Проектирование эстакад: новые технологии? 

Когда слышишь ?новые технологии в проектировании эстакад?, сразу лезут в голову картинки из футуристичных журналов: роботы-сварщики, бетон, который сам себя укладывает, и цифровые двойники, живущие своей жизнью в облаке. На практике же всё часто упирается в куда более приземлённые, но от этого не менее сложные вещи. Главный вопрос, который мы на самом деле решаем, — не как прикрутить к проекту самый модный софт, а как эта ?новизна? поможет пройти экспертизу, уложиться в бюджет, который вечно пытаются урезать, и построить объект, который простоит без проблем лет пятьдесят, а не до первой серьёзной зимы. Вот об этом и хочу порассуждать, отталкиваясь от своего опыта, в том числе и в смежных областях, типа энергетики.

BIM: не панацея, а инструмент. Иногда тупой

Начну с BIM, раз уж все о нём говорят. Да, сейчас без информационного моделирования никуда, это уже не новость, а стандарт де-факто для крупных объектов. Но вот в чём загвоздка: на бумаге (вернее, на экране) всё идеально стыкуется, а на стройплощадке обнаруживается, что арматурный каркас от одного подрядчика наползает на закладную деталь от другого. Или монтажники приходят с чертежами, выгруженными из этой самой модели, а там размеры ?плавают?. Проблема не в самой технологии, а в её применении. BIM — это не волшебная кнопка ?спроектировать?, это жёсткая дисциплина для всех участников: проектировщиков, геодезистов, генподрядчика.

У нас был проект транспортной эстакады, где мы плотно интегрировали BIM с геоподосновой. Казалось бы, что может пойти не так? А пошло. Данные по грунтам, переданные в формате, который ?съедал? нашу платформу, пришлось переводить вручную, потеряли неделю. Новые технологии упираются в старые, человеческие факторы и разрозненные стандарты. Ценность BIM раскрывается не когда ты рисуешь 3D-модель, а когда по ней автоматически формируется ведомость материалов для закупки или когда подрядчик, вроде ООО Шэньси Чжунхэ Электроэнергетическая Инжиниринговая, с которым мы иногда пересекаемся по смежным вопросам электроснабжения объектов, может чётко увидеть точки подключения временного электроснабжения на модели. Это конкретная экономия времени и денег.

И ещё момент про ?тупость?. Софт часто предлагает ?оптимальные? решения, основанные на заложенных алгоритмах. Но он не знает, что на 35-м километре трассы местный карьер прекратил поставку щебня определённой фракции, и теперь логистика удорожает бетон на 15%. Или что для опоры №127 придётся закладывать нестандартный анкер, потому что при бурении скважины наткнулись на старый, нигде не учтённый фундамент. Вот здесь и начинается настоящее проектирование — на стыке идеальной цифровой модели и неидеальной реальности.

Материалы: между ?супер-пупер? и ?проверено годами?

Тут тоже много шума. Каждый год появляются новые марки стали, композиты, добавки в бетон. Искушение применить самое современное велико, особенно когда хочешь сделать проект ?знаковым?. Но. Во-первых, сертификация. Любой новый материал в несущих конструкциях — это долгий и дорогой путь согласований. Во-вторых, ремонтопригодность. Что будет с этой супер-сталью через 30 лет? А если её придётся варить в полевых условиях для ремонта? Будет ли у региона через десятилетие специалисты и технологии для работы с этим композитом?

Мы однажды ?обожглись? на фибробетоне для плиты проезжей части. Лабораторные испытания показывали фантастические результаты по трещиностойкости. На деле, при вибрации укладки в условиях ветра и низких температур (строительство шло осенью), распределение фибры оказалось неравномерным. В итоге получили локальные участки с характеристиками ниже расчётных. Пришлось усиливать. С тех пор отношение к ?новинкам? очень осторожное. Чаще выигрыш приносят не революционные материалы, а эволюционные улучшения проверенных: например, более точный подбор состава тяжёлого бетона с современными пластификаторами, что позволяет оптимизировать сечение элементов. Это менее эффектно, но надёжнее.

Иногда ?новая технология? — это грамотное комбинирование старого. Как-то проектировали эстакаду в сложных грунтах. Вместо того чтобы городить сложную систему свай, применили проверенную технологию ?стена в грунте? для подпорных стен, а сверху — сборный железобетонный пролёт. Просто, надёжно, и все монтажники знают, как с этим работать. Скорость строительства была выше, чем у соседнего объекта с ?продвинутым? решением.

Расчёт и анализ: когда мощностей слишком много

Современные расчётные комплексы (типа SCAD, ЛИРА) — это монстры, способные просчитать всё, что угодно. Можно моделировать нелинейные деформации, сейсмику, динамику от ветровых пульсаций. Возникает соблазн ?посчитать всё?. Но часто это приводит к параличу анализа. Ты получаешь гору данных, в которых тонешь. Важнейший навык сегодня — не умение запустить сложный расчёт, а умение определить, какие именно расчёты критически важны для данного конкретного объекта.

Для типовой городской эстакады с пролётами 30-40 метров избыточно моделировать каждый сварной шов в ортотропной плите. Это пустая трата времени. А вот для большепролётной эстакады через реку детальный анализ усталостной прочности узлов — это must have. Ошибка здесь — попытка применить ?тяжёлую артиллерию? ко всем задачам подряд. Иногда достаточно старого доброго ручного поверочного расчёта в Excel для какого-нибудь вспомогательного элемента, чтобы убедиться в его работоспособности. Это и есть профессиональный опыт — знать, где можно сэкономить интеллектуальный ресурс без ущерба для качества.

Кстати, о смежных расчётах. При проектировании развязок часто забывают про молниезащиту и заземление, оставляя это ?на потом?. А потом оказывается, что проложить контур заземления по готовым фундаментам — та ещё задача. Тут, кстати, опыт коллег из энергетической сферы, тех же специалистов ООО Шэньси Чжунхэ Электроэнергетическая Инжиниринговая, которые как раз занимаются проектированием в электроэнергетике, был бы очень кстати на ранних этапах. Потому что их ?новые технологии? — это, например, точные расчёты электромагнитной обстановки или современные системы релейной защиты, которые тоже требуют своего места и подводки.

Координация: самая старая и вечная проблема

Все технологии разбиваются о стену плохой коммуникации. Можно иметь самый продвинутый BIM-сервер, но если сметчик берёт данные из устаревшей версии файла, а генподрядчик использует бумажные чертежи двухмесячной давности, — крах неизбежен. Новая технология здесь — это даже не софт, а чёткие регламенты обмена данными. Мы внедрили простейшее правило: все официальные запросы и ответы — через систему управления проектами, с уведомлениями. Это сократило количество ошибок из-за ?я тебе в мессенджере скидывал? на порядок.

Особенно остро стоит вопрос с инженерными сетями. Проектируешь эстакаду, согласовал трассировку, и тут приходит ответ от водоканала: ?У вас на отметке минус 2 метра проходит наша магистраль, переносите опору?. А всё потому, что цифровая карта сетей у них не актуализирована. Приходится организовывать совместные выезды, ?прозванивать? трассы. Это та область, где новые технологии в виде единых геоинформационных пространств города очень нужны, но внедряются мучительно медленно.

И да, про подрядчиков. Лучшая технология бесполезна, если строительная организация не готова её ?переварить?. Бывало, передавали деталировку в формате, удобном для ЧПУ-станков (те же отправочные марки стали), а на заводе-изготовителе всё равно всё перемеряли вручную и чертили заново. Приходится подстраиваться под реальный уровень партнёра, а не навязывать своё. Иногда ?новое? — это обучение людей старой, но правильной технологии контроля сварных соединений ультразвуком, а не просто простукиванием молотком.

Что в сухом остатке? Технологии vs. здравый смысл

Так есть ли новые технологии в проектировании эстакад? Безусловно. Но они не лежат в одной волшебной коробке. Это комплекс: от новых норм расчёта (СП, учитывающие опыт аварий) до методов полевого контроля с помощью дронов и лазерного сканирования, которые позволяют быстро сравнить ?что построили? с ?что спроектировали?. Это и цифровые журналы работ, и метки RFID в бетоне для отслеживания его созревания.

Но ядром остаётся инженерная мысль. Все эти инструменты лишь усиливают её, но не заменяют. Самый совершенный софт не задаст вопрос: ?А не проще ли здесь сместить пилон на 10 метров в сторону и обойти зону слабых грунтов, даже если это удлинит трассу?? Это решает человек, опираясь на опыт, в том числе и на опыт неудач. Новые технологии должны работать на эту мысль, а не подменять её.

Поэтому, когда меня спрашивают про тренды, я говорю не про конкретные программы или материалы, а про подход. Это интеграция, дисциплина данных и трезвая оценка применимости любого, даже самого блестящего, решения к условиям конкретной площадки, конкретного бюджета и конкретных людей, которые будут это строить и эксплуатировать. Всё остальное — инструменты. Пусть и очень мощные. Как, например, инструменты для проектирования энергосистем, которые используют наши коллеги-энергетики. Ведь в конечном счёте, эстакада — это не только бетон и металл, но и те самые инженерные сети, что по ней пройдут, и те электросети, что её будут освещать и питать оборудование. И это тоже часть общего технологического цикла, где новое приживается только тогда, когда приносит реальную, осязаемую пользу, а не просто выглядит современно.