Use of building information modelling in bridge contracting

Abstract

The purpose of this thesis was to examine and develop current bridge building information model usage in the contracting phase, and further to develop a list of best practices for future bridge projects. The thesis examines both technological and theoretical research and development in bridge BIM contracting as well as Skanska’s current ways of working through the thesis’ case study project, the VT6 TaaLa highway development project. The critical examination of past bridge BIM development projects in Finland, as well as examination and testing of BIM interoperability yielded several scenarios toward which project information management may develop towards within the coming years. These development branches are primarily focused either on national or international information management frameworks, which this thesis argues will develop into a third conglomerate option mixing both major branches further.

While the case study results are based upon bridge contracting specifically in Design-Bid-Build and project alliance type contracting, they are applicable with minor alterations to other project and contracting types. It was discovered that an underlying key in deploying future technologies and more integrated BIM project management methods will likely stumble upon a critical mathematical system error in computing, should contractors decide to use global coordinate systems in project coordination. An inadvertent rounding of global coordinate systems in computing causes modeling as well as surveying accuracy to drop significantly, rendering design model information unusable to site personnel.

Deploying native bridge models as well as reference models into the field was deemed as a considerable and necessary development in bridge contracting, increasing both supplier delivery accuracy and minimizing quantity errors and delivery date conflicts. Site foreman work was also significantly improved, combined with the partial incorporation of design team members into the site office staff. Further deployment to field workers was not studied in this thesis, but is was noted as a necessary next step in order to maximize the benefits of bridge BIM contracting.

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia ja kehittää nykyistä siltatietomallien käyttöä urakointivaiheessa, sekä luoda selkeä kokonaisuus parhaista käytännöistä tulevia siltaprojekteja varten. Työssä tarkastellaan sekä alalla tehtyä teknistä että teoreettista tutkimusta ja kehitystä siltojen tietomallipohjaisessa urakoinnissa. Tämän lisäksi työssä tarkastellaan case-yrityksen nykyisiä siltaurakoinnissa havaittuja toimintatapoja käyttäen yrityksen käynnissä olevaa VT6 Taa-vetti-Lappeenranta –väylähanketta diplomityön tapaustutkimuksena. Työn teoreettisessa osiossa tutkittiin siltatietomallintamisen teknologista kehitystä ja suunnittelun ja urakoinnin standardointityötä, sekä suunnittelutiedonjaon ja -hallinnan haasteita. Tapaustutkimuksessa tarkasteltiin työmaalla käytettyjä tietomalliprosesseja, teknologioita ja tietomallipohjaista yhteistoimintaa suunnittelijoiden ja aliurakoitsijoiden kanssa.

Vaikka teoreettisen ja tapaustutkimuksen tulokset pohjautuvat pitkälti allianssi- sekä avaimet käteen -tyyppisiin urakointimuotoihin siltaurakoinnissa, ovat ne pienin muutoksin sovellettavissa myös muunlaisiin urakointimuotoihin.

Tutkimustyössä havaittiin merkittävä, toistuva järjestelmällinen haaste sellaisten teknologioiden käyttöönotossa, jotka perustavat toimintansa sijaintitietoon. Nykyisten tietojärjestelmien tahaton, laskentatavasta johtuva koordinaattijärjestelmien arvojen pyöristäminen vähensi pahimmillaan siltamallien tarkkuutta käyttökelvottomalle asteelle, estäen niin tarkan mittaustyön niin toimistossa kuin työmaallakin, kuin myös sijaintiperusteisen työmaa-automaation käytön.

Natiivi- sekä viitemallien laajempi jalkauttaminen työmaaoloihin todettiin huomattavaksi sekä tarpeelliseksi kehityssuunnaksi siltaurakoinnissa. Natiivimallitiedon hallittu jakaminen suoraan tavarantoimittajille lisäsi myös toimittajien määrä- sekä aikataulutarkkuutta, minimoiden myös virhetoimitusten sekä virheellisten toimitusaikojen määrää työmaalla. Työmaajohdon mallipohjainen työskentely parantui myös merkittävästi natiivimallien käyttöönoton myötä kiitos tarkempien mittaus-, aikataulutus- sekä määrälaskentatyökalujen mahdollistamisen. Työmaalle sijoitetut suunnittelutiimien osa-aikaiset edustajat paransivat suunnittelijoiden ja työmaan välistä yhteistyötä merkittävästi. Tutkimuksessa ei tutkittu tietomallipohjaisen työskentelyn jalkauttamista rakennusmiehille, mutta asia koettiin olennaiseksi askeleeksi entistä laajemman tietomal-lipohjaisen siltaurakoinnin mahdollistamiseksi.