38

Modelowanie informacji o budynkach i budowlach

oraz wszelkie procesy związane z zarządzaniem

powstałą informacją (ang. Building Information Modeling –

BIM) stają się dziś popularnym tematem podejmowanym

w środowisku branży budowlanej. Próba przeniesienia

ich na pole budownictwa infrastrukturalnego, w tym

zwłaszcza mostowego, powinna oprzeć się na analizie

doświadczeń i różnic pomiędzy gałęzią budownictwa

kubaturowego i przemysłowego a infrastrukturą drogo-

wą, kolejową i mostową. Prawnie granicę pomiędzy tymi

obszarami w Polsce wyznacza Rozporządzenie Ministra

Infrastruktury [5], wyróżniając specjalności architekto-

niczną oraz konstrukcyjno-budowlaną obok inżynieryjnej

obiektów mostowychmgr inż. Marcin Jasiński,

mgr inż. Tomasz Płaszczyk,

mgr inż. Bartosz Wójcik,

mgr inż. Mateusz Żarski,

mgr inż. Kamil Korus,

dr hab. inż. Marek Salamak,

prof. Pol. Śl.Politechnika Śląska

Selected aspects of BIM bridge modellingThe article describes the editing features and influence of selected modelling methods on model completeness and its further usability based on real bridge constructions. The created models may be then used in more developed forms of information management being a part of the BIM technology. Gaps and inadequacies in existing tools, functiona-lities and standards used for buildings are analysed in the context of infrastructural engineering.Keywords: BIM bridge modelling, BIM, BIM techno-logy

I SUMMARY

LOD1 LOD2 LOD3 LOD4

Układ osi podpór

– kontury fundamentów

Model bryłowy podpory

– podstawowe gabaryty

Uszczegółowienie modelu,

posadowienie

Szczegółowy model

z elementami technologii

Tab. 1. Przykładowe poziomy szczegółowości modelu (LOD) podpory pośredniej

Wybrane aspekty tworzenia modeli BIMWybrane aspekty tworzenia modeli BIM

m o s t y t e m a t n u m e r u

39

W artykule opisano możli-wości edycyjne i wpływ wybra-nych metod modelowania na kompletność i użyteczność trójwymiarowego odwzorowania rzeczywistych obiektów mosto-wych. Powstałe w ten sposób modele można wykorzystać w bardziej rozwi-niętych formach zarządzania informacją, objętych ramami technologii BIM. W kontekście budownictwa infrastruk-turalnego przeanalizowano luki w istnieją-cych zasobach narzędziowych, funkcjonalnych i standardach, w większości przystoso-wanych dziś do dziedziny budownictwa kubaturowego.

mostowej, drogowej czy kolejowej, jednak nawet poza

literą prawa każda z nich w istocie opiera się na właściwej

sobie specyfice. Tworzą ją: powszechnie przyjęta nomen-

klatura, zakres charakterystycznych cech obiektu oraz jego

podział na elementy, ogół wiedzy, doświadczeń i zwią-

zanych z nim, wypracowanych na przestrzeni wieków,

zasad, technologia wznoszenia, istotność poszczególnych

zagadnień konstrukcyjnych i funkcjonalnych czy zależ-

ności międzybranżowe. Całość ta wyróżnia się na tle bu-

downictwa kubaturowego i związanych z nim warstwach

– architektonicznej czy instalacyjnej.

Określeniem BIM opisuje się sposób modelowania

i zarządzania informacją na przestrzeni całego cyklu

życia obiektu. W kontrze do tradycyjnie prowadzonego

procesu inwestycyjnego opartego na dokumentacji

płaskiej podejście BIM wprowadza trójwymiarowy

model obiektu budowlanego, na który narzucane

są warstwy informacji związanej z obiektem i jego

historią. W uproszczeniu sama informacja ma zwykle

postać dwojaką – jest trójwymiarowym modelem części

obiektu lub parametrem do niego przypisanym. Dąży się

do jednorazowego wprowadzenia informacji, po czym

umożliwia jej wyodrębnienie i przetworzenie na odpo-

wiednim etapie cyklu życia obiektu. Zbudowana w ten

sposób cyfrowa baza danych służy dalej jako centrum

współpracy między podmiotami procesu budowlanego

i klucz decyzyjny użyteczny w jego trakcie.

W ramach doświadczeń amerykańskich wykazano, że pod

kątem wdrożenia technologii BIM budownictwo infra-

strukturalne podąża za branżą budownictwa kubaturowe-

go z trzyletnim opóźnieniem [1]. W budownictwie drogo-

wym i kolejowym zaznacza się podłużny i płaski charakter

inwestycji o stosunkowo niewielkiej liczbie kondygnacji,

obejmujący swoim zasięgiem duże przestrzenie. Kierun-

kuje to oparcie elementów infrastrukturalnych na mniej

szczegółowej siatce graficznej, znanej z systemów

informacji geograficznej (ang. Geographic Information

System – GIS). Między BIM a GIS zaznacza się szereg różnic,

ale i analogii. O ile w GIS całość zbudowana jest na mode-

lach powierzchniowych i nałożonych na nie metadanych,

o tyle BIM sposób reprezentacji różnicuje z uwagi na po-

trzeby informacyjne. Na różnych etapach przedsięwzięcia

funkcjonują założone z góry stopnie szczegółowości mo-

delu oraz szczegółowości informacji (tab. 1). Opisuje się

je odpowiednio klasyfikacjami: LOD (ang. Level of Detail)

oraz LOI (ang. Level of Information). Niski poziom szczegó-

łowości może sprowadzać model do informacji tekstowej,

punktu lub jedynie szkicowej koncepcji. Wraz z rozwo-

jem projektu, a zatem i poziomu szczegółowości, proste

modele zastępowane są bardziej rozwiniętymi formami

dyskretnymi bazującymi na powierzchniach (BREP lub

B-Rep, ang. Boundary Representation). Zwiększenie stopnia

szczegółowości polega na modyfikacji elementu modelu

lub jego uzupełnieniu, np. o dane dotyczące materiałów,

które w świetle BIM są zbiorem określonych parametrów,

zaś w GIS – teksturą użyteczną w wizualizacji modelu.

Leżąca u podstaw BIM interoperacyjność polegająca

na swobodzie przepływu informacji (także między

środowiskiem informatycznym kilku konkurencyjnych

względem siebie producentów) często jest w realizowana

w dwojaki sposób: za pomocą wtyczek lub za pośrednic-

twem otwartych formatów wymiany danych, np. IFC

(ang. Industry Foundation Classes). Format ten rozwija

organizacja niezależna tak samo od pojedynczego,

komercyjnego twórcy oprogramowania, jak i zamknię-

tego konsorcjum podmiotów tego typu. Dostawcy

pakietów bazujących na idei BIM w myśl ogólnej

idei interoperacyjności decydują się na wdrożenie

konwerterów odpowiedzialnych za interpretację lub zapis

informacji w formacie IFC. Obecnie trwają prace nad stan-

dardem IFC5, który jako pierwszy ma w sobie zawierać

klasy dedykowane drogom, kolejom, tunelom i mostom.

Dotychczasowa wersja standardu (IFC4) została wcześniej

uzupełniona o moduł IFC Alignment, pozwalający na od-

zwierciedlenie osi trasowania ciągu komunikacyjnego.

W GIS analogią IFC jest format CityGML [6]. Dopiero

na tym poziomie rozróżnia się poziomy szczegółowości

modelu. Zwykle jednak nie większą niż kilkadziesiąt centy-

metrów i stosowaną w kontekście modelowania wnętrza

budynku [9]. Opis obiektu mostowego leży na pograni-

czu informacji wielkoprzestrzennej objętej ramami GIS

a danymi o większej szczegółowości, stanowiącymi część

modelu BIM.

Obecnie większość dostępnych na rynku pakietów opro-

gramowania przystosowana jest do specyfiki budownic-

twa kubaturowego. Poza wyżej wymienionymi aspektami

technologicznymi i brakiem jednolitych standardów

skupionych na budownictwie mostowym trudności może

sprawiać już samo odzwierciedlenie geometrii obiektu

mostowego. Wynika to ze specyficznej wrażliwości geo-

metrycznej mostu, którego ukształtowanie w planie i pro-

filu narzuca niweleta ciągu komunikacyjnego przybierają-

ca często złożoną postać. Kreślone w planie linie, krzywe

przejściowe i łuki w połączeniu ze zmienną geometrią

profilu drogi lub linii kolejowej prowadzą do operowania

na skomplikowanych matematycznie formach, w które

należy wpasować bryłę obiektu, jak i wszystkie elemen-

ty powiązane z nim technologicznie i funkcjonalnie.

Modelowanie mostów w najbardziej popularnych dziś

narzędziach wymaga zatem niejednokrotnie zastępowa-

nia dostępnych funkcji rozwiązaniami prowizorycznymi,

wykorzystywania ich w innym niż dedykowanym celu lub

Rys. 1. Parametryzacja przekroju typowego wiaduktu drogowego

40

wdrożenia rozwiązań pozwalających na automatyzację

niektórych czynności.

W artykule przedstawiono proponowane podejście

w tworzeniu geometrycznego odzwierciedlenia wybra-

nych obiektów mostowych przy wykorzystaniu jednego

z popularniejszych pakietów modelowania – Revit.

Powstały w ten sposób model może być wykorzysta-

ny dalej w procesach BIM. Skupiono się na przykładzie

typowego wiaduktu drogowego oraz dwóch złożonych

konstrukcjach, na potrzeby których proces modelowania

uzupełniono o indywidualnie przewidziane rozwiązania

programistyczne i techniczne. Zaznaczono podstawowe

problemy i luki, przez które przepływ informacji w ramach

BIM może być niepełny. Przedstawiono propozycje ich

rozwiązania lub ominięcia. Opisane spostrzeżenia i wnio-

ski mają zastosowanie także do innych pakietów i mogą

mieć wpływ na jakość modelowanej informacji o budowli.

Część tych aspektów, zwłaszcza w kontekście modelowa-

nia podpór obiektów mostowych, przywołano też w [7].

Typowe wiadukty drogowe w środowisku BIMBetonowe, sprężone ustroje płytowo-belkowe, zwykle

dwu- lub trójdźwigarowe, obok ustrojów płytowych

stanowią jedne z powszechniej stosowanych rozwiązań

w budownictwie mostowym, zwłaszcza w przypadku

wiaduktów drogowych budowanych nad drogami kra-

jowymi, ekspresowymi czy autostradami lub w ich ciągu.

Pomimo swojej powszechności każdy obiekt tego typu

wyróżnia się ściśle wyprowadzoną geometrią nawiązującą

do przebiegu niwelety. Ze względu na techniczne wymo-

gi konstrukcyjne górna powierzchnia obiektu mosto-

wego nigdy nie pokrywa się z płaszczyzną poziomą, ale

podąża za spadkiem podłużnym ciągu komunikacyjnego.

W przekroju poprzecznym konstruuje się ponadto spadki

poprzeczne, odprowadzające wody opadowe w kierunku

osi odwadniania. Ten oczywisty fakt sprowadza mode-

lowanie obiektu mostowego do definiowania zawieszo-

nych w przestrzeni brył, umownie jedynie dowiązanych

do pewnego referencyjnego poziomu odniesienia.

Poziomami zwykle oznacza się kondygnacje obiektu

kubaturowego. Tam, gdzie modelowana jest idealnie

pozioma powierzchnia, istnieje możliwość dowiązania się

do jej charakterystycznych punktów i krawędzi obwiedni.

Łatwa jest wówczas ręczna edycja położenia podrzędnych

względem powierzchni elementów. Ma to znaczenie

zwłaszcza w ujęciu ręcznego definiowania położenia

elementów modelu, przy którym znaczenie mają przede

wszystkim relacje między obiektami, a nie współrzędne

bezwzględne.

Podstawowym elementem modelu obiektu mostowego

jest niweleta ciągu komunikacyjnego. Przekazywana

następnie wraz z trójwymiarowym modelem terenu może

zostać wczytana do pakietu modelowania geometrii

mostu. Jeżeli dane drogowe wydano w powszechnym

formacie DWG, możliwe jest bezpośrednie wstawienie

odniesienia do pliku, zaś wektorowe obiekty wczytanej

Rys. 2. Model wiaduktu drogowego: a) widok ogólny modelu, b) model do analiz numerycznych

Rys. 3. Widok z boku i przekrój poprzeczny mostu św. Kingi w Starym Sączu

m o s t y t e m a t n u m e r u

41

w ten sposób struktury CAD mogą stanowić bazę, do któ-

rej dowiązane zostaną elementy modelu BIM. W ramach

prac nad sposobami odzwierciedlenia ustrojów nośnych

typowych wiaduktów drogowych opracowano ich spa-

rametryzowany przekrój poprzeczny. Wykazano, że opis

geometrii przekroju jest możliwy przy wprowadzeniu

34 parametrów liczbowych i dwóch parametrach typu

prawda/fałsz (rys. 1). Za poprawne sterowanie wierzchoł-

kami przekroju odpowiadają ponadto 44 dodatkowe

wielkości wymiarowe, obliczane automatycznie.

Sparametryzowany przekrój obiektu mostowego rozcią-

gany jest następnie wzdłuż osi wyznaczającej bieg niwele-

ty ciągu komunikacyjnego. W proponowanym podejściu

przekrój przypisano do elementu typu rama konstrukcyj-

na (belka), której oś pokrywa się z osią niwelety. Możliwe

jest wykorzystanie obiektów innego typu, jednak wpływa

to na zachowanie obiektu w modelu podczas dalszej

obróbki lub analiz. Przekrój zaczepiono mimośrodowo

względem osi belki tak, by jej położenie odpowiadało

punktowi wskazanemu przez rzędną wysokościową ozna-

czoną na rys. 1 jako ±0,000. Na odcinku niwelety, gdzie

w planie występują krzywa przejściowa lub łuk poziomy,

a w profilu wprowadzono jednostajny spadek lub łuk

pionowy, większość środowisk modelowania wprowadza

dyskretyzację tego odcinka i odwzorowanie go w formie

krzywej łamanej. By uniknąć segmentowania bryły przę-

sła, proponuje się wówczas zastąpienie wielolinii łamanej

krzywą wielomianową wyższego stopnia (np. krzywą

B-sklejaną, tzw. spline). Przykładowy model typowego

wiaduktu drogowego pokazano na rys. 2.

Brak spójności informacji wprowadzanych do modelu

BIM w ramach prac w środowisku zaprojektowanym pod

kątem budownictwa kubaturowego widać zwłaszcza

na modelach do analiz numerycznych, generowanych

jednocześnie podczas definiowania fizycznej, bryłowej

geometrii obiektu mostowego. W kontekście informacji

wprowadzanej jednorazowo do modelu często pracu-

je się na zasadzie, według której każdy obiekt fizyczny

o znaczeniu konstrukcyjnym skojarzony jest z odpowia-

dającym sobie uproszczonym obiektem w modelu MES,

np. prętem lub powłoką. W środowisku Revit obiekt taki

nazywany jest elementem analitycznym, a model MES

– modelem analitycznym. Modelowanie przęsła obiek-

tu mostowego przy użyciu belki rozciągniętej wzdłuż

niwelety, pomimo swojej technicznej prostoty, pozosta-

wia po sobie ślad w postaci pojedynczego pręta, zamiast

zwykle modelowanych rusztowych układów prętowych

lub prętowo-powłokowych (rys. 2b). Uzyskanie rusztowe-

go modelu analitycznego ustroju nośnego wymagałoby

wprowadzenia bryłowych elementów – belek i stężeń

ułożonych na kształt rusztu, co zaburza z kolei fizyczny

Piśmiennictwo

1. Bradley A., Li H., Lark R., Dunn S.:

BIM for infrastructure: An overall

review and constructor perspec-

tive. „Automation in Construc-

tion”, vol. 71, 2016, s. 139-152.

2. Budowa obwodnicy Starego

Sącza – Obejście Starego Sącza

i Nowego Sącza lewym brze-

giem Dunajca. Etap I – połącze-

nie drogi krajowej nr 87 z drogą

powiatową nr 25 359 Chełmiec –

Gołkowice z wyłączeniem części

inwestycji pozostającej na terenie

zamkniętym PKP. Most przez Du-

najec, projekt wykonawczy. Fir-

ma Projektowa Wanecki

Sp. z o.o., Gliwice 2007.

3. Budowa estakady łączącej ulicę

portową z Perseusza w Gliwicach,

projekt wykonawczy zamienny.

Firma Projektowa Wanecki

Sp. z o.o., Gliwice 2011.

4. Ciejka W.: Podwieszone mosty

Małopolski. „Nowoczesne Bu-

downictwo Inżynieryjne”,

maj – czerwiec 2009, s. 54-56.

5. Rozporządzenie Ministra In-

frastruktury i Rozwoju z dnia

11 września 2014 r. w sprawie

samodzielnych funkcji tech-

nicznych w budownictwie

(Dz.U. z 2014 r., poz. 1278).

6. Kang T.W., Hong C.H.: A study

on software architecture for ef-

fective BIM/GIS-based facility

management data integration.

„Automation in Construction”,

vol. 54, 2015, s. 25-38.

7. Jasiński M., Płaszczyk T., Sala-

mak M.: Modelowanie geometrii

wybranych elementów konstruk-

cji podpór obiektów mosto-

wych w technologii BIM. „Mosty”,

5/2016, s. 22-27.

8. Jasiński M., Płaszczyk T., Tkocz T.,

Salamak M.: Programowanie

graficzne i technologia BIM przy

parametryzacji obiektów mosto-

wych. „Mosty”, 1/2018, s. 28-34.

9. Jędryczka R.: CityGML w świetle

interoperacyjności trójwymia-

rowych danych geoprzestrzen-

nych. Archiwum Fotogrametrii,

Kartografii i Teledetekcji, vol. 20,

2009, s. 161-171.

Rys. 4. Widok ogólny modelu mostu św. Kingi w Starym Sączu

obraz modelu. Rozwiązaniem tego problemu może być

implementacja algorytmów i nakładek, które rozpoznają

wprowadzone do modelu parametry geometryczne

przęsła i jego przekroju, a następnie zbudują model

bezpośrednio w środowisku do analiz numerycznych.

Jedną z tych możliwości daje implementacja graficznych

języków programowania, o których wspomniano w dal-

szej części publikacji.

Złożone konstrukcje mostowew środowisku BIMMost św. Kingi w Starym Sączu

Most św. Kingi wybudowano w Brzeznej w województwie

małopolskim, przekraczając Dunajec i przyległe tereny

zalewowe. Obiekt stanowi integralną część obwodnicy

Starego Sącza, poprowadzonej wzdłuż drogi wojewódz-

kiej nr 969 Nowy Targ – Stary Sącz i doprowadzającej

ruch do drogi krajowej nr 87. Przeprawę zaprojektowano

w postaci trójprzęsłowego mostu podwieszonego o cał-

kowitej długości 300,98 m, na którą składają się środkowe

przęsło nurtowe o długości 143,00 m oraz przęsła skrajne

o długości 77,92 m każde [2, 4] (rys. 3).

Przekrój ustroju nośnego stanowi skrzynka o wysokości

3,40 m, na którą składają się dwie płyty betonowe: górna

o całkowitej szerokości 16,60 m oraz dolna o szerokości

7,12 m. Płyty połączono ażurowymi środnikami zapro-

jektowanymi w formie stalowych, odchylonych od pio-

nu kratownic. Zespolenie krzyżulców z płytami górną

i dolną zrealizowano jako miejscowe, w którym funkcje

łączników pełnią zestawy trzech blach otworowych.

Obie płyty sprężono centrycznie w kierunku podłużnym

oraz poprzecznie. Sprężenie podłużne uzupełniono

o prowadzone zewnętrznie sprężenie bez przyczepności,

rozłożone pomiędzy belkami krawędziowymi płyty dolnej.

We wnętrzu przekroju, w miejscach zakotwień cięgien

podwieszenia, zaprojektowano stalowe zastrzały łączące

obie płyty oraz sprężenie pionowe typu Macalloy, zapew-

niające docisk stalowych elementów bloków kotwiących

do powierzchni płyt. Obiekt wybudowano w technologii

nasuwania podłużnego z wykorzystaniem tymczasowych

podpór montażowych. Podwieszenie zrealizowano po na-

sunięciu konstrukcji przęseł (rys. 4).

Wszystkie wymienione wyżej elementy podążają za ni-

weletą drogową wyznaczoną jako linia w planie i łuk

kołowy wypukły w przekroju podłużnym. Problem po-

kazany na przykładzie typowych wiaduktów drogowych

nasila się jeszcze bardziej w systemach konstrukcyjnych

złożonych z kilkuset elementów, spośród których każdy

ma własne położenie w przestrzeni, obroty i cechy

geometryczne. Most św. Kingi jest układem utworzonym

przez ponad 1500 elementów, pomijając elementy wy-

posażenia, zbrojenie czy sprężenie. Spośród wszystkich

elementów, każdy ma swój określony typ i odzwiercie-

dlenie w modelu BIM, skojarzony z nim zestaw parame-

trów oraz miejsce w późniejszych procesach zarządza-

nia informacją. Wybrane elementy składowe modelu

przedstawiono w tab. 2.

42

Odpowiednie rozmieszczenie i powiązanie ze sobą

elementów tak złożonego modelu, gdzie współrzędne

początku, końca czy punktu bazowego ustalane są in-

dywidualnie dla każdego elementu z osobna, wymaga-

ją sporego nakładu czasu i pracy. Kwestię komplikuje

dodatkowo fakt operowania na względnym położeniu

elementów, a nie ich lokalizacji bezwzględnej. Ograni-

czona jest ponadto zdolność dopasowania istniejących

już elementów do zmieniających się w trakcie zadania

warunków brzegowych, np. niwelety ciągu komunika-

cyjnego. Dopasowanie polegałoby na ręcznym przesu-

nięciu każdego z elementów we właściwe położenie.

W ramach rozpoznania możliwości narzędziowych

przy modelowaniu złożonych konstrukcji mostowych

wykorzystano środowisko programowania graficznego,

w ramach którego opracowano skrypt odpowiedzialny

za obliczanie położenia elementów, a następnie ich de-

finiowanie w modelu. Idea programowania graficznego

opiera się na tworzeniu sieci powiązanych ze sobą funk-

cji, tzw. węzłów [8]. Każdy węzeł w sieci przyjmuje dane

wejściowe określonego typu, przetwarza je i przekazuje

dalej. Pojedynczy węzeł odpowiada za określony typ

operacji, np. logiczną lub arytmetyczną. Poza liczbami

operuje się też na bardziej złożonych typach danych, np.

obiektach geometrycznych. Do popularnych w budow-

nictwie i architekturze środowisk programowania gra-

Położenie elementu w modelu Charakterystyka elementu

Krzyżulce środników kratowych (356 elementów)

Rama konstrukcyjna o zmiennej długości i zmiennym kącie obrotu

blach węzłowych

Zastrzały poprzecznic wantowych (96 elementów)

Zastrzały zewnętrzne i wewnętrzne

Rama konstrukcyjna o zmiennej długości. Parametryzacja kształtu

i obrotu blach węzłowych

Węzły poprzecznic wantowych (72 elementy)

Węzły górne i dolne

Modele ogólne o zmiennym kącie obrotu. Parametryzacja kształtu

i położenia blach i żeber

Betonowe bloki węzłów krzyżulców kratowych (362 elementy)

Bloki górne i dolne

Modele ogólne o zmiennych kątach obrotu w trzech kierunkach

Tab. 2. Wybrane elementy modelu i zakres parametryzacji

m o s t y t e m a t n u m e r u

43

Rys. 5. Fragment skryptu Dynamo odpowiedzialnego za generowanie środników kratowych mostu św. Kingi

Rys. 6. Zmienność niwelety estakady Heweliusza i jej wpływ na wysokość ustroju skrzynkowego

Rys. 7. Widok ogólny modelu estakady Heweliusza

w Gliwicach

ficznego można zaliczyć Dynamo i pakiet Grasshopper.

Na rys. 5 przedstawiono część skryptu Dynamo odpo-

wiedzialną za generowanie układu krzyżulców mostu

św. Kingi, obliczanego na podstawie łuku kołowego de-

finiującego kształt niwelety drogowej. W tle sieci węzłów

przedstawiono wizualizację obliczonej geometrii. Czas

wykonania skryptu obliczającego i tworzącego układ

356 krzyżulców środników kratowych wyniósł około

15 minut. Analogicznie zbudowane skrypty wykorzysta-

no przy budowie większości powtarzalnych elementów

modelu mostu.

Estakada Heweliusza w GliwicachEstakada Heweliusza jest pięcioprzęsłowym wiaduktem

skrzynkowym poprowadzonym w ciągu drogi łączącej

ul. Perseusza z ul. Portową w Gliwicach. Wybudowany

łącznik został oddany do użytku w 2012 roku i połączył

osiedle Kopernika z południowo-zachodnią częścią

miasta. Przeprowadza ruch kołowy nad liniami kolejowy-

mi: nr 137 Katowice – Legnica, nr 168 Gliwice – Łabędy,

pobliską stacją towarową i bocznicami [3].

Obiekt zrealizowano w technologii nasuwania po-

dłużnego z tymczasowymi podporami montażowymi,

zapewniając jednocześnie ciągłość ruchu kolejowego

prowadzonego pod obiektem. Ustrój nośny stanowi ty-

powa skrzynka żelbetowa sprężona podłużnie kablami

wewnętrznymi prowadzonymi centrycznie względem

Rys. 8. Konstrukcja estakady Heweliusza (po lewej) z nałożonym na obraz modelem BIM i widokiem na zbrojenie (po prawej)

środka ciężkości przekroju oraz zewnętrznymi kablami

docelowymi, ułożonymi we wnętrzu ustroju. Wiadukt

nawiązano w profilu do zmiennej niwelety, która

od strony południowo-zachodniej przebiega z jedno-

stajnym spadkiem, by po około 46 m od osi podpory

skrajnej przejść w wypukły łuk kołowy. Technologia

wykonania ustroju wymusza wprowadzenie jednolitej

powierzchni poślizgu, a zatem zaprojektowanie pod-

niebienia dolnej płyty jako powierzchni walcowej o sta-

łym promieniu. W połączeniu ze zmienną na długości

obiektu niweletą prowadzi to tym samym do zróżnico-

wanej w początkowych segmentach wysokości ustroju

(rys. 6).

Model opracowano na potrzeby tworzonej w ramach pro-

jektu B+R mobilnej aplikacji InfraSmARt-Inspection, której

zadaniem jest wspomaganie przeglądów mostów przez

wykorzystanie poszerzonej rzeczywistości (AR, ang. Aug-

mented Reality), co wpisuje się w ideę wykorzystania mo-

delu BIM na różnych etapach cyklu życia obiektu. Z uwagi

na zastosowanie AR wymagane jest tu wierne odzwiercie-

dlenie geometrii estakady oraz położenia elementów z nią

związanych. Model powstał w środowisku Revit na pod-

stawie płaskiej dokumentacji (papierowej i elektronicznej),

wizji i pomiarów terenowych oraz danych archiwalnych

procesu budowy, pozyskanych u zarządcy obiektu. Model

uzupełniono o elementy systemu sprężenia, zbrojenie

wybranych podpór i segmentu ustroju nośnego oraz wy-

posażenie. Całość pracy oparto na współdzieleniu modelu

za pośrednictwem dysku chmurowego.

Na potrzeby zadania opracowano specjalny sparame-

tryzowany przekrój obiektu mostowego – tym razem

skrzynkowego, który umożliwia uwzględnienie jego

zmiennej wysokości. Ustrój podzielono na segmenty

odpowiadające rzeczywistemu etapowaniu budowy

ustroju nośnego, wynikające z technologii nasuwania

podłużnego. Pojedynczy segment powstał przez zespo-

jenie kilkudziesięciu, gęsto rozmieszczonych przekro-

jów skrzynkowych o różnych parametrach, ujmując

w ten sposób wygięcie segmentu wzdłuż osi niwele-

ty, zmianę wysokości skrzynki oraz zmienny wysięg

wsporników pod osłony przeciwporażeniowe. Część

zadań wsparto skryptami utworzonymi w językach pro-

gramowania graficznego Dynamo i tekstowego, które

po kompilacji użyto w formie wtyczek w programie

Revit. Z uwagi na brak dedykowanych klas mostowych

i systemowych do odwzorowania elementów sprężenia

wykorzystano przewody elastyczne ujęte w ramach

bibliotek instalacyjnych i sanitarnych, z kolei większość

elementów wyposażenia bazuje na uniwersalnych

typach, m.in. modelach ogólnych. Model estakady

Heweliusza pokazano na rys. 7.

PodsumowanieJednym z atrybutów technologii BIM jest trójwymiarowy

model obiektu. Kwestie obejmujące zagadnienia mo-

delowania geometrii i semantyki danej budowli, choć

zaliczane do nurtu tzw. małego BIM (ang. little BIM), wpły-

wają istotnie na jakość całego procesu obejmującego

zarządzanie informacją i historią o obiekcie budowlanym

na różnych etapach jego cyklu życia.

W artykule przedstawiono wybrane aspekty modelowania

typowych i złożonych obiektów mostowych w kontekście

ich późniejszego wykorzystania w procesie BIM. Z punktu

widzenia celów, którym mogą służyć, takich jak inwen-

taryzacje powykonawcze czy inspekcje prowadzone

z wykorzystaniem poszerzonej rzeczywistości, skaningu

laserowego czy fotogrametrii, niemożliwe jest zastąpienie

tak utworzonych obrazów budowli odzwierciedleniem

uproszczonym lub płaskim, choćby szczegółowo opisanym,

nawet jeśli jego elementy odpowiednio sklasyfikowano

i nasycono informacją. Decyzje podjęte na etapie tworzenia

podwaliny pod zbiór danych o obiekcie, w tym przy budo-

wie trójwymiarowego modelu obiektu, mogą mieć wpływ

na użyteczność tych danych w przyszłości.

Z uwagi na powyższe w artykule zdecydowano się

przeanalizować możliwości i luki w sposobie odzwiercie-

dlania obiektów mostowych, przywołując jednocześnie

narzędzia i podejście ułatwiające prace nad modelem.

Wykorzystano do tego środowisko Revit jako jedno

z popularniejszych w branży budownictwa kubaturowe-

go, choć przywołane trudności i rozwiązania możliwe

są do przeniesienia także na inne platformy i procesy.

Część opisanych metod jest możliwa do wykorzystania

i integracji w innych obszarach, w tym polegających

na eksporcie bądź imporcie informacji oraz ich analizie

i wnioskowaniu. Zaproponowane w artykule podejście

pozwala obejść braki występujące w obecnie dostęp-

nym oprogramowaniu. W treści przywołano zakres para-

metryzacji typowych i złożonych obiektów mostowych,

możliwość automatyzacji z wykorzystaniem programo-

wania graficznego oraz zwrócono uwagę na ten zakres

informacji z dziedziny budownictwa infrastrukturalnego,

których nie obsługuje część dostępnych dziś pakietów,

rozwiązań i standardów.