Pilotprojekt des Bundes: BIM im Tiefbau - Talbrücke

Die Talbrücke Auenbach wurde als Pilotprojekt für die Umsetzung der Planungs- und Ausführungsprozesse mithilfe der BIM-Methode vom BMVI gewählt. Die zum Projekt vorliegenden Planungen sollten im Zuge der Vorplanungsphase einer erweiterten Wirtschaftlichkeitsprüfung unterzogen werden.

Das Projekt ist Teil der Gesamtmaßnahme Neubau der B 107 Südverbund Chemnitz–A 4. Die Bundesstraße 107 verläuft von Chemnitz nach Pritzwalk und ist eine wichtige überregionale Nord-Süd-Verbindung zwischen Sachsen, Sachsen-Anhalt und Brandenburg. Mit der Verlegung der B 107 aus dem Stadtgebiet von Chemnitz als östliche Umfahrung wird das tangentiale Straßennetz um Chemnitz ergänzt, sodass ein geschlossener Ring aus leistungsfähigen Bundesfernstraßen und Autobahnen entsteht, der zu erheblichen Entlastungseffekten im Innenstadtbereich führt. Im Zuge des Neubaus der B 107 Südverbund Chemnitz-A 4 sind mehrere Brückenbauwerke zu planen. Die Talbrücke Auenbach stellt dabei das größte und markanteste Bauwerk im Gesamtprojekt dar. In diesem Projekt wird der Einsatz von BIM in frühen Entwurfsphasen untersucht.

Vorgehen

Zu Beginn des BIM-Pilotprojekts bestand die Überführung des Tals mit der Querung des Auenbachs und der Querung der Bahnstrecke aus einer Talbrücke mit einer Gesamtstützweite von 273m. Bei dieser Variante war ein durchgängiger Überbau als semi-integraler Plattenbalken mit insgesamt neun Feldern für die Überbrückung der Bahnstrecke und des Auenbachtals vorgesehen. Im Zuge der Überarbeitung und Fertigstellung der Vorplanung wurden als Vorzugsvariante die Überführung der Bahnstrecke und die Überführung des Auenbachtals in zwei separaten Bauwerken festgestellt (Bauwerk BW 1-080 und BW1-081). Dadurch konnten die Bauwerkslänge sowie die Sperrzeiten der Bahnstrecke in der Bauphase reduziert werden.

BIM-Anwendungsfälle waren:

  • Einsatz von BIM im Zuge der Vorentwurfsplanung
  • Modellierung des Bauwerkes und der Verkehrsanlage„
  • Integration der Fachplanungen
  • Bildung und Bewertung von Varianten
  • Mengen- und Kostenberechnung

Zielsetzung

Die anvisierten BIM-Ziele waren eine Verbesserung der Organisation, Kommunikation und Schnittstellenkoordination durch einheitliche, interdisziplinäre, modellorientierte Bearbeitung. Ebenfalls verbessert werden sollten die Planungsqualität durch integriertes Arbeiten an einem gemeinsamen Modell und das Risikomanagement durch Bereitstellung von detaillierten Planungsinformationen in Form von verknüpften Modellen. Erreicht werden sollte schließlich eine höhere Termin- und Kostensicherheit durch verbessertes Änderungsmanagement und damit einhergehend eine höhere Qualität der Projektinformationen durch flexible Visualisierung anhand der Modelle.

Fazit

Der Auftraggeber war zufrieden mit dem Verlauf des BIM-Pilotvorhabens. Dadurch war es dem Auftraggeber möglich, einen Einstieg in die BIM-Methode zu finden, seine Anforderungen herauszuarbeiten und konkrete Projekterfahrungen zu sammeln. Der Auftraggeber nennt als wesentlichen Vorteil der Anwendung der BIM-Methode die erwartete Kostensicherheit (Vermeidung von Nachträgen) und die dreidimensionale Visualisierung für die Kommunikation mit Dritten. Für den Auftragnehmer war die Nutzung der Parametrik für die schnelle und konsistente Generierung von Planungsalternativen im vordergründig.

Beteiligte Organisationen

BIM-Berater
AEC3 Deutschland GmbH, München
Die AEC3 Deutschland GmbH ist ein auf Integrationsmethoden im Bauwesen spezialisiertes, unabhängiges Beratungsunternehmen, das sich schon seit über 10 Jahren  mit den Themen "Durchgängigkeit", "3D Planung", "Schnittstellen" und "BIM" beschäftigt. Hauptaugenmerk gilt der Prozessintegration mit dem Ziel einer durchgängigen Nutzung moderner IT Systeme. AEC3 unterstützt Planungsbüros, Baufirmen und öffentliche Auftraggeber bei der Standardisierung der Übergabeprozesse sowie der Überwindung von Medienbrüchen und Schnittstellenproblemen. Eine wichtige Beratungs- und Entwicklungsarbeit ist die Erstellung von BIM Handbüchern und Richtlinien für Bauprojekte, in denen die jeweiligen Aufgaben der Beteiligten nach dem Prinzip "Wer liefert was wann und in welcher Qualität?" festgelegt sind. Neben diesen Kompetenzen im Bereich Projektvorbereitung und -durchführung besitzt AEC3 umfangreiche Erfahrung aus nationalen und internationalen Forschungs-, Entwicklungs- und Standardisierungsprojekten.
  • München
Bauherr
Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH
Die Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH (DEGES) verantwortet seit 1991 die Planung und Baudurchführung wichtiger Infrastrukturprojekte. Als Projektmanagementgesellschaft setzt die DEGES komplexe Verkehrsinfrastrukturprojekte um. Dabei nimmt sie die Funktion als Bauherr und Hausherr (ohne hoheitliche Aufgaben) wahr. In einem komplexen und in sich vernetzten Projekt- und Qualitätsmanagement koordiniert, optimiert und kontrolliert die DEGES die Leistungen externer Planer, Grunderwerber, Bauüberwacher, Bauunternehmen und sonstiger ausgewählter Dienstleister. Gegenstand des Unternehmens sind Planung und Baudurchführung (Bauvorbereitung und Bauüberwachung) inkl. Grunderwerb von Bundesfernstraßen oder wesentlichen Teilen davon im Rahmen der Auftragsverwaltung auf Basis des Inhouse-Modells. Entsprechendes gilt für vergleichbare Verkehrsinfrastrukturprojekte in der Baulast der Gesellschafter einschließlich zugehöriger Aufgaben. Die Aufgabe der DEGES ist es somit, Verkehrswege – gleich ob Straße, Schiene oder Wasserstraße – wirtschaftlich zu planen, kostengerecht zu steuern, die Baumaßnahmen ab­zuneh­men, die Abrechnung sicherzustellen und die ferti­gen Bauwerke termingerecht und in hoher Qualität an die Kunden zu übergeben. Gründungsgesellschafter waren 1991 neben dem Bund die fünf neuen Bundesländer: Brandenburg Mecklenburg-Vorpommern Freistaat Sachsen Sachsen-Anhalt Freistaat Thüringen In den vergangenen Jahren sind der DEGES weitere Gesellschafter beigetreten: Freie und Hansestadt Hamburg (2007) Schleswig-Holstein (2008) Freie Hansestadt Bremen (2009) Hessen (2010) Nordrhein-Westfalen (2014) Baden-Württemberg (2014) Berlin (2014)
Ausführungsplaner, BIM-Berater, Bauunternehmer, Entwurfsplaner
OBERMEYER Planen + Beraten GmbH
  • München
Universität
Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften / Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen

Der Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen (IIB) der Ruhr-Universität Bochum, geleitet von Prof. Dr.-Ing. Markus König, befasst sich im Rahmen der Forschung mit Methoden zur Digitalisierung im Bauwesen. Bereits seit 2010 beschäftigt sich der Lehrstuhl mit dem Einsatz von digitalen Bauwerksmodellen zur Unterstützung von Planungs-, Ausführungs- und Betriebsprozessen. Die Schwerpunkte am IIB liegen auf den Forschungsthemen Datenmanagement, künstliche Intelligenz und Sensorik & Visualisierung.
Zur Optimierung der Verfügbarkeit, Zugänglichkeit und Qualität von Daten für die Planung, den Bau und den Betrieb von Bauwerken, werden unter anderem graphenbasierte Modellierungstechnologien, Blockchain-basierte Smart Contracts und Digital Twins eingesetzt.
Im Bereich künstliche Intelligenz konzentrieren sich die Forschungsvorhaben auf Technologien, welche die Planung, den Bau und die Überwachung von Bauwerken intelligenter, sicherer und kostengünstiger machen. Ziel ist es maschinelles Lernen mit modernem Datenmanagement in der Bauindustrie und BIM-Systemen zu verknüpfen.
Computer Vision birgt hier ein enormes Potenzial für den Bausektor. Die Fähigkeit der Objekterkennung sorgt dafür, dass zahlreiche Datenquellen wie Punktwolken, Bilder und Videoaufnahmen in Echtzeit untersucht werden können. Mittels weiterer KI-Verfahren können z.B. Materialien ermittelt, Bauteile rekonstruiert und Schäden detektiert werden. 
Weitreichendes Wissen wird auch im Bereich Sensorik & Visualisierung gewonnen. Dort wird in Projekten geforscht, in denen digitale Modelle für die Simulation von Produktions- und Logistikprozessen sowohl in Hoch-, Tief- als auch Tunnelbau verwendet werden.
Aktuell wird an der Weiterentwicklung von digitalen Modellen und der Generierung sowie Nutzung von digitalen Zwillingen durch die Integration von Echtzeit- und Nutzungsdaten für die Betriebsphase geforscht. Um die Potentiale dieser neuen digitalen Technologien voll auszuschöpfen, entstehen am IIB neue Visualisierungstechniken und Schnittstellen, um auch Augmented und Virtual Reality effizient zu nutzen und neue Ansätze für die Mensch-Modell Interaktion zu kreieren.

  • Bochum

Adresse des Praxisprojekts

Talbrücke Auenbach B 107, Chemnitz,