Digitalisierung 01.03.2019, 00:00 Uhr

BIM-Erfahrungen im Brückenbau

Im Auftrag der DEGES wurde der Ersatzneubau der Schwelmetalbrücke als BIM-Pilotprojekt in Nordrhein-Westfalen geplant. Das komplexe Brückenbauwerk wurde 1960 errichtet und entspricht in Teilbereichen nicht mehr den statisch-konstruktiven Anforderungen.

Über der Schwelme entsteht eine neue Brücke der A 1. Abb.: INROS LACKNER

Über der Schwelme entsteht eine neue Brücke der A 1. Abb.: INROS LACKNER

Die rund 200 Meter lange Stahlverbundbrücke befindet sich bei Wuppertal auf der Bundesautobahn A 1. 2006 wurde die Strecke auf sechs Fahrstreifen ausgebaut. Eine statisch-konstruktive Überprüfung der Brücke zeigte erhebliche Defizite bezüglich Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit der innen liegenden Spannbetonbauwerke auf. In den Stegen sind ausgeprägte Rissbilder erkennbar. Entsprechende Kompensationsmaßnahmen bis zur Brückenerneuerung wurden bereits eingeleitet. Die geplante Baumaßnahme umfasst die beiden jeweils innen liegenden, aus den 1960er-Jahren stammenden Teilbauwerke, die zurück- und neugebaut werden. Im Zuge des Ausbaus der Anschlussstelle Wuppertal-Langerfeld wurden die beiden äußeren Teilbauwerke ergänzt und nehmen in der Bauphase den Schwerverkehr auf.

Herausforderungen des Brückenbau-Projekts

  • Dauerhafte Aufrechterhaltung der 6-streifgen Verkehrsführung der A 1 mit circa 100 000 KfZ/24h
  • Aufrechterhaltung der 6-gleisig kreuzenden DB–Fernbahnstrecke (160 km/h) mit detailliertem Sperrpausenkonzept (kurze Nachtsperrpausen)
  • Berücksichtigung einer kreuzenden 4-streifigen Bundesstraße mit Umleitungsführung unter Verkehrseinschränkungen
  • Zahlreiche ober- und unterirdische Bauwerke im Baufeld wie zum Beispiel Schacht- und Entlastungsstollen, Stützwände, Bahnanlagen sowie diverse Leitungen und Medien
  • Aufstellung eines detaillierten Baustellenmanagements-, Herstellungs- und Rückbaukonzepts (modellbasierte virtuelle Bauprozesssimulation)
  • Prognoseberechnungen von Immissionsbelastungen wie Lärm-, Staub- und Stickoxid in Abhängigkeit der Bautätigkeit und Planung von Vermeidungs- und Reduktionsmaßnahmen
  • Rückbau der 207 Meter langen Bestandskonstruktion mit zahlreichen Rückbauabschnitten und statisch- und konstruktiven baulich beengten Zwischenzuständen
  • Weiternutzung der Unterbauten mit Ertüchtigung der Brunnengründungen bei statisch aufwendiger Nachweisführung
  • Plangenehmigungsverfahren
Über IFC–Schnittstellen wurden die einzelnen Fachmodelle zusammengeführt. Abb.: INROS LACKNER

Über IFC–Schnittstellen wurden die einzelnen Fachmodelle zusammengeführt. Abb.: INROS LACKNER

 

Erfahrungen aus der Pilotierung des BIM-Prozesses

Die Bestands- und Grundlagendaten wurden zu Beginn der Planung in Form von Bestandsmodellen der Bauwerke, Straßenkörper, Leitungen sowie des Geländes und Baugrunds in verschiedenen Fachmodellen erzeugt. Über die IFC–Schnittstelle wurden die Verbindung und Zusammenführung der einzelnen Fachmodelle in einem Koordinationsmodell der Software SOLIBRI realisiert. Für diese Anbindung der Straßen- und Tiefbaumodelle wurde durch INROS LACKNER ein separates Programmtool „Pandora” entwickelt. Damit können alle Daten der Infrastrukturplanung im IFC-Format verknüpft werden. Die modellbasierten Terminplanungen (4D) und Kosten- und Mengenberechnungen (5D) erfolgten mit RIB-iTWO.

Die Erfahrungen aus diesem Pilotprojekt zeigen den Mehrwert im Hinblick auf die Kommunikation im Planungs- und Genehmigungsprozess. Durch eine detailliertere 3-dimensionale Visualisierung von Konfliktpunkten bei gleichzeitiger Darstellung von Lösungsmöglichkeiten reduzieren sich die Aufwendungen für zusätzliche Besprechungen oder Nachbearbeitung offener Fragen.

Eine übergreifende Schnittstellenkoordination wird durch die Zusammenführung verschiedener Fachmodelle ermöglicht. Die modellbasierten Leistungsverzeichnisse bieten Vorteile in der direkten Visualisierung der einzelnen Positionen. Unerlässlich sind dabei die Erstellung und Anwendung übergreifender Leitfäden für Konstruktion, Kosten- und Mengenermittlungen.

Im 3D-Querschnitt sind die Auswirkungen des Ersatzneubaus sichtbar. Abb.: INROS LACKNER

Im 3D-Querschnitt sind die Auswirkungen des Ersatzneubaus sichtbar. Abb.: INROS LACKNER

 

Projekte mit BIM in der Zukunft

Die besonderen Herausforderungen beim Erstellen, Verwalten und Prüfen komplexer Datenmodelle machen zusätzliche Qualifikationen aller Projektbeteiligten unumgänglich. Dabei werden konventionelle Bauingenieurschwerpunkte um technische Aspekte erweitert und neue Beteiligte wie zum Beispiel BIM-Manager und BIM-System-Ingenieure notwendig.

www.inros-lackner.de

Von D. Trantow

Dirk Trantow, BIM Manager Infrastruktur, Projektleiter Brückenbau INROS LACKNER SE

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