Mit BIM auf die Überholspur
Wie plant man ein komplexes Infrastrukturprojekt? Mit digitaler Voraussicht.
Eine Bundesstraße in Stadtnähe über sechs Kilometer zu einer Autobahn erweitern – das ist eine komplexe Aufgabe. Mit BIM plant das Team von WOLFF & MÜLLER jeden Schritt und behält im Projekt den Überblick.
Wie plant man ein Infrastrukturprojekt in dieser Größenordnung – vier Brücken, drei Anschlussstellen, zwei Regenrückhaltebecken, laufender Verkehr und verschobene Fahrbahnachsen? Mit digitaler Voraussicht. Building Information Management (BIM) ist das zentrale Steuerungsinstrument bei Tief- und Straßenbauprojekten, so auch beim Ausbau der Bundesstraße 1 (B1) zu einem neuen Abschnitt der Autobahn 40 (A40). Das Projekt vom Autobahnkreuz Unna bis zur Stadtgrenze Dortmunds führt WOLFF & MÜLLER im Auftrag der Projektmanagementgesellschaft DEGES GmbH (Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau) in einer Arbeitsgemeinschaft mit der Friedrich Rempke GmbH & Co. KG aus. Die A40 ist Teil einer jahrzehntelang gewachsenen Hauptverkehrsader und mit ihrer Lage für den Verkehr im Ruhrgebiet von großer Bedeutung. Das gesamte Projekt erstreckt sich über etwa sechs Kilometer.
Für die Erweiterung baut WOLFF & MÜLLER die bestehende Bundesstraße zunächst auf rund 140.000 Quadratmeter Fläche zurück. Die künftige Autobahn ist mit etwa 200.000 Quadratmetern Neubaufläche deutlich breiter und sorgt dafür, dass sich die Straße in nördliche Richtung verschiebt. Die Arbeiten sind in drei Hauptbauphasen gegliedert: In der ersten Bauphase stellt das Unternehmen Provisorien zur Ertüchtigung der Strecke her und ermöglicht so die Verkehrsführung während der Bauzeit. In den folgenden Bauphasen errichtet WOLFF & MÜLLER die nördliche und südliche Richtungsfahrbahn.
Die Baumaßnahmen sind hochkomplex. Denn das Bauunternehmen errichtet gleichzeitig vier neue Brücken und hält den Verkehr an mindestens zwei Anschlussstellen aufrecht, während sich die Baustrecke im Projektverlauf nach Norden verschiebt. Das erfordert vom Bauteam ein hohes Maß an Organisation, daher nutzt es BIM in der Arbeitsvorbereitung, um die Aufgabe effizient zu bewältigen.
Besonderheiten bei der Vorbereitung
Weil die Baumaßnahmen ursprünglich nicht als BIM-Projekt geplant wurden, waren weder 3D-Modelle noch ein darauf abgestimmtes Leistungsverzeichnis (LV) verfügbar. WOLFF & MÜLLER erzeugte also das Trassenmodell und modellierte das Regenrückhaltebecken von Grund auf, da BIM im gesamten Projektlebenszyklus die Effizienz erhöht. Dazu nutzte das Unternehmen unter anderem die Baugrubenfunktion sowie die Schichtenkonstruktion im CAD-System VESTRA INFRAVISION. Um die ausgeschriebenen Leistungen und Modelle passgenau aufeinander abzustimmen, überprüften der BIM-Koordinator sowie die Modellierer, Bauleiter und Projektleiter das LV.
Dabei entschieden sie, welche LV-Positionen direkt modelliert werden und welche nur als Anhangspositionen dienen. Die Anhangspositionen hat das Team den modellierten Positionen inhaltlich passend zugeordnet. Der Vorteil: So lassen sich aus dem Modell die benötigten Materialien sowie deren Mengen auslesen, ohne sie detailliert modellieren zu müssen. Theoretisch ist es möglich, ein komplettes LV einem Modell zuzuordnen, ohne das LV in Gänze zu modellieren.
Über die Ordnungszahl der Leitpositionen steuert das Team im weiteren Verlauf die Verknüpfung zwischen LV und 3D-Modell. Dazu wurden im vorliegenden Beispiel die LV-Positionen durch den Modellierer an das Modell im BIM-Viewer von VESTRA INFRAVISION angebracht.
Infobox 5D-Modell
BIM geht weit über die reine 3D-Abbildung des geplanten Projekts hinaus. So lassen sich die einzelnen Arbeitsschritte mit einer Zeitschiene hinterlegen, die die gemeinsame Planung vereinfacht und bessere Abstimmungen zwischen den Gewerken ermöglicht. Die „fünfte Dimension“ kommt durch die Integration der voraussichtlichen Kosten direkt im Modell hinzu. So lässt sich auch der genaue Finanzfluss des Projektes prognostizieren – und Änderungen im Ablauf können transparent nachverfolgt werden.
BIM-konformes Arbeiten mit VESTRA und 5D-Modell
Die Software VESTRA INFRAVISION ermöglicht durchgängige, BIM-konforme Arbeitsprozesse. Sie unterstützt das IFC4x3-Datenformat und sorgt für eine präzise Darstellung von Straßenachsen, Gradienten und zugehörigen Fachobjekten wie Sichtfelder. Das dafür benötigte 5D-Modell wurde mithilfe der Kalkulationsdaten, der Zeitschiene sowie des 3D-Modells in der Koordinationssoftware Desite BIM erstellt. Das resultierende 5D-Modell bildet die Grundlage für alle weiteren modellorientierten Aktivitäten und erfüllt alle Anforderungen des Level 3 im Masterplan BIM für Bundesbauten. Ab 2027 müssen Bundesaufträge ab 500.000 Euro diese Informationstiefe bieten. Der digitale Zwilling begleitet das Bauwerk über den gesamten Lebenszyklus. Das verbessert die Planung, erhöht die Kostensicherheit und erleichtert die Übergabe in den Betrieb.
Arbeitsvorbereitung mit Modellhilfe
Mit den Formularfunktionen in Desite BIM hat das WOLFF & MÜLLER-Team ein Formular für Bauleiter und Poliere entwickelt, das die Arbeitsvorbereitung enorm vereinfacht. Dabei können die Modellinhalte über verschiedene Filterfunktionen auf die benötigten Informationen beschränkt werden. Anschließend kann das Team bei Bedarf noch die Personalplanung vornehmen und die anzuzeigenden LV-Positionen auswählen. Der anschließende Export gibt ein PDF-Dokument und ein Teilmodell aus – inklusive Kalkulationsdaten in Form von Gerät, Material, Lohnstunden und Baupartner. Zur anschließenden Disposition ist somit keine manuelle Ermittlung von Mengen mehr nötig. Es kann auf die bereits verfügbaren Informationen zurückgegriffen werden. Auf diese Weise hat WOLFF & MÜLLER die benötigte Zeit in anderen Projekten bereits erheblich reduziert.
Umsetzung mit modellbasierter Fortschrittskontrolle
Auch im laufenden Baubetrieb spielt BIM eine erhebliche Rolle zur Erhöhung der Effizienz: Das Team gleicht den Baufortschritt regelmäßig mit dem digitalen Modell ab. Abweichungen zwischen Planung und Realität werden früh erkannt, sodass das Team gezielt gegensteuern kann. Damit bleibt das Projekt auch bei komplexen Bedingungen wie laufendem Verkehr und mehreren parallellaufenden Bauabschnitten stets im Zeitplan. Zusammen mit der Kostenplanung ist das Projekt also für alle Beteiligten in jedem Schritt transparent – das vereinfacht die Kommunikation und das Projekt verläuft planmäßig.
Der Ausbau der B1 zur A40 zeigt, wie BIM die Steuerung hochkomplexer Infrastrukturprojekte verändert. Die konsequente Anwendung der relevanten BIM-Anwendungsfälle sorgt für Transparenz, Effizienz und Qualität – von der ersten Planung bis zur Umsetzung und darüber hinaus. Für WOLFF & MÜLLER ist BIM längst mehr als ein digitales Werkzeug: Es ist der Schlüssel zu effizientem Projekterfolg im modernen Straßenbau.
Bautafel
Lage: B1 Zwischen Unna und AK Unna
Bauherr: DEGES GmbH
Projektdauer: September 2021 bis laufend
Ausführung: Arbeitsgemeinschaft 6-spuriger Ausbau der A40/B1 Dortmund-Ost
Gesamtkosten: 56,3 Mio. EUR
BIM-Anwendungsfälle: gem. Masterplan BIM – Bundesfernstraßen
Quelle Titelbild: WOLFF & MÜLLER
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