数字孪生的4D魔法：93天拆除85个铁路平交道口
SYNCHRO 助力项目团队实现四维可视化施工，将开发时间缩短至三个月，尽可能减少交通中断
2024年07月23日 来源： Bentley 作者：Bentley简介： SYNCHRO 助力项目团队实现四维可视化施工，将开发时间缩短至三个月，尽可能减少交通中断
疏解公路和铁路交通
铁路网不可避免地与公路网发生路线交叉，澳大利亚维多利亚州的许多交叉路口都是平交路口，公路和铁路在地面上相交，虽然这些交叉路口开发难度不高，但会引起两种交通方式之间的冲突，列车经过时，公路上的车辆和行人要长时间等待，列车还可能会与汽车或行人相撞。
维多利亚州政府希望解决这一长久以来的问题，因此启动了拆除州内 85 个平交道口的计划。东南项目联盟 (SEPA) 是由平交道口拆除项目、墨尔本地铁公司、Laing O'Rourke Construction 和 Jacobs 工程集团澳大利亚分公司组成的合资企业，负责拆除萨里山的 Union 路和阿尔伯特山的 Mont Albert 路之间的平交道口，并在两座城市之间新建一座车站，该项目总投资 6 亿澳元。铁路将建造在沟渠中，并在其上方修建公路，项目完工后将消除交通拥堵。
然而，施工过程极具挑战性，在开发过程中很容易造成大规模的公路和铁路交通中断。Laing O'Rourke 数字工程主管 Stephen Corney 表示：“该项目建造于当前运营中的铁路网上，规模大、复杂程度高，大部分施工工程都是在93天工期内完成，期间的工作包括关闭铁路网、完成沟渠挖掘，以及建造新车站。”
场外制造加快施工
为了降低延误可能性及传统施工现场可能存在的风险，Laing O'Rourke 和 SEPA 决定采用制造与装配设计 (DfMA) 方法，主要的结构部件不在现场建造，而是在场外制造，然后运输到项目区域进行安装。Corney 表示：“要在澳大利亚率先采用制造与装配设计方法，就要求行业掌握车站场外制造的知识和专业技能，这会带来诸多效益，如提高项目效率、减少对社区的干扰、质量控制、环境控制，以及保证在狭小铁路廊道内进行作业的工人的健康和安全。”
尽管制造与装配设计方法带来了一系列效益，但也带来了挑战，而且萨里山项目的规模很大，在沟渠中铺设的新铁路总长 1.7 公里，施工队需要挖掘 20 万平方米的土方，并钻孔打桩 700 多根。钢筋混凝土板包括布置到沟渠中的 3,000 吨钢筋和 15,000 立方米泵送混凝土，以完成混凝土板的铺设。项目方需要协调所有施工活动并将许多大型构件运送到现场，但这项任务过于复杂，无法采用传统的二维设计方法，也无法使用静态三维模型。
开工前的施工预演
SEPA 认为，创建四维模型不仅使其能够直观地了解项目，还能清楚地了解施工过程，并预测可能出现的任何问题。他们首先使用无人机勘察现场，然后使用 iTwin Capture 处理图像并创建项目现场的数字孪生模型，该过程无需现场测量，减少了可能给工人带来的危险，并节省了时间。数字孪生模型可以作为已完成工程的集中记录中心，并且各个团队可以在其中开发铁路、车站和其他相关资产的模型。
数字孪生模型以三维方式全面呈现项目，各个团队使用 SYNCHRO 将项目进度链接到数字孪生模型，并添加四维构件。多名设计师在模型中同步工作，他们在专注于各自工作的同时，了解模型其余部分的开发进度，SEPA 迅速制定了全面的施工顺序。Corney 表示：“在整个项目开发过程中，所有施工阶段都利用了 SYNCHRO，以便清楚地了解施工范围和限制。”由于许多组件都是在场外开发的，因此团队使用 SYNCHRO 来规划运输以及起重机的移动、放置和使用。
保障施工安全及工期
利用 SYNCHRO 提前模拟施工流程，项目团队和其他参与方可以清楚地了解施工范围和限制，在制定分阶段施工计划时，四维模型的速度相比于二维模型提高了71.5%。与传统的界面检查方法相比，施工模拟将项目的可见性提高了 50%，并将碰撞风险降低了 75%。通过对土方工程和运输的所有物流运输路线进行数字化规划，确保了关键施工构件的准时送达。通过模拟 90% 的起重机移动，项目团队优化了起重机的放置位置，发现并减少了潜在的安全风险。在施工过程中，设计人员根据计划的变化不断调整施工进度安排。Corney 表示：“在施工期间，四维模型以动态可视化报告的方式进行动态更新，可以按照不断变化的 P6 施工计划更新每周工作预测。”
在数字孪生模型中监控开发进度时，项目团队可以快速、轻松地确定哪些构件落后于原本施工计划，哪些构件可以提前完成，从而重新分配资源，推动项目的按时完成。此外，预先规划的施工物流大大减少了燃料的使用和相关温室气体的排放，并减少了噪音。萨里山项目在 93 天内完工，在建设期间尽可能降低了对交通的干扰，确保铁路和公路交通都畅通无阻。
