Tappan Zee Κατασκευαστές 'Δείτε' Κάτω από το Hudson

MTR • 23 Απριλίου 2019

Εικόνα Ευγένεια Trimble

Με τα Trimble Marine Construction Systems και την Teledyne Marine Imaging, τα έργα αποκατάστασης γέφυρας μπορούν τώρα να έχουν ακριβή ακρίβεια.

Το έργο @ μια ματιά
Προφίλ Πελάτη: Η εταιρεία Tappan Zee Constructors, LLC είναι μια κοινοπραξία - μεταξύ των οποίων η Fluor Enterprises, Inc., η American Bridge Company, η Granite Construction Northeast, Inc. και η Traylor Bros., Inc. που προσλήφθηκε για να σχεδιάσει και να κατασκευάσει τον νέο κυβερνήτη Mario M Η γέφυρα Cuomo, μία από τις μεγαλύτερες συμβάσεις κατασκευής και κατασκευής γέφυρας στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το έργο ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2013 και, μετά από ένα σταδιακό άνοιγμα που ξεκίνησε το 2017, ανοίχτηκαν οι τελικές νότιες λωρίδες κυκλοφορίας το Σεπτέμβριο του 2018. Συνεχίζονται οι εργασίες αποδόμησης στην παλιά γέφυρα.

Επιχειρηματική πρόκληση: Η αποβάθρα Tappan Zee Bridge άνοιξε το 1955 και εξυπηρέτησε περισσότερα από 140.000 οχήματα ημερησίως, υπερβαίνοντας κατά πολύ το ποσό που αναμενόταν να μεταφέρει. Η ομάδα Tappan Zee Constructors ανέλαβε να σχεδιάσει και να κατασκευάσει μια νέα γέφυρα για να φιλοξενήσει πρόσθετες διαδρομές (συμπεριλαμβανομένων λεωφορείων και ποδηλάτων / πεζών) και ώμων έκτακτης ανάγκης και με ασφαλή κατεδάφιση της παλιάς γέφυρας. Οι κατασκευαστές Tappan Zee ανέβηκαν στην εταιρία Measutronics Corporation και στην ομάδα Trimble Marine Construction για να βελτιώσουν την παραγωγικότητα κατά την απομάκρυνση της παλιάς γέφυρας.

Λύση : Λογισμικό Trimble Marine Construction (TMC), δέκτες GNSS ακριβείας Trimble, ακουστικό υπερήχων Teledyne SeaBat T20 για θαλάσσια απεικόνιση για εφαρμογές υπόγειας επιφάνειας

Επιτεύγματα
● Η πρώτη εφαρμογή σε παγκόσμιο επίπεδο της καθοδήγησης μηχανής σε πραγματικό χρόνο για γερανούς / εκσκαφείς / σφύρες, με επαλήθευση με σόναρ: Το σύστημα συνδυάζει την τοποθέτηση του Trimble Marine, την καθοδήγηση του μηχανήματος και τις δυνατότητες απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο με τις δυνατότητες του Sonar του Teledyne.
● Εξάλειψη της «εργασίας στα τυφλά»: Ασφαλέστερη, ταχύτερη, ακριβέστερη βυθοκόρηση και κατεδάφιση.
● Επιταχυνόμενη κατεδάφιση και αφαίρεση των συντριμμάτων: Η όραση του πτηνού και η ακριβής ακρίβεια δείχνουν την ανύψωση, τη θέση, το βάθος, τη θέση του κάδου και την προβολή των συντριμμιών σε πραγματικό χρόνο.
● Βελτιωμένη κατακράτηση εσόδων με τεκμηρίωση με δυνατότητες "ως κτίριο": Γίνεται ικανοποίηση των παραμέτρων αναφοράς πολλαπλών λήψεων με σόναρ και λήψης εικόνων. συν προσδιορίζει την «έξτρα» εργασία

Ένα νέο ορόσημο στην κατασκευή
Από το 1955, η γέφυρα Tappan Zee αποτελεί κρίσιμη αρτηρία για τη Νέα Υόρκη που μετακινείται μεταξύ των περιοχών Rockland και Westchester, που βρίσκονται περίπου 20 μίλια βόρεια του Μανχάταν και απέναντι από τον ποταμό Hudson. Ωστόσο, η μεγάλη αύξηση της κυκλοφορίας και το εκθετικά αυξανόμενο κόστος συντήρησης τελικά οδηγούν στην απόφαση να αντικατασταθεί η γέφυρα.
Ο κυβερνήτης Mario M. Cuomo Bridge, η μεγαλύτερη διασταύρωση στο σύστημα της Νέας Υόρκης Thruway, έχει σχεδιαστεί για να καλύπτει τις ανάγκες του μέλλοντος, ενώ παράλληλα υποστηρίζει την οικονομική ανάπτυξη.

Το 2013, ο Tappan Zee Constructors ανατέθηκε να σχεδιάσει και να κατασκευάσει τη διασταύρωση με δύο διανύσματα. Το βόρειο άνοιγμα της γέφυρας ανοίχθηκε επίσημα προς την κατεύθυνση προς τα δυτικά τον Αύγουστο του 2017 και λίγες εβδομάδες αργότερα άρχισε προσωρινά την κυκλοφορία προς τα ανατολικά έως ότου ολοκληρωθεί η ανατολή του Σεπτεμβρίου 2018. Ο Tappan Zee Constructors άρχισε να αποικοδομεί την παλιά γέφυρα το 2017 το 2019.

Η νέα δομή είναι ήδη ένα ορόσημο, που χαρακτηρίζεται από μια δομή διάρκειας 3,1 μιλίων με διπλό καλώδιο. Οι γωνιακοί πύργοι της γέφυρας του γέφυρα το καθιστούν οπτικό εντυπωσιακό από όλες τις γωνίες. Όταν ολοκληρωθεί πλήρως, θα περιλαμβάνει οκτώ γενικές λωρίδες κυκλοφορίας, τέσσερις ώμους έκτακτης ανάγκης, μια κοινή διαδρομή ποδηλάτου / πεζού και σύγχρονα συστήματα παρακολούθησης της κυκλοφορίας. Επίσης, μοναδική είναι ότι η γέφυρα έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί για να είναι έτοιμη για μαζική μεταφορά και μπορεί να φιλοξενήσει σιδηροδρομικό σταθμό.
Εικόνα Ευγένεια Προβλήματα Trimble Όταν ξεκίνησε το 2013, ο κυβερνήτης Mario M. Cuomo Bridge ήταν το μεγαλύτερο έργο υποδομής στις ΗΠΑ, το οποίο απαιτούσε προσεκτικό σχεδιασμό και σχεδιασμό σε όλες τις φάσεις. Το πεδίο εφαρμογής του έργου απαιτούσε την οδήγηση περισσότερων από 1.000 κυλινδρικών σωρών στην κοίτη του ποταμού Hudson για τη δημιουργία 41 πυλώνων για να χωρέσει κάθε άνοιγμα της γέφυρας. Η τελική φάση του έργου αφορούσε την προσεκτική αποδόμηση και απομάκρυνση των συντριμμιών από την παλιά γέφυρα. Κάνοντας τη φάση αποδόμησης πιο προκλητική ήταν το επιταχυνόμενο χρονοδιάγραμμα για το έργο, το καθαρό μέγεθος της γέφυρας, τα μεταβαλλόμενα βάθη νερού του ποταμού Hudson κάτω και οι άνεμοι συνθήκες. Η ροή του ποταμού Hudson, οι ευρείες τάσεις και η διαύγεια και ορατότητα του νερού ήταν επίσης σημαντικά ζητήματα.

"Μόλις ο κάδος του εκσκαφέα, ο κάδος του κελύφους, το κοπτικό κεφάλι σε μια βυθοκόρηση πηγαίνουν κάτω από το νερό, δεν το βλέπετε πλέον, έτσι πραγματικά δεν ξέρετε τι συμβαίνει", δήλωσε ο Lou Nash, πρόεδρος της εταιρείας Measutronics Corporation, της τεχνολογίας Trimble Marine.

Οι κατασκευαστές Tappan Zee συμβουλεύτηκαν τον Nash, την ομάδα των μετρήσεων και την Trimble για να ξεπεράσουν αυτές τις προκλήσεις. Τα συστήματα εντοπισμού και καθοδήγησης που χρησιμοποιήθηκαν περιλάμβαναν τα εξαρτήματα Trimble και Teledyne - λογισμικό Trimble, υλικό και αισθητήρες για την τοποθέτηση, την καθοδήγηση και την παρακολούθηση μηχανών και το σόναρ Teledyne θαλάσσιας απεικόνισης για εφαρμογές υπογείων. Η μετρητρονική βαθμονόμησε τον εξοπλισμό και εγκατέστησε τα συστήματα και όλους τους αισθητήρες. Μόλις βαθμονομηθεί το σύστημα, η μετρητρονική ήταν σε θέση να ελέγξει την έρευνα και να ξεκινήσει την εκπαίδευση των χειριστών σχετικά με τον τρόπο χρήσης του λογισμικού. Η ομάδα δημιούργησε επίσης τις οθόνες μηχανής μέσα στο θάλαμο και σιγουρευτεί ότι η ροή δεδομένων ήταν ακριβής.

«Ακούμε τους χειριστές κατά τη διάρκεια της ρύθμισης και αν λένε« Ναι, μου αρέσει αυτό, αλλά πραγματικά το χρειάζομαι », τότε θα προσθέσουμε αυτό το στοιχείο», είπε ο Nash. «Οι τελικοί χρήστες είναι τα παιδιά στο κάθισμα όλη την ημέρα, οπότε ακούμε τι έχουν να πουν και σιγουρευτούμε ότι το σύστημα ταιριάζει στις ανάγκες τους».

Εξάλειψη των Άγνωστων
Το λογισμικό Trimble Marine Construction χρησιμοποιήθηκε σε όλα τα εργαλεία του έργου για ανασκαφή, τοποθέτηση δομών και εργασίες κατεδάφισης. Βαριά εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε περιλαμβάνονται εκσκαφείς, γερανοί κοχύλι κέλυφος, κόπτης κεφάλι σε μια βυθοκόρο και πολλά άλλα. Ανεξάρτητα από το εργαλείο που χρησιμοποιείται με τα μηχανήματα - κουβάδες, ψαλίδια, ψαλίδια, σφυριά, βαρούλκα - χρησιμοποιώντας το ναυτικό λογισμικό και τον εξοπλισμό σόναρ καθένα είχε ακριβή καθοδήγηση, δίνοντας στους χειριστές σαφήνεια και ορατότητα στην εργασία.

Ο Blake Yaffee, υπεύθυνος περιοχής για το τμήμα κατεδάφισης του έργου, εξηγεί ότι η ομάδα του ξεκίνησε χρησιμοποιώντας το σύστημα για να δημιουργήσει μια βασική γραμμή των συνθηκών στον ποταμό. Αυτό άρχισε με τη συλλογή δεδομένων 3D cloud δεδομένων από τα βυθισμένα χαρακτηριστικά μέσω ενός σκάφους που χρησιμοποιεί σόναρ. "Μπορούμε να δούμε εκ των προτέρων τη δομή και στη συνέχεια να πάρουμε αυτές τις εικόνες, να αξιολογήσουμε και να επιβεβαιώσουμε τις αυξήσεις, τις ποσότητες και τις συνθήκες. Ήμασταν σε θέση να ασχοληθούμε με οποιαδήποτε στοιχεία που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ζητήματα πριν από το να βάλουμε το πόδι ή να εκτελέσουμε οποιαδήποτε εργασία πάνω στη δομή ".

Ακριβής κατεδάφιση
Μετά από μια βασική γραμμή, οι Tappan Zee Constructors χρησιμοποίησαν στη συνέχεια το λογισμικό TMC και το Teledyne SeaBat T20 υψηλής ανάλυσης ακουστικό πολλαπλών ακτίνων για να δημιουργήσουν ένα σχέδιο για τη διάσπαση των τσιμεντένιων δομών της παλιάς γέφυρας σε μπάζα, τα οποία στη συνέχεια θα μπορούσαν να απομακρυνθούν με ασφάλεια από τον πυθμένα του ποταμού Hudson. Τα δεδομένα επιφανείας στη συνέχεια παρέχονται στους διάφορους τύπους μηχανών για καθοδήγηση στην αποδόμηση των βυθισμένων δομών. Το λογισμικό TMC χρησιμοποιήθηκε επίσης για την παρακολούθηση και απεικόνιση της εξέλιξης αποδόμησης βυθισμένων κατασκευών και εξαρτημάτων γέφυρας. Καθώς η αποδόμηση προχώρησε στη φάση αφαίρεσης, το δοχείο έρευνας συνέλεξε συνεχώς τα δεδομένα και ενημέρωσε το υπάρχον μοντέλο 3D επιφάνειας, το οποίο μεταφέρθηκε σε σχεδόν πραγματικό χρόνο στο στόλο της μηχανής για να παρέχει στους χειριστές ενημερωμένες προβολές.

"Από το σύστημά μας, αυτό που βλέπει ο χειριστής στην πρώτη φάση είναι όπου το εργαλείο ήταν έτσι ώστε να πάρει την κατάλληλη κάλυψη της εσωτερικής διαδικασίας αποδόμησης", δήλωσε ο Nash. "Μόλις αισθανθεί ότι έχει φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο που θέλει να αρχίσει να αφαιρεί τα υλικά, το σόναρ έρχεται και χαρτογραφεί τα συντρίμματα ώστε να είναι σε θέση να εντοπίζει το εργαλείο καθώς κάνει μια αποδόμηση και είναι σε θέση να παρέχει καθοδήγηση στις μηχανές που πρέπει να αφαιρέσετε τα συντρίμμια. "

Μια «θέα του πτηνού»
Ο Andrew Teese, μηχανικός της Διεθνούς Ένωσης Μηχανικών Λειτουργίας 825 στη Νέα Υόρκη, λέει ότι η χρήση του εξοπλισμού εντοπισμού της Trimble ήταν σημαντική πρόοδος σε σύγκριση με το συμβατικό «κυνήγι και ζευγάρωμα» που απαιτείται για αυτό το είδος ναυπηγικών εργασιών. Χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους, ένα πλήρωμα πιθανότατα θα εκσκαφεί σε ένα πλέγμα μοτίβο στη γενική θέση της παλιάς προβλήτας, από το ένα άκρο στο άλλο. Αντ 'αυτού, ήταν σε θέση να χρησιμοποιήσει το σύστημα Trimble σε γερανό Crawler γερανού Manitowoc 999 με ένα εργαλείο clamshell για να καθαρίσει το κάτω μέρος του ποταμού όπου η παλιά αποβάθρα αποσυναρμολογήθηκε. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό TMC και το Teledyne, από μέσα του το ταξί του Teese μπορεί να δει ακριβώς στο έδαφος κάτω από το νερό, όπου το σημείο εκτόξευσης του συγκρίνεται με το έδαφος.

Το λογισμικό ακολουθεί ένα μοτίβο «τύπου φώτων οδικής κυκλοφορίας», το οποίο δείχνει πράσινο στο κιβώτιο ελέγχου του χειριστή όταν χρειάζεται εκσκαφή και αλλάζει τα χρώματα σε κίτρινο, καθώς ο χειριστής πλησιάζει τον βαθμό. Το σύστημα παρέχει ενημερωμένες πληροφορίες έτσι ώστε η δομή να διασπάται και να μετακινείται κάτω από το νερό, οι εικόνες και τα χρώματα ενημερώνονται σε πραγματικό χρόνο. Στην οθόνη, το λογισμικό TMC της Trimble δείχνει ανύψωση, τοποθεσία και προβολή 3D σε πραγματικό χρόνο. Οι χειριστές μπορούν να περιστρέψουν αυτές τις προβολές έτσι ώστε το σημείο εκτόξευσης να ακολουθείται από το λογισμικό ή μπορούν να αφήσουν την ίδια την εικόνα και να φέρουν τον γερανό μέσα και έξω από την εικόνα. Το λογισμικό παρέχει ακριβείς θέσεις και οπτικοποίηση, σύμφωνα με την Teese. Μπορεί ακόμη και να δει και να ανακτήσει κομμάτια σκυροδέματος μεγέθους ποδοσφαίρου, τα οποία θα ήταν σχεδόν αδύνατο να εντοπιστούν χωρίς δυνατότητες σόναρ.

Μια σαφής προβολή
"Έχω επίσης βάθος, έχω τη θέση του κάδου σε δύο διαφορετικές απόψεις, πράγμα που με βοήθησε να εντοπίσω τα συντρίμμια που πρέπει να αφαιρεθούν", δήλωσε ο Teese. "Μου δίνει μια ακριβή θέση, ένα είδος« ματιού του πτηνού »και μπορώ να τοποθετήσω το σημείο μου άντλησης όπου θέλω στην εικόνα και να βρω ό, τι προηγουμένως είχε σαρωθεί. Είναι επίσης πολύ ακριβής. "

Εξηγεί ότι η εικόνα του σόναρ επιτάχυνε πολύ το έργο του επειδή ήταν σε θέση να καταλάβει τι συνέβαινε κάτω από την επιφάνεια του νερού.
"Είναι πολύ πιο γρήγορο, διότι μπορούμε να δούμε πού βρισκόμαστε, μπορούμε να δούμε πόσο ευρύτατα το υλικό είχε εξαπλωθεί και μπορούμε να προχωρήσουμε με ακρίβεια μέσω της προβλήτας και του σωρού χαλιών", δήλωσε ο Teese. "Τα πράγματα που χάσατε καθώς περνάτε από την περιοχή μπορείτε να πάρετε μια ακριβή θέση πάνω, δεν χρειάζεται να κοιτάξετε γύρω για τα πράγματα, ξέρετε ακριβώς που είναι όλα."

Με τις ακριβείς εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των επικαλυμμένων σημείων αναφοράς και των συντεταγμένων στην κορυφή της έρευνας, η ομάδα έβγαλε τότε πρίσματα γύρω από αυτά τα κομμάτια "αγνοούμενων" και εισήγαγε τα δεδομένα στα πλαίσια ελέγχου των χειριστών.

"Όποιος έχει εκτελέσει κατεδάφιση νερού είναι εξοικειωμένος με τον όρο" εργάζεται στον τυφλό "επειδή αυτό είναι βασικά αυτό που κάνουν οι άνθρωποι", δήλωσε ο Yaffee. "Για εμάς, η επένδυση στο προϊόν σε σχέση με την κλίμακα του έργου, μαζί με το γεγονός ότι το ηχοσύστημα και το λογισμικό μπορούν να αναμορφωθούν και να χρησιμοποιηθούν στο επόμενο έργο, μας έκανε πολύ εύκολο να αποφασίσουμε να φέρουμε αυτόν τον εξοπλισμό επί."

Εκτός από το γρήγορο εντοπισμό και την αφαίρεση των υπολειμμάτων υποβρύχια, η ακριβής τοποθέτηση από την TMC και την Teledyne βοήθησε τον Tappan Zee Constructors να διαλύσει δύσκολες συνιστώσες και υλικά υποβρύχια, χωρίς να στηρίζεται αποκλειστικά σε δύτες. Οι δύτες έχουν επίσης ένα πιο προβλέψιμο και καλά τεκμηριωμένο σχέδιο προτού πάνε υποβρύχια για να εργαστούν, γεγονός που βελτιώνει την ασφάλεια των δύτες.

"Η κοπή χαλύβδινων πασσάλων με ψαλίδια που έχουν τοποθετηθεί σε εκσκαφέα χωρίς να υπάρχει στήριξη από δύτη ή που ξοδεύουν σημαντικό χρονικό διάστημα απλά να αισθάνεστε είναι σχεδόν αδύνατη", δήλωσε ο Yaffee. «Με αυτό το επίπεδο ορατότητας και τοποθέτησης είμαστε σίγουρα σε θέση να αναθεωρήσουμε τις συνθήκες με τους δύτες πριν πάνε κάτω».

Σάρωση του πυθμένα του ποταμού, η ομάδα εντόπισε επίσης διαβρωμένες δομές, συστατικά και υλικά που είχαν συλλέξει τα χρόνια από την παλιά γέφυρα. Οι κατασκευαστές Tappan Zee Καταγράφηκαν αυτές τις σαρώσεις και τους ζητήθηκε από το New York State Thruway να αφαιρέσουν το υλικό. Ως αποτέλεσμα, ο ιστότοπος επέστρεψε στην πολιτεία της Νέας Υόρκης σε μια πιο παρθένο κατάσταση, όταν άρχισε να εργάζεται.

Η Yaffee πιστεύει ότι το σύστημα Trimble σε συνδυασμό με τις δυνατότητες σόναρ από την Teledyne επέτρεψε επίσης στην ομάδα να αξιολογήσει προσεκτικά και να τεκμηριώσει την πρόοδο του έργου. Οι δυνατότητες του εργαλείου σε πραγματικό χρόνο ως προς την οικοδόμηση παρέχουν καθημερινή εικόνα της παραγωγικότητας και της τεκμηρίωσης που ικανοποιούν τα κριτήρια αναφοράς. Μόλις ολοκληρώθηκαν οι εργασίες, η ομάδα συνέλεξε εικόνες της περιοχής και εντόπισε οποιαδήποτε συνέχεια που έπρεπε να γίνει.

"Τώρα έχουμε αυτή την εικόνα πολλαπλών σημείων, σημείο σύννεφο που είναι κάτι περισσότερο από μια εικόνα, είναι πραγματικά σκληρά δεδομένα και είμαστε σε θέση να πούμε," αυτή είναι η ανύψωση αυτού του σημείου και αυτό το συγκεκριμένο στοιχείο ", δήλωσε ο Yaffee. "Το χρησιμοποιώ για την αξιολόγηση διαφορετικών συνθηκών όταν ασχολούμαστε είτε με έναν υπεργολάβο που υποψιαζόμαστε ότι δεν τελείωσε το πεδίο εργασίας του, είτε με μια κατάσταση που δεν εμπίπτει στο πεδίο εργασίας μας με τον ιδιοκτήτη και πρέπει να το αποδείξουμε τους."

Μετά από αυτή τη νέα θαλάσσια ροή εργασίας, η Yaffee εξηγεί ότι η δουλειά της ομάδας της ήταν πιο ασφαλής, ταχύτερη και ακριβέστερη. Όχι μόνο αυτό, η εκτεταμένη ομάδα δεν μπορεί να φανταστεί να επιστρέψει στις συμβατικές μεθόδους.
"Δεν περάσαμε πλέον μια διαδικασία αξιολόγησης που κάναμε αρχικά για να διαπιστώσουμε εάν αξίζει την επένδυση, αν πρόκειται να υπάρξει απόδοση της επένδυσης για τη μεταφορά αυτού του εξοπλισμού", δήλωσε ο Yaffee. "Με άλλα λόγια, δεν πρόκειται να έχει οικονομικό νόημα να έχουμε εδώ ένα εξάρτημα που είναι« τυφλό », ενώ όλα τα άλλα είδη εξοπλισμού« έχουν μάτια ».