пор закупаются у других стран, особенно в Европе. Дефицит отечественного производства наблюдается в устройствах:
- кондиционирования и вентиляции;
- пожарной безопасности;
- систем оповещения;
- средства автоматического управления;
- насосы и оборудование к ним.
Все эти устройства имеют непосредственное отношение к строительству тоннелей. Поэтому нужно развивать домашний рынок производства сложных инженерных систем.
Инновационные проекты
В рамках представления новых технологий и инноваций, а также для обмена опытом большой значимостью обладают международные выставки. В сфере тоннельной инженерии такое важное событие происходит осенью 2024 года в Берлине — InnoTrans 2024. Там свои революционные проекты представят около 30 технологических компаний из разных стран.
Одним из ключевых вопросов выставки является экологическая безопасность используемых материалов. Среди новинок можно заметить проект 55-километрового тоннеля между двумя горными регионами Австрии, современные системы кабельной прокладки, план строительства высокоскоростной подземной ж/д в Египте. А итальянская строительная фирма презентует новейшее оборудование для прокладки тоннелей, повышающее скорость проходок.
Мал, да удал
Мини-краны все активнее задействуются в строительных, ремонтных работах, транспортировке и подъеме грузов. Новые модификации спецтехники становятся еще более эффективными и простыми в использовании.
За последние несколько лет в России существенно вырос спрос на строительные и промышленные мини-краны. Спектр их применения очень широк. Главное преимущество — работа в стесненных условиях, в местах, где не расположить классический кран. Несмотря на свою компактность, спецтехника имеет высокую грузоподъемность и качественную манипулятивность.
В нашей стране представлены бренды производителей мини-кранов из Европы, Японии и Китая. Дилерские сети участников рынка в большинстве своем хорошо выстроены, как и сервисное постпродажное обслуживание спецтехники.
Большое будущее
Строительный рынок не стоит на месте. Если появляется интересное техническое решение — оно становится применяемым и популярным во многих областях строительства, отмечает генеральный директор ООО «Хэвидрайв» Иван Леонов. В том числе это касается мини-крана. Он является отличным инструментом для работы в стесненных условиях, при ограничениях по нагрузке на основание или по наличию выхлопных газов внутри помещений и т. д. «Спрос на технику такого типа планомерно растет даже при условии, что в целом работа мини-крана обходится немного дороже стандартного крана. Однако экономия на временных и денежных затратах при подготовке рабочего пространства для более крупной техники делает использование мини-кранов более грамотным решением», — подчеркнул он.
Генеральный директор компании АРЛИФТ Сергей Арнаутов также считает, что спрос на мини-краны будет расти. «Мы занимается арендой и продажей мини-кранов с 2012 года, за это время прошли через несколько взлетов и падений строительного рынка, которые, так или иначе, отразились на нас. Конечно, 2020-й для многих компаний был непростым, кто-то не выдержал кризиса, а кто-то, наоборот, занял освободившуюся нишу и вырос. В любом случае его последствия ощущаются и сейчас. 2021 год для нас был намного определеннее и продуктивнее, строительство продолжается, а значит, есть потребность в профессиональном современном оборудовании. Благодаря современным технологиям появляются новые архитектурные решения, следовательно, ставятся новые строительные задачи. Мы считаем, что у такой техники, как мини-краны, большое будущее», — уверен представитель рынка.
Ставка на универсальность
Эксперты отмечают, что самым популярным способом применения мини-кранов все еще остается остекление. Чаще всего оборудование работает в тандеме с вакуумными захватами, которые позволяют монтировать стекло или сэндвич-панели. Мини-краны также полезны при демонтажно-разгрузочных работах, монтаже опалубки, используются при дорожном строительстве, а также при обслуживании зданий. Новые модификации мини-кранов становятся еще более интересными по своим характеристикам, более интуитивно понятными, универсальными и эффективными в использовании.
Идеальный мини-кран должен объединять в себе несовместимые параметры: малый собственный вес, малые габариты, большая грузоподъемность и большой вылет стрелы, считает Иван Леонов. На практике существует множество модификаций в соответствии с их стилем работы. Какой-то кран более компактен и может проехать в дверной проем, но при этом имеет ограниченный радиус работы. Какой-то кран крупный и тяжелый, имеет большой вылет стрелы, но при этом ему все равно требуется в два раза меньше места, чем колесному крану или бортовому автомобилю с КМУ. «Помимо стандартных "крановых"» задач, мы можем расширить сферу применения мини-кранов за счет дополнительной оснастки. К примеру, специалисты Heavydrive уже давно применяют трехосевые манипуляторы с вакуумным захватом, жестко фиксируемые на стреле мини-крана. Силами только одного оператора с радиопультом управления можно произвести замену стеклопакета потолочного остекления изнутри помещения. За счет очень точной и плавной гидравлики мини-краны могут превращаться в подобие роботов — осталось только выбрать подходящий навесной модуль», — отмечает генеральный директор компании «Хэвидрайв».
По словам Сергея Арнаутова, помимо качества, ключевыми отличиями подобной техники являются: соотношение собственного веса и грузоподъемности оборудования, вылет стрелы, наличие возможности использовать дополнительное оборудование. Чем больше опций имеет один кран, тем большую ценность он представляет для клиента. «Например, все наши краны могут работать как от двигателя внутреннего сгорания, так и от сети (380 В), оборудованы пультом дистанционного управления для работы удаленно. Интеллектуальная система управления позволяет контролировать вылет стрелы и массу поднимаемого груза. При необходимости на подъемную технику можно установить дополнительное оборудование: граббер, стекломанипулятор и пр. При этом не стоит забывать, что для мини-крана важны его габариты, так как чаще всего его применяют на очень ограниченных пространствах, там, где обычная техника не справится. Мини-краны, как любое дорогостоящее оборудование, требуют ответственного подхода в сервисном обслуживании, не стоит экономить ни на специалистах, ни на расходных материалах. "Скупой платит дважды", поэтому выбор более дешевой техники в ущерб качественной часто может обернуться ненужным увеличением затрат для клиента», — резюмирует глава компании АРЛИФТ.
Tekla дает новые возможности...
На сегодняшний день строительная отрасль в России является одной из ведущих отраслей экономики, которая на протяжении длительного времени проявляет стабильность и динамичность развития.
Технология информационного моделирования — BIM (Building Information Modeling) — рассматривается как неотъемлемая часть цифровой реформации строительной отрасли. Все большее количество компаний вовлекается в длительный инновационный процесс освоения инструментов САПР-BIM (далее — САПР) и их интеграции.
Инновации в IT-технологиях строительной отрасли позволяют все больше и больше автоматизировать процессы не только проектирования, но и строительства, тем самым сокращая сроки выполнения проектов, повышая качество и увеличивая конкурентоспособность проектных институтов, заводов металлоконструкций и т. д.
Основную роль в реализации информационных технологий в строительстве играют системы автоматизированного проектирования — САПР. Одной из наиболее востребованных систем для проектирования строительных конструкций, их деталировки и управления информацией является программное обеспечение Tekla Structures, разработчик — Trimble Solutions Oy (США).
Tekla Structures применяется на протяжении всего проекта, от концепта до производства, в ходе ведения строительных работ и для дальнейшей эксплуатации. Используя Tekla, можно создавать и объединять трехмерные модели вне зависимости от типов материалов, а также управлять совместными рабочими процессами с помощью точных и ценных данных из трехмерной модели.
Однако если говорить о полном комплексе проектирования, то нет возможности остановиться на выборе единственной платформы САПР-BIM. На рынке программного обеспечения существует много предложений от разных разработчиков, начиная от крупных зарубежных компаний и корпораций и заканчивая отечественными программными комплексами и небольшими плагинами локальных разработчиков. Такая картина в первую очередь обусловлена задачами, зависящими от проектируемого раздела. Поэтому для успешного проекта специалисты всегда используют комплексный подход, и очень важно, чтобы была связка между используемым программным обеспечением, т. е. интеграция.
Однако есть системы, представляющие широкий набор инструментов, удовлетворяющий требованиям основного состава задач, решаемых специалистами в комплексе с сохранением всей информации на протяжении всего жизненного цикла объекта. Например, делать расчеты, переносить модель, выпускать чертежи, составлять отчеты и многое другое. Исходные данные для решения задач проектирования, разработки рабочей документации и управляющих программ в таких системах вводятся один раз на первом этапе, а дополнительные данные задаются проектировщиком при работе в режиме диалога.
Интеграция между различными САПР реализуется путем передачи информационной и/или 3D-модели. В случае Tekla Structures это в первую очередь касается геометрии и материалов. Для передачи других свойств или получения различных расчетов и отчетов необходимо использовать внешние программы, такие как SCAD office (SCAD Soft), ЛИРА (ЛИРА Софт) и другие.
Для работы с расчетными моделями Tekla Structures во внешнем приложении расчета необходимо установить прямую связь (модуль сопряжения) между Tekla Structures и приложением расчета.
Прежде чем приступить, убедитесь в наличии доступа к сервису Tekla User Assistance и прав администратора на своем компьютере.
Tekla — Smart 3D
В версии программного обеспечения Tekla Structures 21 усовершенствована работа с опорными моделями — облегчено взаимодействие с решениями других производителей, в том числе с файлами IFC, DGN, DWG или SKP. Также улучшен процесс проектирования объектов промышленного назначения благодаря интеграции с программным обеспечением для промышленного проектирования. Такая интеграция оказывает непосредственное влияние на усовершенствование процессов проектирования заводов и/или морских сооружений.
Опыт специалистов нашей компании позволяет говорить, что оптимизированное взаимодействие Tekla Structures 21 со Smart 3D (HEXAGON) облегчает процесс обмена информационными моделями в разы. Для взаимодействия Tekla Structures и Smart 3D используется бесплатное расширение Smart3D Interoperability, которое можно скачать в Tekla Warehouse. Инструмент взаимодействия со Smart 3D поддерживается для всех конфигураций Tekla Structures, чтобы обеспечить полную совместимость с системой проектирования 3D-установок SmartPlant от Hexagon. Совместимость обеспечивается с помощью метода обмена данными CIS/2 (CIMSTEEL 2) — очень распространенного формата в металлургической промышленности.
Расширение доступно в формате *.tsep (пакет расширений Tekla Structures). Пошаговая инструкция по установке находится по адресу: https://support.tekla.com/ru/.
Доступ к расширению осуществляется из меню «Приложения и компоненты». Установщик создает группу под названием «Интеллектуальная 3D-совместимость» в корневой папке со значками для компонентов расширения.
Рис. 1. Схема интеграции Tekla Structures — Smart 3D
Рис. 2. Интеграция Tekla Structures — Smart 3D
В ходе выполнения интеграции при импорте 3D-модели из Tekla Structures все найденные пользовательские атрибуты отображаются и выбираются для экспорта по умолчанию, а пользователь может затем указать, какие из атрибутов требуется экспортировать. Импортированные данные (атрибуты) загружаются в правильную группу при импорте элементов в Smart 3D.
Tekla — AVEVA
Но интеграция с технологическими САПР не ограничивается только SmartPlant. У программного комплекса Tekla Structures существует плагин — TEKLA INTEROPERABILITY, который встраивается в Aveva E3D (AVEVA) и позволяет выгружать необходимые модели в формат ifc (tczip) файлы для дальнейшей работы в Tekla Structures и использования геометрии в виде опорной модели.
Приложение взаимодействия Tekla и AVEVA может быть закреплено в графическом интерфейсе PDMS/E3D.
Рис. 3. Интеграция Tekla Structures - Aveva E3D
Как правило, проекты, выполненные в системах автоматизированного проектирования высокого уровня (а AVEVA PDMS относится именно к таким), не экспортируются или экспортируются не полностью в другие программные комплексы. Но благодаря проработанной системе хранения данных и уникальным технологиям компании Trimble удалось обеспечить качественный импорт данных даже из таких сложных систем.
Особенно хочется отметить, что процесс преобразования модели осуществляется быстро и без потери качества в виде параметрической графики. Структура данных и атрибуты исходной модели при этом полностью сохраняются.
Рис. 4. Модель, полученная в AVEVA из Tekla Structures
Tekla Structures — PlantLinker
PlantLinker — это разработка компании ООО «Плантлинкер», которая предназначена для:
- создания 3D-моделей промышленных объектов на основе каталогов оборудования, материалов и изделий, импортируемых из MS Excel;
- импорта 3D-моделей промышленных объектов из САПР: HEXAGON Smart 3D (HEXAGON PPM), AVEVA E3D (AVEVA), Autodesk Revit (Autodesk), Trimble Tekla (Trimble);
- экспорта 3D-моделей промышленных объектов в САПР: HEXAGON Smart 3D, AVEVA E3D, Autodesk Revit, Trimble Tekla;
- редактирования 3D-моделей промышленных объектов, импортированных из САПР, перечисленных выше, с экспортом измененных моделей в эти САПР;
- объединения результатов проектирования в единую информационную модель.
Областями применения PlantLinker являются проектирование и эксплуатация промышленных объектов:
- нефтегазовой отрасли — добычи, транспортировки, переработки;
- химической и нефтехимической промышленности;
- атомной и тепловой энергетики;
- металлургической промышленности;
- пищевой промышленности.
В крупных проектах, которыми являются Plant Design проекты, обычно участвуют несколько организаций — это заказчик, осуществляющий общий мониторинг и контроль за выполнением проекта, и подрядчики, осуществляющие проектирование.
Для реализации таких задач необходима интеграция разрабатываемого программного обеспечения с Tekla Structures как наиболее востребованного среди проектировщиков указанных отраслей программного комплекса.
PlantLinker является интеграционным инструментом обмена данными как между собой, так и с САПР сторонних производителей.
Рис. 5. Схема обмена данными
PlantLinker обеспечивает:
- возможность создания и редактирования разделов проекта: строительного, оборудования, трубопроводного, электричества, отопления;
- возможность создания нового оборудования;
- организацию структуры проекта;
- возможность гладкой передачи частей проекта между разными САПР [PlantLinker, Tekla, Revit, Smart 3D, E3D (PDMS)];
- возможность передачи проектов между Smart 3D и Smart 3D;
- быстрое погружение в среду Plant Designe.
При интеграции Tekla Structures и PlantLinker восстановленные объекты функционируют так же, как оригинальные объекты Tekla Structures. Восстанавливается полностью интеллектуальная модель, которую можно использовать при необходимости для генерирования выходной рабочей документации (чертежи, изометрические чертежи, отчеты и т. д.).
На сегодняшний день интеграция может осуществляться двумя способами.
Основным способом интеграции Tekla Structures и PlantLinker является двусторонний интерфейс, который использует API Tekla Structures. Для передачи элементов 3D-модели проекта применяется файл формата XML.
При интеграции Tekla Structures и PlantLinker восстановленные объекты функционируют так же, как оригинальные.
В Tekla Structures их можно использовать при необходимости для генерации выходной рабочей документации (чертежи, отчеты и т. д.).
Второй способ интеграции использует файлы IFC. В этом случае модели подключаются в качестве референсной ссылки (опорной модели).
Рис. 6. Интеграция Tekla Structures и PlantLinker
Tekla — Revit
Несмотря на то, что в программном обеспечении компании Autodesk, Ltd. имеются собственные инструменты для проектирования несущих конструкций, значительное количество проектировщиков предпочитают использовать разработку компании Trimble.
Через форматы IFC и BCF Tekla Structures взаимодействует с Revit (Autodesk).
Интеграция между программами через формат IFC осуществляется посредством экспорта/импорта моделей и требует корректной настройки для каждого программного продукта. А для взаимодействия программ через формат BCF необходимо скачать и установить на Revit плагин BIMcollab® BCF Manager for Autodesk® Revit.
Tekla Structures и Autodesk Revit поддерживают открытый формат взаимодействия BIM-файлов (файлы IFC в соответствии с ISO 16739:2013), что поддерживает простое и эффективное сотрудничество. Это предпочтительный способ обмена данными между насыщенными информацией 3D-моделями разных программных обеспечений.
Если пользователь Revit не хочет использовать файл IFC, тогда из версии 2019 Tekla Structures можно создать файл .rvt по запросу (а также другие форматы, такие как 3D DWG, 3D DGN и т. д.).
Однако существует ряд ограничений для этого файла .rvt, созданного Tekla:
- как и для всех файлов Revit, нет гарантии, что будущие версии Revit смогут прочитать этот файл, поэтому он не подходит для архивирования. Файлы IFC основаны на тексте и подходят для архивирования;
- листы чертежей, виды, графики и др. не включены в .rvt, но могут быть включены в банк проекта (например, BIM360) в виде файла PDF;
- семейства создаются из объектов Tekla, но могут отличаться, например, наименованием.
Схема совместимости программного обеспечения Tekla Structures
Немаловажно отметить, что все вышеизложенные способы интеграции программного комплекса Tekla Structures могут быть реализованы в разных компаниях.
Особенность автоматизации российских промышленных предприятий и проектных институтов заключается в сложном сочетании систем автоматизированного проектирования. А проектирование промышленных объектов связано еще с предприятиями иных отраслей, выпускающих в качестве товара оборудование и элементы зданий и сооружений, поставляемые на строительные площадки в собранном виде для последующего монтажа. В этом случае необходима интеграция не только в рамках САПР (CAD), но и в рамках CAM/CAE.
Одним из способов обеспечения интеграции между различными системами CAD/CAM/CAE является использование стандартных форматов файлов для обмена данными. Широкое развитие и распространение на современных предприятиях получили комбинированные варианты автоматизации с использованием зарубежных и российских систем трехмерного моделирования как в качестве основы, так и для решения конструкторских задач и оформления документации.
В программном обеспечении Tekla реализован открытый подход к BIM, что позволяет легко организовать взаимодействие с решениями от других поставщиков программного обеспечения и производственного оборудования. Кроме того, вы можете расширять и совершенствовать функциональные возможности Tekla Structures с помощью открытого программного интерфейса Tekla Open API.
Совместная работа над проектом, быстрый и безошибочный обмен информацией между участниками проекта — это ключ к снижению ошибок и повышению эффективности в строительстве. Это сказывается на рентабельности и ускорении сроков выполнения проекта.
Программное обеспечение Tekla эффективно интегрируется с другими решениями для архитектурно-строительного проектирования посредством Tekla Open API, сохраняя высочайший уровень целостности и точности данных. Программный интерфейс Tekla Open API основан на Microsoft® .NET и обеспечивает полнофункциональное взаимодействие пользователей разных программных обеспечений.
Бюро ESG — официальный реселлер Trimble Tekla. Компания успешно поставляет и интегрирует всю линейку ПО Tekla Structures на предприятии, оказывает консалтинговые услуги и информационную поддержку пилотных проектов, а также обучает сотрудников.
Рис. 7. Схема взаимодействия Tekla Structures с расчетными комплексами
Рис. 8. Форматы взаимодействия Tekla Structures с производством CAM
Автор:
Екатерина Глебова, заместитель директора московского офиса по корпоративным проектам компании «Бюро ESG»