Der nächste Schritt: Grundsanierung der A 111
Die Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH (DEGES) realisiert die Planung der Grundsanierung der A 111 im Regelprozess BIM mit der Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft mbH als hauptverantwortlichem Verkehrsanlagenplaner.
Das Projekt „Grundsanierung der A 111“ steht exemplarisch für eine neue Generation von Infrastrukturvorhaben, bei denen alle beteiligten Fachplaner mit digitalen Methoden interdisziplinär zusammenarbeiten. In diesem Artikel stellen wir unsere Herangehensweise und Zielsetzungen vor.
Grundsanierung der A 111
Die A 111 verbindet den Berliner Stadtring (A 100) mit dem Berliner Ring (A 10) und stellt somit den ersten Teil der Verbindung in den Norden Deutschlands und nach Hamburg dar.
Der ca. 13 km lange, zu sanierende Abschnitt im Land Berlin wurde schrittweise von den 1970er Jahren bis 1987 geplant und gebaut. Zehn Anschlussstellen verbinden die Autobahn mit dem städtischen Straßennetz. Über 260 verschiedene Ingenieurbauwerke, darunter vier Tunnel und lange Trogabschnitte, reduzieren die Wirkung der Verkehrsanlage auf das Umfeld. Aufgrund der Innenstadtlage und der Trassenführung durch den Tegeler Forst am Stadtrand Berlins wird die Trasse durch viele Zwangspunkte bestimmt. So entsprechen Lage, Querschnitt und Ausstattung der Trassierung nicht den heute anerkannten Regeln der Technik. Ziel der Grundsanierung ist es, die Anlagen in ihrer Bestandsgeometrie so zu sanieren, dass für längere Zeit auf Instandsetzungsmaßnahmen verzichtet werden kann. Zudem soll die Verkehrssicherheit durch die Herstellung einer regelwerkskonformen Ausstattung, insbesondere der Tunnel und der Fahrzeugrückhaltesysteme (FRS), verbessert werden. Während der Bauzeit wird darauf geachtet, den Verkehr so wenig wie möglich zu beeinträchtigen. Deshalb ist vorgesehen, dass dem Autobahnverkehr über die gesamte Bauzeit hinweg mindestens ein Fahrstreifen je Fahrtrichtung zur Verfügung steht. Eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit ist ausdrücklich nicht Bestandteil der Aufgabenstellung der Grundsanierung. Die Planung erfolgt nach der BIM Methode.
In der IB&T Kundenzeitschrift, interAktiv-Ausgabe 2/2021 berichteten wir über die ersten Schritte des Projekts. Damals lag der Schwerpunkt auf der Bestandsmodellierung und dem Vorgehen der Gesamtkoordination. Im neuen Artikel, interAktiv 2/2026 richten wir – fünf Jahre später – den Blick auf den Fortschritt bei der Erarbeitung von Fachmodellen und den Stand der Koordinationsmodelle. Für die Fachplanung der Verkehrsanlage werden ausgewählte BIM Anwendungsfälle näher beleuchtet und deren Mehrwerte aufgezeigt.
Modellierungsgrundsätze
In unserem vorherigen Artikel lag der Fokus auf der Bestandsmodellierung. Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Erstellung von Planungsmodellen und weiteren besonderen Modellen, die im Planungsprozess entstanden sind.
Für Schüßler-Plan bilden die Modelle der Verkehrsanlagen Straße den Hauptschwerpunkt der Modellierung. Das Projekt wird in seiner Struktur konsequent nach den Fach- und Teilmodellvorgaben (FM/TM) gemäß des Masterplans BIM Bundesfernstraßen – Rahmendokument der Fachmodelle V 1.0 umgesetzt. Dadurch entwickeln alle Fachplaner ein gemeinsames Verständnis für ihre Leistungen und deren Zuordnung zu den Modellen.
Die Level-of-Information-Need (LOIN)-Vorgaben aus den Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) wurden in Abstimmung mit dem Auftraggeber (AG) zu einem projektspezifischen Standard weiterentwickelt.
Für die Attributierung wurden die folgenden wesentlichen Themenblöcke projektorientiert umgesetzt:
- Projektinformationen
- Bauwerksinformationen
- Klassifizierung
- Bauphase
- Lage
- Baustoff
- Abmessungen
- Bauteilinformationen (z. B. Kosten)
Dabei haben wir uns von dem Grundsatz leiten lassen, dass Attribute einen klaren Nutzen in der jeweiligen BIM Anwendung aufweisen müssen.
Für die Fachplanungen, die in der Verantwortung von Schüßler-Plan liegen, wird ein card_1 Projekt mit der Bezeichnung „A111“ als zentrale Datenquelle aller planungsrelevanten Informationen genutzt.
Daraus werden Planungsdarstellungen, wie die 3D-Fachmodelle und 2D-Planunterlagen, abgeleitet. Im Folgenden werden die entsprechenden Workflows für die Modelle „Trasse“, „Straßenbegleitgrün“ und „Fahrzeug-Rückhaltesysteme“ aufgezeigt.
Modell Trasse
Die Querprofilkonstruktion erfolgt mit dem Schüßler-Plan internen Tool „MaxQ“, welches auf Basis von CardScript entwickelt wurde. An das Tool ist eine externe Merkmalsverwaltung („Merkmalserver“) angebunden, die projektspezifische LOIN verwaltet. Der Fokus dieser Lösung liegt in der automatisierten Attributierung und Wertevergabe der Querprofilelemente durch Eingaben in der dialoggeführten Querprofilentwicklung.
Alle Daten zur Querprofilkonstruktion werden im card_1 Projekt gespeichert. Anschließend werden daraus einerseits die 3D-Fachmodelle und andererseits die 2D-Planunterlagen abgeleitet. Die 3D-Fachmodelle beinhalten im Ergebnis sowohl die geometrischen Objekte als auch die semantischen Informationen gemäß LOIN. Mit dieser card_1 Arbeitsweise wird die Grundphilosophie einer zentralen Datenhaltung sichergestellt. Gleichzeitig stellen wir durch die Verknüpfung von konventioneller CAD-Bearbeitung und Erzeugung von Modellen die BIM Methodik in den Mittelpunkt des Planungsprozesses.
Modell Straßenbegleitgrün
Die dreidimensionale Modellierung und Weiterverarbeitung des Baumbestandes ist eine besondere, projektspezifische Anforderung des Auftraggebers, die erfolgreich umgesetzt wird. Sie bildet ein gelungenes Beispiel für die angestrebte kollaborative Zusammenarbeit der Fachplaner. Der Grunddatensatz des Baumbestands (FM Landschaftsbau, TM Straßenbegleitgrün) wird durch die Fachplanung Vermessung erstellt und in das card_1 Projekt importiert. Dabei erhält jeder Baum eine eindeutige Punktnummer, die im gesamten Workflow den Bezug bildet. Diese Daten werden mit Informationen und GIS-Daten aus dem Baumkataster Berlin ergänzt. Die Umweltfachplanung fügt weitere Informationen, wie Baumart oder Schutzwürdigkeit nach Baumschutzverordnung, hinzu. Im Planungsverlauf entscheiden die technischen Fachplaner in Abstimmung mit der Umweltfachplanung über Baumfällungen oder Baumschutzmaßnahmen.
Die Entscheidung wird einerseits in den semantischen Informationen in den card_1 Bauwerksdatenmodellen und andererseits im Bestandsmodell ergänzt. Diese Ergänzung erfolgt im card_1 Bauwerksdatenmodell mittels card_1 GIS Datenimport und im Bestandsmodell über das SPBIM4DESITE-Formular „Massenattribuierung per CSV“. Gleichzeitig lassen sich aus dem ergänzten Bauwerksdatenmodell in card_1 aktualisierte 2D-Planunterlagen ableiten.
Die zusätzlichen Informationen zum Baumbestand werden zunächst zwischen den Fachplanern in einer CSV-Tabelle verwaltet und anschließend in card_1 importiert. Anschließend erfolgt das Ableiten der entsprechenden 2D-Planunterlagen und 3D-Fachmodelle. Die Informationen aus dem Baumkataster werden im Zuge dessen in der Geometrie berücksichtigt. Baumfällungen und Baumschutzmaßnahmen sind beispielsweise geometrisch individuell dargestellt.
Die zentrale Datenhaltung aller Informationen zum Baumbestand im card_1 Projekt sichert die Kongruenz sämtlicher 3D-Daten und der 2D-Planableitungen. Die Modellierung des Baumbestands ermöglicht diverse automatisierte Auswertungen, wie das modellbasierte Ermitteln von Baumfällungen und Baumschutzmaßnahmen im Zuge der Kostenermittlung.
Modell Fahrzeugrückhaltesysteme
Ein Highlight des Projektes bilden die Modelle der Fahrzeugrückhaltesysteme, da Schüßler-Plan detaillierte Geometrien und semantische Informationen zusammenfasst, die den Nachweis der Kollisionsfreiheit ermöglichen. Die Anforderungen wurden in der Entwurfsplanung gemeinsam mit der DEGES hinsichtlich des Detaillierungsgrads so abgestimmt, dass sie dem Niveau einer Ausführungsplanung entsprechen. So werden planerische Abhängigkeiten zwischen den Fachplanungen frühzeitig erkannt und Konflikte beseitigt. Auf Basis der digitalisierten Daten der BASt-Freigabelisten wurde in Zusammenarbeit mit dem IB&T Partner Interaktive Grafik Milde GmbH (IGM) ein Skript entwickelt. Das Skript erzeugt in card_1 eine vollattributierte Topografielinie, aus der ein Modell der Fahrzeugrückhaltesysteme erstellt werden kann.
Die Daten sind konsequent und zentral im card_1 Projekt „A 111“ organisiert, und auf diese Weise wird die Kongruenz von Modellen und Plandarstellungen sichergestellt.
Besondere Modelle
Im Projekt setzten wir weitere besondere Modelle mittels individueller dialogbasierter Skriptprogrammierung um. So wurden beispielsweise Raummodelle, wie Lichter Raum, Verkehrsraum oder der Freihalteraum bei Verkehrszeichenbrücken, erstellt. Die Fahrtrichtungspfeile für die Bauphasendarstellung im Rahmen des Anwendungsfalls (AWF) 120 realisierte IGM mit einer Skriptlösung.
Darüber hinaus konnten die verfügbaren ALKIS-Daten (FM Umgebung, TM ALKIS Flurstücke etc.) durch Anpassungen in der GE-Datenbank in einem Teilmodell dargestellt werden. Dieses Modell wurde projektspezifisch als 2,5D-Flächen auf einem konstanten Horizont abgebildet.
Mehrwerte der BIM Methode
Die maßgebenden Mehrwerte der beschriebenen Modelle werden anhand der Anwendungsfälle erläutert:
AWF 010 Bestandserfassung und -modellierung:
Der Baumbestand dient als Beispiel für die zentrale Datenhaltung und die Auswertung (z. B. Fällverbot nach BaumSchVO: ja/nein) sowie die weitere Nutzung (z. B. Kostenverknüpfung im AWF 100).
AWF 050 Koordination der Fachgewerke:
Die Koordination der 24 beteiligten Fachplaner wird durch die modellbasierte Arbeitsweise wesentlich verbessert. Im Projekt A 111 kommen diese Vorteile besonders zum Tragen, da die Fachplanungen modellbasiert umgesetzt werden. Durch die modellbasierte Arbeitsweise stehen laufend aktuelle Daten zur Verfügung und die fachlichen Zuständigkeiten sind über die Modellzuordnungen geregelt.
AWF 060 Planungsfortschrittskontrolle und Qualitätsprüfung:
Durch die zentrale Datenhaltung und die damit verbundene hohe Datenqualität wird eine effiziente Qualitätssicherung erreicht. Dies ist ein maßgeblicher Bestandteil der Schüßler-Plan BIM Philosophie.
AWF 070 Bemessung und Nachweisführung Raumprüfung:
Wir messen diesem AWF einen hohen Stellenwert im Projekt bei, da die Kollisionsprüfungen der Lichten Räume, Freihalteräume oder auch Wirkbereiche der FRS bisher nicht dreidimensional geprüft werden konnten. So wird eine verbesserte Planungsqualität erreicht, weil die Fachplanungen genauer aufeinander abgestimmt sind. Dies ist von besonderer Bedeutung, da alle technischen Fachplanungen in der Geometrie des Bestands erfolgen.
AWF 080 Ableitung von Planunterlagen:
Mittels zentralem Datenmanagement wird die Kongruenz zwischen den 3D-Modelldaten und den 2D-Plandaten sichergestellt. Dies ist ebenfalls wesentlicher Bestandteil der Schüßler-Plan BIM Philosophie.
AWF 100 Mengen- und Kostenermittlung:
Der AWF 100 kann nur erfolgreich durchgeführt werden, wenn vor der Auswertung die zu verknüpfenden Modelle mit hoher Datenqualität erstellt wurden. Deshalb wird den Bauteilen mit den Schüßler-Plan Workflows zur Modellerstellung die Kostenberechnungskatalog (KBK)-Nr. gemäß AKVS automatisiert als Attribut zugeordnet. Die Auswertbarkeit der Modelldaten ist ein zentraler Aspekt der BIM Methodik von Schüßler-Plan. Ziel ist es, einen möglichst hohen Anteil der Kosten modellbasiert zu ermitteln und somit transparent, nachvollziehbar und prüfbar darzustellen.
Ausblick
Der Rückblick auf die im Jahr 2020 erstellten Bestandsmodelle (siehe Seite 8, interAktiv 02/2021) und deren aktuelle Fortschreibung sowie das Erstellen der Planungsmodelle verdeutlichen die kontinuierliche Weiterentwicklung von Schüßler-Plan im Bereich BIM. Diese wird insbesondere anhand der Attributierung und der Auswertbarkeit der Planungsmodelle deutlich.
Bei der Umsetzung der BIM Methodik stehen für Schüßler-Plan fachliche Substanz und Mehrwerte im Vordergrund. Sowohl die Modelle als auch deren Workflows zur Erstellung werden in diesem Sinne kontinuierlich überprüft und gezielt weiterentwickelt. Die Basis ist in jedem Fall eine zentrale Datenhaltung.
Der nächste Entwicklungsschritt für die Verkehrsanlage ist die modellbasierte Sichtweitenanalyse im Rahmen des AWF 070.
Alle Beteiligten erkennen, dass die Einführung von BIM als Regelprozess ein kontinuierlicher Entwicklungsprozess ist, der Schritt für Schritt erfolgreich voranschreitet. Schüßler-Plan stellt sich dieser Herausforderung mit dem Anspruch, sich als einer der führenden Infrastrukturdienstleister in der zielgerichteten Anwendung der BIM Planungsmethodik zu positionieren. Dies wird durch die konsequente Schaffung fachlicher Mehrwerte sowie durch das aktive Mitwirken an der Entwicklung nationaler BIM Standards erreicht.
Sie möchten einen detaillierten Einblick in das Projekt erhalten? In einer infraSession stellten die BIM Koordinatoren der Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft mbH ihre Workflows zur Erarbeitung verschiedener Fachmodelle vor. Die Aufzeichnung ist online verfügbar.
Auftraggeber:
Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH (DEGES)
Auftragnehmer:
Schüßler-Plan GmbH
Gräfenberger Allee 293
40237 Düsseldorf
E-Mail an Schüßler-Plan
www.schuessler-plan.de