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欧洲桥梁的未来会怎样?

03 十二月 2024

欧洲拥有世界上一些最具标志性的桥梁,但为了确保下一代桥梁能够经受住时间的考验,桥梁行业是如何改进其建造方法的呢?卡特琳·琼斯报道。

挪威新索特拉桥项目挪威新索特拉桥项目(图片:Norconsult)

近年来,欧洲已成为桥梁项目中心,这主要是由于欧洲大陆对先进基础设施的需求不断增长,以改善互联互通并促进经济增长。这些项目通常涉及复杂的工程技术、庞大的预算和尖端科技。

挪威的新索特拉桥项目堪称创新典范,据称是世界上最大的全数字化桥梁设计项目。作为555号国道索特拉连接线的一部分,这座桥梁是连接索特拉岛和挪威第二大城市卑尔根的9.4公里国道的一部分。该桥梁将提升交通运输能力,方便行人和自行车通行,并促进鱼类、石油和天然气的出口。

高要求

该项目价值198亿挪威克朗(17.4亿欧元),是欧洲最大的基础设施项目之一,采用公私合营(PPP)模式实施。2021年9月,由意大利Webuild、西班牙FCC Construcción和韩国SK E&C组成的Sotra Link联合体中标,Norconsult随即启动了08区新索特拉桥的详细设计工作,该桥是该项目11个子区域之一。这座桥梁计划为四车道悬索桥,并设有人行道,其设计和建造均采用数字化流程。

Norconsult 开发了新的数字方法和选定的工具,以确保在这个复杂的项目中进行高效的设计和施工。仅新索特拉桥就涉及大约一百万个物体和 6000 万个数据点。

新索特拉大桥项目有望为数字基础设施项目树立先例,利用先进的数字工具和可持续的解决方案来简化欧洲的大规模基础设施设计和建设。

Thomas Østgulen,Norconsult 桥梁 BIM 经理和开发人员 Thomas Østgulen,Norconsult 桥梁 BIM 经理和开发人员(照片:Norconsult)

Norconsult公司桥梁BIM经理兼开发人员Thomas Østgulen强调了新索特拉大桥项目中严格信息管理的重要性。“这是一个BIM 3级项目,”他解释说,“我们对模型和信息的要求非常高。”

鉴于涉及的数据量庞大,对各项属性和数据点进行标准化至关重要,这可以避免混淆,并确保整个项目的准确性。Østgulen 指出,定义属性集的工作量非常大。为每个元素建立结构化数据,使得查看和识别桥梁的各个部分变得轻而易举。

Norconsult 开发了自己的自动化验证系统,以确保每次模型更新都符合所需的属性、正确的格式和允许的值。

由于其创新性的方法,Norconsult 设计的这座桥梁在 10 月份于美国圣地亚哥举行的 Autodesk 设计与制造奖中荣获“最具创新性的 Autodesk 平台服务应用”奖项。

Østgulen强调了在合同要求所有官方文件均以挪威语提供的项目中所面临的语言和文化挑战。由于Sotra Link团队的大部分成员来自挪威境外,Norconsult在项目模式中加入了挪威语和英语双语支持。

这种方法可以减少语言和文化障碍,确保本地团队和国际团队能够更有效地协作。Østgulen 指出:“该模型同时包含挪威语和英语,从而打破了语言障碍;同时,由于模型遵循 ISO 标准而非国家指南,也消除了文化障碍。” 这也有助于与当地可能缺乏大型数字化项目经验的分包商进行沟通。

利用BIM技术,该项目在施工现场之前就解决了大部分问题,从而节省了时间并减少了施工错误的可能性。以往可能导致代价高昂的延误的问题,现在都得到了及早发现和改进,从而实现了更高效、更高质量的施工流程。

Eirik Wie Furunes,Norconsult 桥梁工程负责人 Norconsult 桥梁工程负责人 Eirik Wie Furunes(照片:Norconsult)

Norconsult桥梁工程负责人Eirik Wie Furunes强调,政府和客户的支持对于实现如此高水平的数字化项目至关重要。在回顾新索特拉大桥项目时,他表示:“如果没有政府和客户的切实要求,该项目的数字化规模可能不会达到如此程度。”

Furunes 强调了那些“相信这套系统”并理解对数字化流程的投资从长远来看会带来附加价值的客户的价值。

弗鲁内斯指出,挪威在建筑业数字化方面采取的方法独树一帜。他分享了在美国一次会议上的经历:一些美国设计公司问他,为什么他们无法让客户支持像挪威那样高水平的数字化发展。弗鲁内斯将此归因于挪威的数字化战略,该战略由政府通过具有约束力的合同强制执行。

“你必须要有创新精神,”他说道,并指出最近的合同要求提供创新性的解决方案,而这些方案往往市面上买不到。Norconsult 通过开发定制解决方案来适应这种变化,并与提供新型灵活工具的商业软件合作。“软件公司现在比以往任何时候都更容易在众多程序之间建立这种连接,”他补充道,并指出 Norconsult 的内部系统也支持这些创新。

运输桥梁

在英国,停滞不前的 HS2(高速铁路 2 号线)项目正在重回正轨,但这项庞大的交通运输计划将在 225 公里的扩建过程中严重依赖桥梁连接。

由于公众的交通需求,并非所有桥梁都能在现场建造,英国伯明翰的阿斯顿教堂路桥就是这种情况,这座桥长 84 米。

阿斯顿教堂路桥阿斯顿教堂路桥(照片:HS2)

相反,英国贝尔福·贝蒂公司和法国万喜公司的合资企业聘请了重型起重和运输专家马莫特公司。这家荷兰承包商使用了两辆128轮的自行式模块化运输车,将这座1600吨重的钢筋混凝土桥梁运送到其永久位置。

Balfour Beatty Vinci的项目经理丹·宾斯表示,采用这种方法是为了减少对现有铁路交通的影响。“我们特意选择用轮子移动这座桥梁,这样就可以先离线建造,然后在短短五个小时内将其运送到铁路上,从而大大减少对铁路乘客的影响。”他说道。

在安装现场,施工人员搭建了一个9000平方米的平台,并打入62根桩基以支撑混凝土结构。他们连夜工作了大约五个小时,才将这座横跨现有伯明翰至德比铁路线的桥梁移动并固定好,该铁路线将成为未来高铁二号线(HS2)的一部分。

Binns补充道:“这是一项复杂的工程,由于这座桥梁需要跨越四条现有的英国铁路网线路,因此更具挑战性,需要多年的精确规划和准备。”

据贝尔福·贝蒂公司称,此次工程使用了约4000立方米混凝土和490吨钢筋。未来一年,施工人员将拆除原阿斯顿教堂路,以便为未来的HS2高速列车腾出更多空间。

可持续桥梁建设

虽然创新是现代桥梁建设的关键考虑因素,但桥梁建设的可持续性对于提高欧洲巨型桥梁的结构寿命和最大限度地减少对环境的影响也至关重要。

卡梅伦·阿彻-琼斯,工程咨询集团 COWI 的合伙人兼碳排放负责人工程咨询集团 COWI 的合伙人兼碳排放负责人 Cameron Archer-Jones(右)(图片:COWI)

通过融入可持续的做法,工程师们确保桥梁能够持久耐用,从而减少频繁维修或更换的需求,避免消耗额外的资源和产生废物。

可持续材料和低影响施工方法可以显著减少新建基础设施项目对环境的影响,从减少施工期间的碳排放到保护当地生态系统和水道。

工程咨询集团 COWI 的合伙人兼碳排放负责人 Cameron Archer-Jones 解释了他的公司如何通过保持工程师主导的方式,将可持续实践融入桥梁工程中。

他描述了他们的碳管理流程是如何成为每个项目的核心组成部分,而不是外部附加组件。“我们的观点是,”阿彻-琼斯说,“这项工作必须由团队中合适的人来完成。”

“在COWI,工程师们亲自进行碳排放评估,直接找出减少项目碳足迹的机会。这种即时反馈机制使工程师能够在设计过程的早期发现潜在的碳减排点,从而实现切实有效的减排,进而影响项目的整体可持续性。”

Archer-Jones进一步解释了COWI与英国结构工程师学会(IStructE)共同开发的结构碳排放评级系统。该系统拥有近150座桥梁的数据库,使他们能够对每个设计进行基准测试、跟踪改进情况,并为每个新项目设定更高的标准。

COWI 的评级方法将碳评估引入到工程师的日常实践中,使他们更有信心和能力独立识别和实施节碳策略。

COWIfonden 主席 David MacKenzie 补充说,要实现可持续的解决方案,需要与客户密切合作,因为许多客户都渴望支持环保做法,但又不确定从哪里开始。

COWI通过与客户合作,分享行业知识和最佳实践,帮助弥合这一差距。“如果我们都这样做,就会有好处,”麦肯齐说道。

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