• Obwodnica Great Eastern Highway stanowi kluczowe połączenie drogowe dla miasta Perth w Australii Zachodniej
• Aby zmniejszyć intensywność ruchu na drodze, którą każdego dnia porusza się 60 000 kierowców, urząd Main Roads Western Australia (WA) zlecił konsorcjum z udziałem firmy Arcadis budowę nowych, wielopoziomowych węzłów wzdłuż autostrady.
• Zespół ustalił, że w przypadku tego wymagającego szybkiej realizacji projektu innowacyjne podejście do projektowania wizualnego i konstrukcji przyniosłoby korzyści i zapewniło większą wydajność.
• Powodzenie konsorcjum było uzależnione od wdrożenia połączonego planu realizacji opartego na inżynierii cyfrowej z wykorzystaniem aplikacji firmy Bentley.

Przełom dla użytkowników dróg

Miejscem realizacji projektu węzłów obwodnicy Great Eastern Highway jest wschodnia część miasta Perth. Przedsięwzięcie ma na celu modernizację dwóch głównych węzłów na drogach Roe Highway i Abernathy Road, które są coraz bardziej zatłoczone i powodują znaczne opóźnienia w komunikacji. Projekt o wartości 380 mln AUD pozwoli zastąpić istniejące obecnie skrzyżowania z sygnalizacją, z których codziennie korzysta 60 000 kierowców, dwoma węzłami wielopoziomowymi. Wymaganiem przy realizacji projektu było jednak, aby wywierał on jak najmniejszy wpływ na okoliczne zagrożone zbiorowiska (Threatened Ecological Communities), ważne obszary programu Bush Forever oraz zarejestrowane miejsce dziedzictwa Aborygenów z setkami dużych rodzimych drzew. Jedynym sposobem na osiągnięcie tego celu było maksymalne ograniczenie powierzchni węzłów przy jednoczesnym zachowaniu wymaganego poziomu funkcjonalności i dostępności dla ciężkich pojazdów. Modernizacja poprawi wydajność transportu towarowego, bezpieczeństwo i czas podróży, pozwalając przemieszczać się szybciej w godzinach szczytu, a jednocześnie zapewni lepszą łączność z regionem Midland, okolicznymi osiedlami podmiejskimi i obszarami przemysłowymi lotniska Perth.

Urząd Main Roads WA podpisał umowę na opracowanie, zaprojektowanie, budowę i dostarczenie nowych węzłów oraz zmodernizowanych odcinków autostrady z konsorcjum Greater Connect Alliance, w którego skład weszły firmy Arcadis, AECOM i Laing O'Rourke. Poza węzłami projekt obejmuje ukończenie brakującego łącznika wzdłuż 30-kilometrowej sieci tras pieszo-rowerowych Principal Shared Path pomiędzy Midland i Jandakot, modyfikację istniejącej infrastruktury użyteczności publicznej, budowę dwóch nowych mostów oraz prace związane z zagospodarowaniem terenu. Projekt obejmuje pięć długo oczekiwanych modernizacji dróg – powiedziała Rita Saffioti, minister transportu Australii Zachodniej. Będzie to prawdziwy przełom dla użytkowników dróg we wschodnim Perth.

Nowe podejście do tradycyjnych procesów pracy

Aby opracować i zaprojektować węzły, konsorcjum Greater Connect Alliance musiało uwzględnić przyszłe modyfikacje trasy linii kolejowej Midland Freight Rail Line, rozwój przemysłowy w sąsiedztwie lotniska Perth i planowany tam trzeci pas startowy, a także otaczające użytkowanie gruntów oraz obecność bardzo wrażliwych obszarów ekologicznych i obiektów dziedzictwa kulturowego. Przy napiętym harmonogramie projektu wszystkie te zmiany wymagały zatwierdzeń środowiskowych i pozwoleń. Te kwestie wiązały się z wieloma zawiłościami i wyzwaniami – powiedział David Watson, kierownik ds. projektowania w firmie Arcadis. Projekt węzła Abernathy musiał uwzględnić niezwykle wysoki prześwit pionowy, aby umożliwić ruch towarowy, podczas gdy w przypadku węzła autostrady Roe Highway konieczne było zmniejszenie powierzchni w celu zminimalizowania wpływu na środowisko. Te techniczne problemy projektowe zostały dodatkowo spotęgowane przez wyzwania budowlane związane z zaopatrzeniem w materiały, konieczność spełnienia wymogów komunikacyjnych do uzyskania zezwoleń od organów regulacyjnych i właścicieli infrastruktury publicznej, jak również potrzebą zdobycia poparcia od społeczności lokalnej. 

Bazując na wcześniejszych doświadczeniach, w konsorcjum Greater Connect Alliance zdano sobie sprawę, że uczestnikom projektu brakuje rozwiązań automatyzacji, wizualizacji i łączności cyfrowej niezbędnych do optymalizacji projektowania, koordynacji i komunikacji, a także do zapewnienia wydajnego i ekonomicznego planowania budowy oraz prac na miejscu. Omówiliśmy wyzwania napotykane podczas wcześniej realizowanych projektów w kontekście zestawienia ilościowego materiałów potrzebnych do wykonania nawierzchni oraz rozmiaru robót ziemnych, braku dostępnych danych wizualnych i wynikających z tego nieefektywności, które prowadziły do późniejszych problemów z planowaniem prac budowlanych i kosztami – powiedział Watson. Zamiarem konsorcjum było wdrożenie planu realizacji w oparciu o inżynierię cyfrową i zbudowanie połączonego środowiska danych (CDE) zgodnego z normą ISO 19650. Jednak stosowane dotąd procesy nie odpowiadały obecnym celom w zakresie cyfrowej automatyzacji, wizualizacji i koordynacji. Firmy musiały zatem przemyśleć swoje dotychczasowe procesy pracy i opracować zintegrowany ekosystem cyfrowy.

Przesuwanie granic dzięki inżynierii cyfrowej

Obecny projekt stwarza okazję do wprowadzenia innowacyjnych podejść w dziedzinie projektowania i budowy oraz uzyskania doskonałego stosunku wartości do ceny i minimalizacji ryzyka dla Main Roads WA – powiedział Watson. Opierając się na innowacyjnych strategiach cyfrowych, zespół Greater Connect Alliance ustalił, że kompleksowy cyfrowy plan realizacji oparty na aplikacjach firmy Bentley umożliwiłby lepszą wizualizację i efektywniejsze wykonanie projektu. Bazując głównie na aplikacjach OpenRoads Designer i OpenBridge Modeler do projektowania, z pomocą narzędzi ProjectWise i LumenRT do skoordynowanego modelowania i prezentacji wizualnej, udało się stworzyć połączone środowisko danych, które usprawnia procesy pracy i podejmowanie decyzji.

Dzięki zintegrowanym aplikacjom firmy Bentley konsorcjum Greater Connect Alliance przeprowadziło skoordynowane cyfrowe przeglądy projektów, wykrywanie kolizji i planowanie etapów budowy. Z modelu 3D automatycznie wyodrębniono dokładne ilości materiałów oraz stworzono animacje i wizualizacje, które pozwoliły zapewnić zaangażowanie interesariuszy i społeczności. Odchodząc od tradycyjnych procesów projektowania i budowy, zespół ułatwił realizację dalszych etapów, takich jak zautomatyzowane modelowanie parametryczne, planowanie budowy 4D, tworzenie paneli zestawień ilościowych i skonsolidowana wizualizacja projektu. Kompatybilność z formatem IFC pomiędzy platformami oprogramowania umożliwiła zespołowi budowlanemu wykorzystanie metadanych związanych z poszczególnymi elementami i przeprowadzenie modelowania 4D i 5D. Rozwiązanie oparte na aplikacjach firmy Bentley pozwoliło wykorzystać inżynierię cyfrową i wyjść poza dotychczasowe ograniczenia oraz zrewolucjonizować planowanie i realizację tego dużego projektu drogowego.

Cyfrowy ekosystem zapewnia wydajność i oszczędności oraz pozwala na zarządzanie cyklem życia

Przyjęcie strategii współpracy opartej na inżynierii cyfrowej umożliwiło konsorcjum Greater Connect Alliance wizualną analizę i porównanie alternatyw projektowych oraz wyznaczenie optymalnego projektu. Dzięki temu na placu budowy nie odnotowano nawet 10 kolizji i udało się zaoszczędzić 18 miesięcy. Gdyby trzymać się stosowanych dotąd procesów, interdyscyplinarny przegląd trwałby od dwóch do trzech miesięcy, podczas gdy nowy cyfrowy proces realizacji pozwolił w ciągu jednego lub dwóch tygodni przeprowadzić identyfikację, skoordynować prace i osiągnąć rozwiązanie. Przełożyło się to na ostateczną optymalizację projektu i znaczne zmniejszenie ryzyka, które zawsze towarzyszy budowie – powiedział Watson. Praca na zintegrowanej platformie cyfrowej przy użyciu aplikacji firmy Bentley ułatwiła czynności związane z inżynierią wartości i zrównoważone działanie, pomagając zmniejszyć ilość materiałów i obszar nabywanych gruntów. Zespół zmniejszył zakres projektu o 50%, kompensując zarazem jego wpływ na otaczające środowisko.

Animowane prezentacje wizualne dostarczane za pomocą LumenRT pomogły uzyskać zaangażowanie interesariuszy i społeczności i dzięki temu przyspieszyć zatwierdzanie projektów oraz usprawnić informowanie opinii publicznej. Dzięki ulepszonemu udostępnianiu informacji, skoordynowanym procesom pracy, dokładnym przedmiarom i wyższej jakości projektowania konsorcjum Greater Connect ograniczyło ilość przeróbek i błędów. Redukcja materiałów i skrócenie czasu, jaki musiał minąć między przygotowaniem projektu a oszacowaniem, pozwoliły zaoszczędzić około 500 000 AUD w porównaniu z poprzednimi projektami. Z kolei usprawniona koordynacja dała zespołowi możliwość zaoszczędzenia około 600 000 AUD. Po ukończeniu ostatecznej opcji projektowej dla mostu Lloyd Street zespół wykazał uzgodnione oszczędności w wysokości 10 milionów AUD. Modele 3D, które pomyślnie przygotowano w fazie projektowania, zostaną wykorzystane podczas budowy i do usprawnienia prac przy utrzymaniu majątku trwałego. Konsorcjum Greater Connect Alliance będzie na tym etapie nadal optymalnie wykorzystywać metadane związane ze zbudowaną infrastrukturą, skutecznie zbliżając się do koncepcji modelu cyfrowego bliźniaka. Chociaż wdrażanie cyfrowych kompetencji poprzez ekosystemowe podejście polegające na dzieleniu się wiedzą i ciągłym rozwoju było niełatwe, konsorcjum odniosło tu pełen sukces – powiedział Watson.