BIM Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

Transkript

1 Internationale Arbeitstagung Brücken- und Ingenieurbau 2018 BIM Pilot Tunnelkette A44 in Hessen Potsdam 1

2 Agenda 1. Einführung in das Gesamtprojekt 2. Besonderheiten im Tunnelbau für BIM 3. BIM-Ziele und BIM-Anwendungsfälle AIA und BAP 4. Tunnel Spitzenberg 5. Tunnel Holstein 6. Schlusswort Trassenabschnitt bei Sontra zwischen TU Holstein und TU Bubenrad 2 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

3 Neubau der A 44 Verlängerung der A 44 zwischen A 7 und A 4 Kassel Eisenach 3 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

4 Tunnel der A 44 (östliche Tunnelkette) Tu Trimberg 598m Tu Spitzenberg 599 m Tu Boyneburg m Tu Holstein m Tu Bubenrad 583 m Tu Dachsloch 220 m Tu Alberberg 430 m 4 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

5 Agenda 2. Besonderheiten im Tunnelbau für BIM 5 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

6 Besonderheiten im Tunnelbau für BIM Lange linienhafte Strukturen mit bereichsweise hohem erforderlichen Detaillierungsgrad (mehrere Kilometer, Tunnelvorfelder, Portale, Querschläge, Ausbauten) große Datenmengen, Modellperformance ist zu planen, ggf. Teilmodelle Schnittproblematik (gekrümmte Schnitte, Versatz Gradiente / Tunnelquerschnittsachse) Festlegungen, Zusatztools bzw. teilweiser Verzicht auf gewohnte Darstellungen Verschneidung gekrümmter Strukturen (Tunnel, Querschlag, Nischen) mit Zusatzprogrammen / -tools lösbar Verformungsproblematik (gebaut wird ein Überprofil Sollgeometrie) mehrere Modelle erforderlich (viel mehr Modelle? Attribuierung, anwendungsbezogen) Baugrund: wie stellt man in 3D mit konkreten Koordinaten etwas dar, das man praktisch nicht kennt? Interpolation / Unstetigkeit wie bisher, Übermittlung der Verlässlichkeit erforderlich 6 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

7 Besonderheiten im Tunnelbau für BIM Großer Anteil an behelfsmäßiger Bauleistung (Sicherung während des Vortriebs) Abwägung des Mehrwertes / Notwendigkeit einer Modellierung vs. einer Attribuierung Regelmäßiges Entfernen hergestellter Bausubstanz während des Vortriebs (Sicherung), deren genaue Lage vorher gar nicht bekannt ist (variable Abschlagslängen) wie vor Essentielle Abhängigkeit vom Bauablauf und Logistik gemeinsame 4D-Modellierung verspricht großen Mehrwert (Transparenz) Besondere Vertragsmodelle im Tunnelbau (flexible Bauzeitmodelle, Zeitgebundene Kosten) modellbasierte Behandlung verspricht großen Mehrwert (Transparenz, Anschaulichkeit Plausibilität, Prognosesicherheit) 7 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

8 3. BIM-Ziele und BIM-Anwendungsfälle AIA und BAP 8 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

9 BIM-Prozessstruktur BIM-Ziele Anwendungsfälle AIA Visionen des Bauherrn, (globale) Optimierungswünsche Konkretisierung des Bauherrn, ergebnis- und nutzenorientiert Aufgabe des AG Leistungsbeschreibung BIM, Anforderungen an die Modelle Was? BAP Erwiderung des AN, Konzepte, Lösungsansätze, Algorithmen Wie? BIM-Modell(e) 9 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

10 BIM-Ziele im Tunnelbau (Straße) Reduktion der Folgekosten bei der Ausführung durch frühzeitiges Erkennen und Vermeiden von Planungskonflikten zwischen den beteiligten Gewerken (z.b. Vortrieb, Betonbau, Strecke, BTA) Verbesserung der Baugrund-Prognosequalität und Verkürzung der Reaktionszeiten während des Tunnelvortriebs durch adaptive Fortschreibung des Baugrundmodells Konsistenz der Bestandsdokumentation durch Fortschreibung der Planung während der Ausführung, Vermeidung von Wissensverlusten, objektbezogene Datenstruktur für den Betrieb TuSpitz TuHol Verbesserung der Rahmenbedingungen für eine partnerschaftliche/ kooperative Bauvertragsabwicklung (Objektivierung, Transparenz, gemeinsame Datengrundlage), Abrechnungserleichterung 10 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

11 4. Tunnel Spitzenberg 11 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

12 Lageplan Tunnel Spitzenberg L = 599 m RQ 26t 12 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

13 Geotechnischer Längsschnitt Tunnel Spitzenberg N ÜH 25 m ÜH 10 m ÜH 40 m QP2 QP3 S Oberer Buntsandstein (RÖT) Mittlerer Buntsandstein (Detfurth-Wechsellagerung) Mittlerer Buntsandstein (Avicola/Volpriehausen-Sandstein) 13 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

14 Geotechnische Querschnitte Tunnel Spitzenberg (Blickrichtung Süd) 14 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

15 BIM-Anwendungsfälle Modellieren von Unschärfen und Verdachtszonen in einem 3D-Baugrundmodell Koppeln des 3D-Bauwerksmodells (Außenschale, Innenschale) mit einem 3D- Baugrundmodell, prognostische Ableitung von Vortriebsklassen und deren Verteilung 15 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

16 3D-Baugrundmodell 16 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

17 BIM-Anwendungsfälle Modellieren von Unschärfen und Verdachtszonen in einem 3D-Baugrundmodell Koppeln des 3D-Bauwerksmodells (Außenschale, Innenschale) mit einem 3D- Baugrundmodell, prognostische Ableitung von Vortriebsklassen und deren Verteilung Erfassung photogrammetrischer und bildgebender Daten (Laser-Scan, Punktwolken), deren Verarbeitung im Modell oder Verknüpfung damit und Abstraktion sowie Auswertung (z.b. Soll-Ist-Vergleich, Dicke Innenschale aus Differenz), geeignete Visualisierung Verwertung der Daten zur Verfeinerung des Baugrundmodells Verknüpfung von Dokumenten mit Objekten im Model (z.b. Protokolle, Fotos, Mängelberichte) mit Auswerteroutinen (Filter) 17 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

18 5. Tunnel Holstein Südportal 18 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

19 Lageplan Tunnel Holstein L = m RQ 26t 19 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

20 Geotechnischer Längsschnitt Tunnel Holstein QP1 QP2 QP3 QP4 QP5 QP6 QP7 20 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

21 Geotechnische Querschnitte Tunnel Holstein tektonisch stark gestörte Lagerungsverhältnisse Vortrieb abschnittsweise im Lockergestein örtlich sehr geringe Überdeckung der Tunnelröhren 21 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

22 Geotechnische Querschnitte Tunnel Holstein 22 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

23 Geotechnische Querschnitte Tunnel Holstein Tunnelbau in quellfähigem Gebirge auslaugungsfähige Gesteine (Sulfat- und Karbonatkarst) punktuelle Erdfälle sind nicht auszuschließen 23 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

24 BIM-Anwendungsfälle Modellbasierte Bauablaufsimulation (4D) Modellbasierte Mengenermittlung (5D) einschließlich der Ermittlung der Zeitgebundenen Kosten auch für beliebige Zwischenzustände Kopplung von Leistungsverzeichnis und Modell zum Einspielen der verpreisten Leistungen in zugehörige Bauteile im Modell und Auslesen der erbrachten Leistungsanteile in ein Teil-LV (Abschlagsrechnung) Fortschreibung/Ergänzung des BIM-Modells in der Bauphase durch den Bau-AN zu einem As-Built-Modell mit Verknüpfungen zu Bestandsunterlagen und -dokumenten 3D-Modell 4D - Bauzeit 5D - Kosten 6D Betrieb 24 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

25 Aktueller Stand Tunnel Spitzenberg: Konventionelle Planung ist abgeschlossen, Tunnel ist im Bau Daten (Scans, Messungen, Ortsbrustfotos etc.) werden bereits erhoben Nachmodellierung und Anwendungsfälle (Entwicklungsarbeit) Tunnel Holstein: Konventionelle Planung ist nahezu abgeschlossen Nachmodellierung und Anwendungsfälle parallel zur Bauvorbereitung (Transfer) Abgleich der Planungsergebnisse Bekanntmachung Bauvertrag mit BIM-Leistungen, Abwicklung modellbasiert 25 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

26 Fazit: Es tut sich etwas! Wenn der Wind der Veränderung weht, bauen die einen Mauern und die anderen Windmühlen. Chinesisches Sprichwort 26 Dr. Franz: BIM-Pilot Tunnelkette A44 in Hessen

27 Ansprechpartner DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungsund -bau GmbH Dr. Stefan Franz Projektleiter / stellv. Bereichsleiter Projekte Hessen Zimmerstraße Berlin Telefon franz@deges.de 27