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Verkehrswege BIM-Projekt im Havelland mit card_1

Die BIM-basierte Methode der Projektabwicklung befindet sich im Infrastrukturbau, besonders in der Ausführungs- und Erhaltungsphase, noch in der Erprobung. Im folgenden Pilotprojekt erfolgen Planung, Ausführung und Erhaltung mit BIM erstmals aus einer Hand. Wir stellen Ihnen erste Erkenntnisse vor.

Überblick über die eingesetzte SoftwareVisualisierungBIM-Vertragsstrecke
Überblick über die eingesetzte Software
Visualisierung
BIM-Vertragsstrecke

Die Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs-und -bau GmbH hat mit dem Projekt Verfügbarkeitsmodell A 10/A 24 in Vertretung des Landes Brandenburg und der Bundesrepublik Deutschland auch ein BIM Leistungspaket als Pilotprojektausgeschrieben und vergeben. Es dient zur Vorbereitung und Erprobung des im Stufenplan Digitales Planen und Bauen vorgegebenen Leistungsniveaus 1 im Verkehrswegebau. Ein Pilotprojekt, bei dem erstmals Planung, Ausführung und Erhaltung mittels der Methode BIM aus einer Hand erfolgt.Das Vorhaben geht also mit einem in die operativen Prozesse integrierten BIM Ansatz bis in die Erhaltung über die Erfahrungen der bisherigen Pilotprojekte des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hinaus.

Auftragnehmer

Der Auftragnehmer (AN) Havellandautobahn GmbH & Co. KG ist ein Konsortium aus der Royal BAM Group und der HABAU Hoch- und Tiefbaugesellschaft. Dieses Konsortium setzt sich aus der ARGE A 10/A 24 Havellandautobahn (Planung und Bau) und Havellandautobahn Services GmbH & Co. KG (Betrieb und Erhaltung) zusammen. Die Leitung des BIM Managements liegt bei der BAM-Konzerngesellschaft Wayss & Freytag Ingenieurbau AG.

Projektumfang

Bild 1: BIM-Vertragsstrecke

Die A 10 und die A 24 zwischen dem Autobahndreieck (AD) Pankow und der Anschlussstelle (AS) Neuruppin gehören zu den meistbefahrenen Strecken der Hauptstadtregion. Sie werden in weniger als fünf Jahren unter laufendem Betrieb ausgebaut bzw. erneuert, um dem künftigen Verkehrsaufkommen gerecht zu werden. Die Vertragsstrecke umfasst rund 64,2 km, wobei der Auftragnehmer die unterschiedlichen Baumaßnahmen über die Vertragslaufzeit von 30 Jahren zu planen, bauen, erhalten, betreiben und teilweise zu finanzieren hat. Die Vertragsstrecke enthält zudem einen Bauabschnitt auf der A 24 mit einer Länge von 5.500 m, bei dem die BIM Methode zur Anwendung kommen soll und der eine Tank- und Rastanlage sowie zwei Ingenieurbauwerke vorsieht, siehe Bild 1. Die Bauzeit der gesamten Maßnahme beträgt voraussichtlich viereinhalb Jahre.

BIM Strategie und BIM Ziele

Das Anwenden der BIM Methode soll die Anzahl unterschiedlicher Informationsquellen im Sinne des Prinzips der „Single Source of Truth“ (SSOT) reduzieren. Dies führt unter anderem zu weniger Komplikationen, kürzeren Durchlaufzeiten, gesteigerter Produktivität, besserer Zusammenarbeit, höherer Qualität und niedrigeren Kosten. Da im Projekt mehrere technische Disziplinen, wie Strecke und Ingenieurbauwerke, auf Basis einer gemeinsamen Datenplattform (engl. Common Data Environment CDE) zusammen geführt werden, sind die Auswirkungen jeder Modifikation in jeder Disziplin unmittelbar für die anderen Disziplinen sichtbar. Dadurch verbessert sich die interdisziplinäre Zusammenarbeit, während sich die Zahl der Fehler und Widersprüche in der Planungs- und Bauphase verringert.

Zeitschiene und Grundlagen

Bild 2: Roadmap des BIM Planungsprozesses

Der BIM Planungsprozess, siehe Bild 2, startete im August 2018 mit der Mock-Up-Phase und dauert bis Ende 2021. Im Zuge dieses Testlaufes wurde zunächst der Prozess der Modellerstellung getestet, um die Kompatibilität zwischen den einzelnen Fachmodellen bzw. den Fachplanern in ihren unterschiedlichen Softwareumgebungen sicherzustellen. In Anbetracht des hohen Innovationsgrades der Maßnahme war es unerlässlich, die entsprechenden BIM Anwendungsfälle in einem Testlauf prototypisch umzusetzen und zu verifizieren. Das methodische Vorgehen erfolgt mithilfe der Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA) und mit dem BIM Abwicklungsplan (BAP).

BIM Anwendungsfälle

Bild 3: Fach- und Teilmodelle.

Die Grundlage für die digitale Planungsmethode bilden folgende Anwendungsfälle.

> Erstellen der BIM Dokumente & Schulung
Die Dokumente AIA und BAP sind in Abstimmung mit dem AG zu erstellen. Im Schulungskonzept definiert der AN die zeitliche und inhaltliche Durchführung der Einführung in die BIM Anwendungsfälle und führt den AG während der Projektdauer in die Anwendungsfälle ein.

> Erstellen und Fortschreiben der Fach- und Teilmodelle
Die Fach- und Teilmodelle sind nach den festgelegten Rahmenbedingungen, wie geometrische und alphanumerische Informationen, zu georeferenzieren und gemäß BAP zu entwickeln, siehe Bild 3.

> Modellbasierte Visualisierung, Kommunikation
Das Bereitstellen modellbasierter Visualisierung, etwa Abbildungen und Animationen, unterstützt die externe Kommunikation und die Öffentlichkeitsarbeit des AN, siehe Bild 4.

> Bereitstellen der Lieferobjekte, Kollaboration
Die Fach- und Teilmodelle sind den entsprechenden Projektbeteiligten per CDE für die Bearbeitung und Prüfung zur Verfügung zu stellen. Somit reduzieren sich redundante Informationen. Der Prozess hat nach den Anforderungen des Entwurfs der DIN EN ISO 19650 Teil 1 zu erfolgen.

> BIM Koordination, Qualitätssicherung
Die modellbasierten Planungsbesprechungen zwischen AG, AN und Fachplanern sind alle zwei Wochen durchzuführen, um kollisionsbereinigte Modelle zu erhalten.

> 2D-Planableitungen aus den Fachmodellen
Sie umfassen die Entwurfs- und Ausführungspläne der BIM Vertragsstrecke. Die Planunterlagen werden aus den Fach- und Teilmodellen im festgelegten Maßstab abgeleitet, um diese anschließend in der CDE bzw. dem Planmanagementsystem (PMS) zur Planprüfung zur Verfügung zu stellen.

> 4D-Bauablaufsimulation
Visualisierung der Bauablaufplanung für die Ausführungsphase sowie der Soll-Ist-Abgleich des Baufortschritts. Mithilfe der Visualisierung lassen sich der Bauablauf während der Planung analysieren und die Prozesse optimieren. Der Soll-Ist-Vergleich umfasst einen visuellen Abgleich und eine tabellarische Gegenüberstellung des Baufortschritts, um die Abweichungen zu identifizieren und ggf. Gegenmaßnahmen einzuleiten.

> Verknüpfungen
Die Fach- und Teilmodelle enthalten die Verlinkung mit relevanten Informationen. Dabei wird auf der CDE eine Verlinkung zwischen den Modellelementen und den dazu gehörigen Dokumenten hergestellt.

> Visualisierung der Erhaltungsmaßnahmen
Die Fach- und Teilmodelle enthalten die visuelle Darstellung der Durchführung der ZTV-Funktionen StB A10/A24. Dabei sind die alphanumerischen Informationen georeferenziert im Modell gem. LOD-Mindestparameter (Attribute) zu verorten.

> Visualisierung der Ergebnisse gem. ZTV-Funktionen StB A10/A24
Visualisierung der Erhaltungsmaßnahmen inkl. Darstellung und Lokalisierung sowie der Möglichkeit Verkehrsbeeinträchtigungen darzustellen.

Bild 4: Visualisierung

Softwarearchitektur

Bild 5: Überblick über die eingesetzte Software

Es ist essenziell, die BIM Anwendungsfälle bei der Auswahl der Softwarearchitektur zu berücksichtigen, siehe Bild 5. Nicht jede Software ist für jeden Anwendungsfall einsetzbar. Für die Planung des Ingenieurbauwerkes BW2 ist die Software Autodesk Revit im Gebrauch. card_1 von der Firma IB&T Software GmbH wird für die Streckenplanung speziell für die Modellierung des BIM Vertragsabschnittes (Bauabschnitt 4 von km 222+675 bis km 228+185) und der Planung der konventionellen Ausführungsplanung der BAB A24 eingesetzt. Die Planung der Tank- und Rastanlage erfolgt mit VESTRA der AKG GmbH. Die Erstellung des Bodenschichtenmodells erfolgt mittels der Software SubsurfaceViewer® MX 7.2 der Firma INSIGHT GmbH. Für das vorherige Datenmanagement kommt QGIS® zum Einsatz. Für die Bereitstellung aller Daten und Informationen wurde die Plattform (CDE) EPLASS eingerichtet, sodass alle Projektbeteiligten einen Zugriff mit hinterlegten Berechtigungen erhalten. Die CDE verfügt über verschiedene Container-Zustände, wie Unter Bearbeitung, Geteilt ARGE, Geteilt AN, oder Freigegeben und geteilt DEGES. Es ist außerdem ein Status Archiviert für Container vorhanden, die überholt sind oder zurückgezogen wurden, um einen Auditpfad für deren Entwicklung bereitzustellen.

Resümee

Wir halten fest, dass ein elementarer Bestandteil der effizienten BIM Nutzung von Projektbeginn an eine enge Kooperation zwischen Fachplanern, Ausführenden, Betreibern, Softwareanbietern und Auftraggebern erfordert. Neue BIM Rollenbilder, wie der BIM Manager, der BIM Gesamtkoordinator sowie weitere BIM Autoren müssen klar definiert und etabliert werden. Insgesamt herrscht somit ein großer Kommunikationsbedarf im Sinne eines ganzheitlichen Change-Managements Ansatzes, um BIM im Projekt zu verankern. Bauherren und Fachkräfte müssen den Zweck sowie den Mehrwert dieser Rollenbilder fürs Projekt verstehen und Projektbeteiligte dahingehend sensibilisieren. Dabei darf sich die BIM Arbeitsweise nicht von konventionellen Abläufen entkoppeln und einen Parallelprozess darstellen. Vielmehr muss es als neuer, erweiternder Bestandteil des Tagesgeschäfts verstanden werden, der bereits bestehende Rollen, Arbeitsabläufe, Prozesse ergänzt. <<