CHONGQING ARCHITECTURAL DESIGN INSTITUTE OF CHINA(CQADI)
지속적인 흐름: 중국의 복잡한 인터체인지 프로젝트 진행을 가속화할 수 있도록 지원한 BIM
토목 엔지니어링
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중국의 고속도로 재건 프로젝트에서 BIM은 다층 구조 솔루션을 구현할 수 있도록 지원했습니다.
충칭에서 진행되는 재건 프로젝트의 핵심은 중국 도시를 가로지르는 3개의 종방향 고속도로입니다. 목표는 도시 지구의 교통 혼잡을 완화하고 충칭과 상하이 간의 연결을 원활하게 하는 동시에 중국 내 다른 지점과의 연결을 개선하는 것입니다. 우타이산 인터체인지 프로젝트는 이 재건 사업의 일부입니다. 2.94km에 달하는 2억 290만 달러 규모의 이 프로젝트가 안고 있는 중요한 과제는 빠듯한 설계 기간과 복잡한 엔지니어링이었습니다. Chongqing Architectural Design Institute of China는 BIM과 오토데스크 기술을 활용해 이러한 과제를 해결했습니다. 이 회사는 포괄적인 인프라 설계를 생성하고 구현하기 위해 다음과 같은 방식을 적용했습니다.
다층 구조에 적합한 솔루션 탐색
기존 고속도로의 개보수에는 수많은 복잡한 문제가 수반됩니다. 우타이산 인터체인지 프로젝트에는 수많은 요소가 중첩되는 문제가 있었습니다.
- 고가도로 및 지상의 주 도로와 보조 도로의 확장
- 고가교 제작
- 기존 교량의 철거
- 지하 통로의 굴착
- 타오화시 교량을 오가는 교통 흐름을 원활하게 하기 위한 보조 도로
이밖에도 프로젝트 기획자는 일련의 엔지니어링 제약 조건에도 직면해야 했습니다.
고속도로가 고밀도의 도심 지역을 가로지르다 보니 팀은 토지 이용과 관련한 고려 사항을 신중하게 관리해야 했습니다.
이 고속도로 프로젝트에는 복잡한 산악 지형의 공사가 포함되었습니다.
3개 층의 고속도로가 포함된 교량, 지하 통로, 다양한 중첩 구조는 까다로운 엔지니어링 상호의존성을 야기했습니다.
이 프로젝트는 조명과 소음 공해에 대한 엄격한 환경 기준을 준수해야 했으며 기존 교통에 미치는 영향도 최소화해야 했습니다.
"여러 지역의 데이터를 확인하고 프로젝트에 참여한 모든 관계자가 반복적으로 정보를 업데이트해야 했습니다. 따라서 우리는 여러 전문가 간의 까다로운 조정 문제를 해결해야 했습니다"라고 하오 푸(Chongqing Architectural Design Institute of China 토목 엔지니어)는 말합니다.
Chongqing Architectural Design Institute of China에서는 이러한 과제를 해결하기 위해 강력한 BIM 솔루션을 구축했습니다.
화시강 교점의 교량 확장
처음부터 3D 모델 작성
인프라 프로젝트를 실제 환경에서 디지털 환경으로 이전하는 과정은 여러 단계로 진행되었습니다.
첫째, 설계 연구소에서 정확한 3D 모델을 작성해야 했습니다. 이를 위해 팀은 드론으로 촬영한 포괄적인 경사 사진을 Autodesk ReCap에 업로드했습니다. 재건 프로젝트의 실시간 3D 모델은 다양한 모델 대안을 검토하고 비교하는 데 사용되었습니다. Civil 3D는 부지, 노선 선정, 도로 노반 설계에도 유용했습니다. Civil 3D 모델에서 파생된 데이터를 Revit으로 내보내면 BIM 전문가가 교량과 지하 통로를 위한 구조 설계 고려 사항을 고려할 수 있습니다. 그들은 Civil 3D로 생성한 설계 경로 제안에 대한 공간 좌표 데이터를 사용하여 교량의 상부 구조를 작성했습니다. 협소한 공간으로 인한 인프라 제약 때문에 프로세스의 모든 단계에서 높은 수준의 정확성이 요구되었습니다.
많은 특수 구조물이 있으며, 파이프라인이 교차하는 구간이 많았기 때문에 엔지니어가 설계 및 분석을 최적화하기 위해서는 절대적인 정확도가 필요했습니다.
—하오 푸(Hao Fu), Chongqing Architectural Design Institute of China의 토목 엔지니어
프로젝트 기획자는 오토데스크 제품군을 활용한 덕분에 원하는 수준의 정확도를 달성할 수 있었습니다. 이는 설계 회사가 복잡한 엔지니어링 문제를 해결하는 데 도움이 되었습니다.
BIM으로 엄격한 환경 규제 충족
이 인프라 프로젝트는 엄격한 환경 영향 기준을 준수해야 했으며 충칭의 도시 밀도는 이 문제를 더욱 어렵게 만들었습니다.
이 팀은 모든 모델을 Infraworks로 가져와 조명 및 소음 오염과 교통 흐름의 변화를 시뮬레이션했으며, 이러한 가상 모델링을 통해 새로운 인프라 매개변수가 엄격한 환경 규정을 충족하는지 확인했습니다.
설계자는 프로젝트 전반에 걸쳐 세부적인 BIM 기능을 통해 효율성을 극대화할 수 있었습니다. 예를 들어, Civil 3D의 토석의 체적과 충전 예측 기능은 자재 운송 비용을 평가하고 주변 환경의 파괴를 최소화하는 데 도움이 되었습니다.
헝셩가 인터체인지 교점
Revit으로 생성한 구조 엔지니어링 수량 목록이 기존의 수기로 작성된 통계 목록을 대체하면서 자재 예측의 정확도가 향상되었습니다.
— 하오 푸 (Hao Fu), Chongqing Architectural Design Institute of China의 토목 엔지니어
클라우드를 통한 협업
고속도로 재건 프로젝트에는 교량, 터널, 교통, 배수, 조경, 조명 등 여러 엔지니어링 전문 분야가 참여했습니다. 이들은 BIM 360 Cloud를 통해 여러 관계자로부터 데이터와 의견을 수집했습니다. 또한 진정한 단일 모델을 사용하여 다양한 정부 부서에서 프로젝트 검토를 수월하게 진행할 수 있었습니다.
검토 시 BIM 360에서 관리되는 데이터를 프로젝트 참여자에게 제공할 수 있어 커뮤니케이션의 효율성과 프로젝트 진행이 대폭 개선되고 설계 변경 사항이 줄고 프로젝트 승인 속도가 빨라졌습니다.
— 하오 푸(Hao Fu), Chongqing Architectural Design Institute of China의 토목 엔지니어
마지막 단계에서 프로젝트 기획자는 Navisworks를 통해 BIM 응용 분야를 확장했습니다. 충돌 검사를 통해 교량과 고가교를 올바른 높이에 배치했습니다. 팀은 최종 프로젝트의 관련 측면을 검토하기 위해 가상 현실을 통해 다양한 시나리오를 직접 체험할 수 있었습니다. 또한 BIM은 조경 대체 구성을 평가하고 낮 동안의 조명 조건이 주행 안전에 어떤 영향을 미치는지 평가하는 데 도움을 주었습니다.
홍시가 인터체인지 교점
까다로운 환경에서의 BIM 실행
Chongqing Architectural Design Institute of China는 3D BIM을 기존의 설계 프로세스에 통합하는과정 통해 주어진 일정과 예산 내에서 프로젝트 목표를 달성할 수 있었습니다. 이를 통해 제안된 프로젝트와 주변 지형 간의 공간 관계를 더 분명하게 정의할 수 있었습니다.
프로젝트 기획자는 잠재적인 설계 문제를 사전에 정확히 파악하여 교정함으로써 비용을 절감할 수 있었습니다. 예를 들어, 처음에는 프로젝트 설계에서 교각1 헝셩(Hengsheng) 인터체인지 구조물의 상호 침투 현상을 간과했지만 BIM의 시각적 모델링과 분석을 통해 교각과 지면 통로를 통합했습니다. 그 결과, 최종 결과물은 새로운 설계 사양을 충족하게 되었습니다.
원활한 설계, 계획 및 분석을 바탕으로 건설된 우타이산 인터체인지 프로젝트는 충칭의 교통 상황을 개선하고 있습니다. 이 인프라 프로젝트는 AEC 2019 Excellence Awards 에서 입상했습니다.
주요 사항
- BIM은 지질 및 구배 고려 사항이 포함된 산악 지역의 인프라 프로젝트를 관리하는 데 도움을 줍니다.
- BIM을 통해 설계자는 다양한 옵션이 포함된 가상 시나리오를 구상하여 시민들이 겪는 교통 차질을 최소화할 수 있습니다.
- 클라우드 협업을 통해 일정을 단축하고 복잡한 설계 솔루션을 해석할 수 있습니다.
토목 엔지니어링을 위한 BIM
연결된 지능형 BIM(빌딩 정보 모델링) 워크플로우를 사용하면 인프라 프로젝트의 성과를 개선할 수 있습니다.