Tietomallinnus tulee rytinällä ratamaailmaan – ”Vaihtoehtojen laaja tarkastelu auttaa löytämään parhaat ratkaisut”

Ratarakentaminen on taitolaji monesta syystä, ei vähiten siksi, että turvallisuuden on oltava ensiluokkaisessa hallinnassa. Koska uusia ratoja ei juuri rakenneta, kaikki ratatyömaat sijaitsevat liikennealueella.

Työt on tehtävä ahtaassa raossa – sekä ajallisesti että geometrisesti. Kaikki tämä vaatii ensiluokkaista työvaiheistuksen hallintaa, ja koko ajan ensisijaisena kriteerinä on se, ettei liikennettä saa häiritä eikä sen turvallisuutta vaarantaa.

Vakiintunut ja järkevä tapa on ollut se, että raiteiden siirrot ja muut välttämättömät työt on ajoitettu vuoden hiljaisimpiin viikonloppuihin. Käytännössä se on useimmiten juhannus, jolloin asiansa osaava ratarakennusporukka saa vuorokaudessa tai parissa tehdyksi välttämättömimmän, kunhan kaikki on kunnolla valmisteltu.

Työt on tehtävä ahtaassa raossa – sekä ajallisesti että geometrisesti. Kaikki tämä vaatii ensiluokkaista työvaiheistuksen hallintaa.

Tietomallintaminen tuo tähän vaativaan suunnittelu- ja rakentamistehtävään paljon helpotusta. Ensinnäkin olemassa oleva tilanne on kartoitettavissa tarkasti etukäteen, jolloin H-hetkellä ei tarvitse käyttää aikaa mihinkään muuhun kuin uuteen tekemiseen. Toiseksi virheet ovat minimoitavissa tai jopa eliminoitavissa.

”Olemme nyt pääsemässä siihen, että tietomallimme ovat riittävän kattavia niiden hyödyntämiseksi kokonaisissa urakoissa. Esimerkiksi tänä vuonna toteutettavassa Vantaanjoen ratasillassa, jossa tietomallinnus on ensi kertaa täysillä käytössä uudisrakenteissamme, järjestys menee niin, että piirustuksen ja mallin ristiriitatilanteessa malli lähtökohtaisesti pätee ja piirustuksessa on oltava virhe”, Liikenneviraston projektinjohtaja Juha Kansonen sanoo.

Visualisointi helpottaa vaihtoehtojen tarkastelua

Kansonen korostaa, että informaation määrä ratarakenteissa ja muuttuvissa liikennetilanteissa on niin valtava, että sen havainnollistaminen kehittyvillä menetelmillä on välttämätöntä.

”Nimenomaan erilaisten vaihtoehtojen tarkastelu visualisoinnin avulla ja yhtä tärkeänä seikkana asioiden havainnollistaminen kaikille sidosryhmille on se iso etu, jota olemme mallintamiseen ryhtymällä tavoitelleet. Nyt mahdollistuvat entistä optimaalisemmat työvaiheistukset, mistä koituu etua sekä turvallisuuteen että laatuun ja kustannuksiin.”

Sitowisen ratayksikön suunnittelupäällikkö Maunu Tast puolestaan korostaa sitä, että 3D-tietomallinnuksen avulla tilavarauksia voi tehdä huomattavasti sujuvammin.

”Mallintaminen on tiedonhallintaa. Perinteisessä suunnittelussa havainnollisin tieto on monesti voinut jäädä vain yksittäisen suunnittelijan käyttöön”, hän perustelee.

Mallintamisen kehittämistä on viety voimakkaasti eteenpäin vuosia kestävässä Pasila–Riihimäki-radanparannusprojektissa. Hanke sisältää sekä rakennusteknisiä parannustöitä ja eri rataosuuksien lisäraidetöitä sähköistysmuutoksineen ja turvalaitetöineen että töitä ratapihoilla.

Malli on ollut aktiivisessa käytössä myös urakoitsijoilla sekä sähkö- että rakenneteknisissä töissä, erityisesti Keravan ratapihan lisäraiteella, Ainola–Purola-lisäraideosuudella ja Riihimäen henkilöliikenteen ratapihalla.

Ainola–Purola-välin sähköistystä urakoi GRK:n tytäryhtiö Winco ja radanrakennusurakkaa Kreate. Järvenpään asemajärjestelytöitä urakoi YIT ja Riihimäen henkilöliikenteen ratapihan sähköistysmuutostöitä urakoi VR Track.

Sähkötekniikan sijainti turvallisen tarkkaa

”Olemme mallintaneet kaikki Ainola–Purola-hankealueen sähköratarakenteet ja vieneet uudet rakenteet suunniteltuihin koordinaatteihin ja vanhat kartoitettuihin sijainteihin. Rakenteiden lisäksi olemme täydentäneet sähköratamallia eri johtimien sijoitussuunnittelulla, jotta voimme tarvittaessa tarkastella johtimien etäisyydet eri rakenteista kaikissa sää- ja kuormatiloissa, esimerkiksi jääkuorman vaikutuksen jälkeen”, Wincon suunnittelupäällikkö Timo Hartikainen kertoo.

Näin yksityiskohtaisesta mallinnuksesta on se hyöty, että esimerkiksi paalutusta voi tarkastella johdinlankojen sijainnin mukaan paalukohtaisesti.

”Eräässä kohdin ei voitu käyttää suurpaalua, kun ei voitu varmistua työn onnistumisesta ahtaassa tilassa. Tämä selvisi mallinnuksen avulla”, Kansonen toteaa.

”Perinteisessä suunnittelussa havainnollisin tieto on monesti voinut jäädä vain yksittäisen suunnittelijan käyttöön.”

Riihimäen ratapiha-alueella VR Trackin urakassa mallinnus on puolestaan tuonut selkeyttä valtavaan, tiheästi sijoitettujen rakenteiden määrään. Informaation määrää kuvaa hyvin se, että ennen kolme vuotta kestävien töiden aloittamista ratapiha-alue laserkeilattiin: pistepilvi koostui 3,2 miljardista pisteestä.

”Mallin lähtötietoina oli keilauksen jälkeen riittävän tarkasti kaikki se, mikä ratapiha-alueella näkyy. Kun tähän informaatioon lisättiin pohjatutkimusaineistoa ja rakenteita maan alta, päästiin niin tarkkaan malliin, että voimme sen avulla optimoida kaikki työvaiheet”, VR Trackin projektipäällikkö Jori Friman sanoo.

Elinkaarietuja ja vaativia siltoja

Tietomallinnuksen täysi hyödyntäminen ja kehittäminen hankkeessa vaatii niin rakennuttajan, suunnittelijoiden kuin urakoitsijoidenkin aktiivista panosta. Avainasemassa on rakennuttaja, sillä hän voi hankkeeseen ryhtyvänä vaatia tietomallin käyttöä tai olla vaatimatta sitä. Urakoitsijan kehitystyön lähtökohtana on suunnittelijan tekemä tietomallinnus.

Liikennevirasto on lähtenyt vaatimisen tielle, mikä on osoittautunut ainakin muissa tietomallin soveltamisympäristöissä lähes yksinomaan eduksi. Ratamaailmassa nämä tietomallin edut vielä korostuvat, mutta tekemistä vielä on, sekä suunnittelijoilla että urakoitsijoilla.

”Lopullisena tavoitteena on saada malli sellaiseksi, että se palvelee paitsi kunkin hankkeen suunnittelua ja työmaata myös ylläpitoa rataosuuden koko elinkaaren aikana”, Sitowisen osastopäällikkö Annika Salokangas toteaa.

Malli ei vähennä suunnittelun tarvetta

Hän muistuttaa kuitenkin siitä, että paraskaan tietomalli ei millään tavoin vähennä suunnittelun tarvetta. Suunnittelun laatu sen sijaan on parannettavissa tietomallin avulla.

”Nimenomaan vaihtoehtojen laaja tarkastelu auttaa löytämään tehokkaasti parhaat ratkaisut”, kiteyttää Viakon Infran toimitusjohtaja Anssi Honkala, jonka johdolla on parhaillaan suunniteltavana esimerkiksi Vantaanjoen ratasilta. Se on ensimmäinen siltarakenne, jonka suunnittelun ensisijaisena työkaluna on edistynyt tietomalli.

Mallinnustarkastelun tuloksena syksyllä käynnistyvä rakentaminen on tarkoitus toteuttaa niin, että vain kaksi raidetta viidestä on yhtäaikaisesti poissa käytössä.

”Perinteisen ’mallittoman’ suunnittelun ja rakentamisen keinoin vaiheistusta ei olisi saatu optimoiduksi näin. Kuka urakan sitten voittaakin, työmaalla on oltava valmius mallin hyödyntämiseen”, Juha Kansonen sanoo.