Jörg Rösler Mitglied des Vorstands der STRABAG AG 09/2015. Baustellenmanagement aus Sicht der Bauindustrie

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1 Jörg Rösler Mitglied des Vorstands der STRABAG AG 09/015 Baustellenmanagement aus Sicht der Bauindustrie 1

2 Nicht immer sind Baustellen die Ursache für Stau auf Deutschlands Straßen Steigende Verkehrsdichte Zunahme des Schwerlastverkehrs und Erhöhung der Achslasten Wenig bundesweite terminliche Baustellenkoordination

3 1 Neue Verfahren um Bauzeit zu sparen Beispiele für Schnelleres Bauen durch LEAN 3 (Prozessoptimierung) B16 Forschungsprojekt (Film) 4 Anforderungen an die Auftragnehmer und Auftraggeber 3

4 1 Neue Bauverfahren um konventionelle Methoden abzulösen A: Kompaktasphalt B: Niedertemperatur Asphalt 4

5 A: Kompaktasphalt 1 Fertigerkomplex - Schichten in einem Arbeitsschritt Eine kompakte Asphaltbefestigung heiß auf heiß besteht aus einer Asphaltdeckschicht aus Walzasphalt und einer Asphaltbinderschicht, die unmittelbar hintereinander eingebaut werden. Die Verdichtung beider Schichten erfolgt in einem Arbeitsgang. 1 5

6 Der Material- und Zeiteinsatz birgt klare Vorteile bei Kompaktasphaltbauweise Schichtaufbau Beispiel Materialeinsatz Baustellenparameter: RQ 0 Bauklasse 1 Länge:.000 m Breite: 7,50 m Deckschicht Binderschicht Tragschicht Konventioneller Aufbau 4,0 cm t 8,0 cm.880 t 18,0 cm t Kompaktasphalt,0 cm 780 t 10,0 cm t 18,0 cm t Anspritzfläche m² m² Beispiel für Materialbedarf 1 6

7 Zeitersparnis und höhere Qualität sprechen ebenfalls für Kompaktasphaltbauweise Wirtschaftliche Vorteile Qualitätsaspekte Bauzeitverkürzung Einbau von Binder und Deckschicht in einem Arbeitsgang Kostenreduzierung durch geringeren Personaleinsatz Optimale Verzahnung der Asphaltschichten Haftverbesserung Erhöhung des Verdichtungsgrades ohne Steigerung der Walzleistung Verringerung der Spurrinnenbildung Kostenreduzierung durch geringeren Maschineneinsatz durch Zeitersparnis Einbau auch unter ungünstigen Witterungsbedingungen möglich 1 7

8 Fazit Kontaktasphalt Vorteile Kosteneinsparung beim Materialeinsatz Geringerer Ressourceneinsatz von Personal und Geräte durch Zeitersparnis bei der Bauzeit Verbesserte Qualität Geringere Verkehrseinschränkungen Nachteile Großer und gleichmäßiger Asphaltbedarf Aufwändige Material- und Gerätelogistik Idealer Einsatz nur bei großen Flächen Hoher Aufwand in der Arbeitsvorbereitung Hohes Unternehmerrisiko bei Havarie Voraussetzung: 1 Kompaktasphaltbauweise muss bei den ausschreibenden stellen als bewährtes verfahren anerkannt und zugelassen werden Sachsen-Anhalt schreibt sämtliche Oberbausanierungen (Binder- und Deckschichten) in Kompaktasphaltbauweise aus! 8

9 Niedertemperaturasphalt am Beispiel Sanierung Flughafen Frankfurt im Flugbetrieb 1 9

10 Ausgangslage und Herangehensweise Aufgabenstellung Resultierende Herausforderungen 1 Vollständige Erneuerung der Start- Lande- und Rollbahnen in Nachtschichten Abbruch der vorhandenen Oberbau- konstruktion Erneuerung der Kabelrohre und Kabelschächte für Befeuerung Neuaufbau Oberbau der Startbahn in bituminöser Bauweise Erneuerung der Randbefestigung Wiederherstellung der Befeuerung Fugenausbildung Aufbringung der Bahnmarkierungen Hohe Personal-, Geräte- und Materialintensität Die Zusammensetzung des Equipments (auch für den Fall eines Defektes) muss genau geplant werden Verwendung von einer besonderen Niedertemperaturasphalt-Rezeptur (Temperatur beim Einbringen max. 130 C; Temperatur bei der ersten Landung 85 C) Dieser Asphalt hat bereits eine Stunde nach dem Einbau eine sehr hohe Deformations- Beständigkeit die Tragfähigkeit, Dichte und die Zusammensetzung sowie die Temperatur des Asphaltes muss kontinuierlich überprüft werden 10

11 Vorgehensweise in der 1. Phase Aufbruchnächte Ablauf Design für die 1.Phase (vorübergehend) In jeder Nacht wurden 15 m breite Querstücke der Bahn komplett ausund anschließend wieder eingebaut 10 mm Asphaltbinderschicht 0/ S Shell Caribit 5 SF mit 0,3% Viatop T pro Nacht 1 Entsprechende Leerrohre für die Befeuerung wurden installiert Provisorische Markierungen wurden aufgebracht Der Flugbetrieb durfte nicht beeinträchtigt werden Dieses Prinzip wiederholte sich täglich in Nächte 600 mm 40 mm Asphalttragschicht 0/3 CS Shell Caribit 5 SF mit 0,3 % Viatop T pro Nacht 40 mm Asphalttragschicht 0/3 CS Shell Bitumen 30/45 SF Mit 0,3% Viatop T pro Nacht Fs- oder StS-Planunm 11

12 Vorgehensweise in der. Phase Deckennächte Ablauf Nach Aufbruchnächten folgt die Phase (die Deckennächte) 40 MM Binderschicht Fräsen und durch 40 mm Deckschicht ersetzen Einbaulänge bei den Deckennächten ca. 800 m Komplette Wiederherstellung der Befeuerung und Markierung Design für die.phase (final) 40 mm Splittmastixasphal 0/11 S Shell Caribit 45 SF mit 0,5 % Viatop 66 ca.1000 t pro Nacht) nach dem Abfräsen der 40MM Asphaltbinderschicht 1 1

13 Voraussetzung: Hohe und intensive Planung Arbeitsvorbereitung, und Vorproduktion Vorproduktion 14:00-1:00 Uhr Spezielle Lagerung t 1:00 Uhr Aufstellen aller Geräte :00 Uhr Einfahrt ins Baufeld 1 13

14 Alle Abläufe sind im 15-Minuten-Takt geplant ab :00 Uhr Munitionssicherung :30 Uhr Ausbau der betonbahn 3:00 Uhr Betonaufbruch laden 3:30 Uhr Planum herstellen 1 14

15 Ab Mitternacht startet der Einbau 0:00 Uhr Leerrohre für Befeuerung 0:30 Uhr Einbau Asphalttragschicht 03:00 Uhr Einbau obere Binderschicht 4:00 Uhr Markieren und Aufräumen 1 15

16 5:00 Uhr Start des Flugbetriebs 1 16

17 Beispiele für Schnelleres Bauen in der Praxis Schnelleres Bauen unter Verkehr A9 Bauen rund um die Uhr Schnelleres Bauen Unter Vollsperrung A40 3 Statt 4 Monate Schnelleres Bauen Mit Tools Zur Geräte-, Personal- und Materialoptimierung (LEAN) A5 Und A96 17

18 A9 Nürnberg- München Seitenstreifenfreigabe - 1. Abschnitt: AD Holledau - AK Neufahrn Schnelles Bauen unter Verkehr: Durchschnittliches Verkehrsaufkommen innerhalb 4h bis KFZ LKW Anteil sehr hoch Hohe Stauanfälligkeit Betriebsform 4 Bauen rund um die Uhr 4h, 7 Tage die Woche 18

19 Leistungsumfang: Seitenstreifenfreigabe Baustellenlänge: 13,8 km Erneuerung des Oberbaus im Hocheinbau Herstellung von 17 Nothaltebuchten (L = 85 m) Verlegung der B+V Spuren an PWC-Anlagen sowie bei der AS Allershausen Anbau zusätzlicher Fahr- und Seitenstreifen Sanierung und Umbau von Entwässerungseinrichtungen Sanierungsarbeiten an allen Brückenbauwerken (3 Stück) Verbreiterung von 3 Brückenbauwerken um 4 m Verkehrsführung, Verkehrssicherung einschließlich Markierung Hauptmassen: Fräsgut t Asphalt t Schüttmaterial t Bindemittel t Erdbau/ Bodenverbesserung m² 19

20 Zeitschiene Ausschreibung im Staatsanzeiger: 3. KW 01 Angebotsabgabe: Aufklärungsgespräch gem. 15 VOB/A: Auftragserteilung schriftlich an ARGE Bögl / Moll / Stratebau: Baubesprechung: Vorbereitungsarbeiten/ Aufbau prov. Verkehrsführung: Baubeginn Phase 1: Beginn Phase im Südbereich: Beginn Phase im Nordbereich: Ende Phase im Südbereich: Ende Phase im Nordbereich: Abbau prov. Verkehrsführung: Bis: Tage Verkehrsraumeinschränkungen Intensive Arbeitsvorbereitung 100 Tage Bauzeit Durchschnittliche Bauleistung / Tag Zusatzleistungen 0

21 Bauen rund um die Uhr benötigt eine umfangreiche Baustellenorganisation 1

22 Impressionen von der Baustelle Bauwerksanierung Neubau Anschlussstelle

23 Im Zeitraum vom bis wurden insgesamt 418 Unfälle registriert Abstand war die häufigste Ursache Übersicht Unfälle mit FR München Personenschäden (P) leicht verletzten Personen schwer verletzten Personen 6 Verkehrstoten 1 0 Sachschäden (S) 18 3 Gesamt P + S Kleinunfälle Gesamt je FR 19 6 FR Nürnberg 418 (ᴓ 3,3/ Tag) 3

24 Fazit A9 Vorteile Kurze Bauzeit geringer Zeitraum der Verkehrsbeeinträchtigung Sehr gute Vorbereitung auf beiden Seiten (AN und AG) Auftraggeber und Auftragnehmer wollen das Ziel erreichen Sehr hohe Bauleistung: ᴓ / Tag Nachteile Wenig Platz für Bauprovisorien Hohe Belastung bei Personal Unfallgefahr sehr hoch Hohe Planungsdichte bei dieser Bauzeit, lässt wenig Reserven für Unvorhersehbares Hoher Personal- und Geräteeinsatz Personaldisposition vor der Baustelle / nach der Baustelle Nicht alle Lieferanten ziehen mit Hoher Bedarf an Eigenleistung, um Schnittstellen zu vermeiden 4

26 3 statt 4 Vollsperrung des Ruhrschnellwegs in Essen Die Baumaßnahme Täglich fahren ~ Fahrzeuge auf der A40 Sanierung von ca. 3,5 km Fahrbahn Instandsetzung von Brücken Teilerneuerung von 1 Brücke Erneuerung der technischen Ausstattung in einem Tunnel Ruhezeit durch Lärmschutzauflagen von :00-06:00 Uhr 6

27 Für und Wider einer Baustelle mit Vollsperrung Vorteile 1 Monate kürzere Bauzeit Ca. 5,5 Mio. weniger Kosten Der befürchtete Verkehrsinfarkt blieb aus Geringe Unfallgefahr (0 Verkehrsunfälle) Erhöhte Arbeitssicherheit Nachteile Extreme Belastung des Baustellenpersonals Sehr hoher, kurzfristiger, extremer Kapazitätsbedarf während der Bauausführung Hoher Organisations- und Planungsaufwand durch Auftraggeber und Auftragnehmer im Vorfeld 7

29 LEAN-Construction Kontinuierliche Optimierung des Bauprozesses 9

30 A96 Lindau - München, AS Kisslegg- Leutkirch Süd (Forschungsprojekt) Schnelles Bauen unter Verkehr: Erneuerung der Fahrbahndecke m² Projektumfang: 4 km Länge, 10 m Breite, 13 cm stark Bauzeitraum: (13 Tage) Bauzeit: Fräsen Tage, Asphalteinbau: 33 Stunden durchgehend Leistung: 3 Mio. in 13 Tagen ᴓ Bauleistung / Tag

31 Straße im 1. Jahrhundert A5 Obermörlen - 10 Gewerke in nur 10 Wochen Schnelles Bauen unter Verkehr: Betondeckenaufbruch, Trag-, Binder- und Deckschicht erneuern in Asphalt t, davon 4,300 t als PMA- Deckschicht, Standstreifenertüchtigung Bauzeitraum: Einbindung Öffentlichkeitsarbeit!! Bonus und Vertragsstrafe (Malus) jeweils netto 6.000,00 /KT Besondere Vorgabe für Verkehrssicherung: Tempo 100 km/h innerhalb der Baustelle gefordert Leistung: 6,9 Mio. in 69 Tagen ᴓ Bauleistung / Tag

32 Erfahrung aus Projekten mit schnellem Bauen: Intensivste Arbeitsvorbereitung ist ein Muss! Weg- Zeit- Planung mit TILOS einschließlich Ressourcenplanung Variantenuntersuchungen zur zeitlichen Optimierung Detaillierte Logistikplanung Planung mit STRAtakt (Logistikprogramm) Fräsen und Asphalt Erstellung von detaillierten Routenplänen Festlegung eines Identifikationssystem Havarie-Konzept Detaillierte Gerätekonzeption Detaillierte Personalkonzeption Georadar-Messungen im Vorfeld 3

33 Weg- Zeit- Planung mit TILOS inklusive der Ressourcen am Beispiel der A5 Aufbruch- & Fräsarbeiten im Schichtbetrieb: Beton-Zertrümmerer (9.000 m³ = 840 Sattel) 3 Großfräsen (0.000 t = Sattel) Aufbruchbagger bis zu 50 Sattelfahrzeuge Asphalteinbau Gesamtmenge t Mischgut in 0 Tagen 3 Fertiger + 1 Gussbohle 11 GM + GR Walzen 81 Sattel im Umlauf Auszug Tilos Weg-Zeit Diagramm 33

34 Georadar als Arbeitsvorbereitung zum Fräsen Einsatz Georadar zur Schichtdickenbestimmung auf der A96 Ziel: Möglichst exakte Bestimmung der Schichtgrenzen Binder/Tragschicht, zur Vermeidung von nachfräsen von Restflächen und Festlegung einer einheitlichen Frästiefe auf gesamter Baustrecke Ergebnisse von Georadar wurden mit 9 Bohrkernen verglichen Georadar zeigt beim Vergleich mit Bohrkernen ca. 3 mm Mehrtiefe an Vereinbarung mit AG: Einheitliche Frästiefe von 13,5 cm 1 Tageseinsatz messen einschl. Auswertung: 5.500,- Euro 34

35 Prozesssicherheit mittels Reservegeräten am Beispiel der A96 Maschineneinsatz Fräsen ~14.000t Maschineneinsatz Asphalt ~14.000t 3 Großfräsen, 1 Reservemaschine Pro Fräse 1 Standardkehrmaschine, 1 Reservemaschine 3 Hochdruckreiniger Waschzüge 3 Wasserwagen mit HD Vorbaupumpe Betankung stets hinter der Fräse 56 Sattelzüge + Reserve LKW 1 Kompaktfertiger Dynapac AM 300 Beschicker Dynapac MF 500 / 3000 mit Querförderband, 1 Reservegerät 9 Walzen, Reservewalzen 31 Sattelzüge, davon 0 Thermoabschieber, Reserve LKW, 1 Reserveauflieger Andienung auf 3 Mischanlagen: Transportweiten Rundenzeiten 3 Km 0,5 Stunden 30 KM 1,5 Stunden 40 KM,0 Stunden 35

36 Das LKW-Wechselspiel ist beim Fräsen & beim Einbau meist das Nadelöhr zum schnellen Bauen Einweiser 1 Einweiser Jedes Logistikkonzept ist nur so gut wie seine schwächste Komponente 36

37 LEAN Construction (LC) Asphalt Planungstool Stratakt Ziel: Kontinuierlicher Asphalteinbau Dies wird erreicht durch: Abstimmung der LKW-Anzahl auf die Einbauleistung auf der Baustelle und die Mischanlagenkapazität Erstellung eines getakteten Fahrplans für alle Beteiligte, dadurch eine optimale Kommunikationsgrundlage Mischmeister dient als Taktrichter Einweisung der LKW-Fahrer in das Taktkartenprinzip Optimale Ausnutzung der LKW-Lenkzeiten unter Berücksichtigung der Lenk und Ruhezeiten Abstimmung und Harmonisierung der gesamten Prozesskette AMA Baustelle 37

38 LC Asphalt Fertiger-Terminal Automatische Prozessaufnahme durch: Fotografieren (1. Generation) oder scannen (. Generation) der Lieferscheine Auslesen aller relevanter Daten Ständiges messen der Bauleistung und der Resttonnage Visuelle Aufbereitung und Live- Ausgabe der Ergebnisse Dokumentation und Leistungsermittlung des Einbautages 38

39 (A5) Soll- Ist Vergleich auf Basis der Strabag LEAN Construction Asphalt Einbauplanung Ein perfekter Einbautag mit ~ 180 T in der Übersicht Auswertung Bauprozesse VWB L C A S P H A L T Baustelle: Asphaltpolier: BAB A5 Ober-Mörlen S. Schulz FCO.KOST: Einbaudatum: Asphaltmischgutart-/sorte: Einbaubreite: Einbaudicke: 0 7,50 m 9,0 cm geplanter Ø Fertigerstillstand während LKW-Wechselspiel: min Taktlinie Fertiger: Einbaubedingungen: Demag SD 550 CS bewölkt, 17 C Walzen: 1 BW 4 RH, 4 BW 151 AD IST SOLL 0:00 reine Einbauzeit: 601 min. = 81,77 % 81,77 % Werterhöhende Tätigkeiten Vorbereitung: 81 min. = 11,0 % Auswalzen, Geräte reinigen: notwendiger Ø Fertigerstillstand während LKW-Wechselspiel:* 53 min. = 7,1 % 0 min. = 0,00 % Umsetzen: 0 min. = 0,00 % 18,3 % Ausfall Mischanlage: 0 min. = 0,00 % Fertigerausfall / Reparatur: Verschwendung beim LKW- Wechselspiel:** 0 min. = 0,00 % 0 min. = 0,00 0,00 % 18,3 % Nicht werterhöhende Tätigkeiten 81,77 % Wartezeit: 0 min. = 0,00 % Werterhöhende Tätigkeiten Verschwendung Nicht werterhöhende Tätigkeiten sonstige Ausfallzeiten: 0 min. = 0,00 % 0,00 % Verschwendung Einbauzeit gesamt: 735 min. = 100,00 % Arbeitszeit :00 0:00 18:00 16:00 14:00 1:00 10:00 8:00 Einbaumenge:.178,6 t Einbauleistung: 177,8 t/h vgl. mit kalkulierter Einbauleistung reine Einbauleistung: 17,5 t/h vgl. mit Mischgutbedarf aus Taktkarte 6:00 4:00 :00 Ø reine Einbauzeit pro LKW: 601 min. : 80 Fuhren = 7,5 min./lkw Ø Fertigerstillstand während LKW-Wechselspiel: Ø Taktzeit pro LKW: Optimierungspotential beim LKW-Wechselspiel: 0,0 min./lkw 7,5 min./lkw IST erzielter Ø Fertigerstillstand whrd. LKW-Wechsel 0,00 min./lkw 0: Fuhren MÖGLICH notwendiger Ø Fertigerstillstand whrd. LKW-Wechsel:* 0,00 min./lkw POTENTIAL Optimierungspotential pro LKW: 0,00 min./lkw Optimierungspotential gesamt bei 80 Fuhren : 0,00 min 39

40 LC Asphalt Fertiger- Terminal Lieferscheinerfassung mittels QR-Code Datenerfassung kann auch Ohne Soll-Vorgaben durchgeführt werden importierbar (optional) STRAtakt Soll /Plan - Daten Leistung / Tonnage Auswertung LKW-Auswertung Lieferscheinzusammenstellung 40

41 Neue Wege um die Verkehrsteilnehmer über den Fortschritt auf der Baustelle A5 zu informieren Homepage für die Verkehrsteilnehmer Einsatz von elektronischen Anzeigetafeln Neue Wege im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit war eine zusätzliche Zielsetzungen des Auftraggebers: Psychologische Wirkung von Arbeitsstellenlängen, - Staffelungen und - Gestaltungen auf den Verkehrsteilnehmer, d.h. Akzeptanz erreichen für die Baustelle Baubegleitende Presse- und Öffentlichkeitsarbeit mit eigener Homepage und tagesaktueller Berichterstattung als eigene Position im LV News, Bilder, Videos und Berichte zu: Bauverlauf, Bauverfahren, Staus, Veranstaltungen 41

42 Regelmäßige Information der Verkehrsteilnehmer sorgt für gutes Feedback 4

43 3 Film B16 Forschungsprojekt 43

44 B16 Asphalt Schlacht mit 9.90t in 8 Stunden unter Vollsperrung Schnelles Bauen unter Vollsperrung: 3,3 km Trag- und Deckschichterneuerung 8600 t Tragschicht, 130 t Deckschicht Bauzeitraum: 8 Stunden Leistung: 0,96 Mio. in 8 Stunden ᴓ Bauleistung/Stunde: Noch einmal zur Vorstellung: /Std. = Tag bei 10 Std. 360t/Std. = 5000 t/tag bei 14 Std. ( z. B. B16) Die Tonne Asphalt mit allem drum und dran kostet ca. 100 eingebaut = /Tag (ohne Ausbau) Bei einer Havarie oder einem Schaden ist das ein erhebliches unternehmerisches Risiko! B

45 4 Anforderungen an die Auftragnehmer und Auftraggeber 45

46 Themen, die durch den AG bereits im Vorfeld berücksichtigt werden sollten: Zulassung von Nebenangeboten Sehr hohe Qualität der Planung und Ausschreibung Vollständige Ausführungsplanung des Projektes - keine Verlagerung von Planungsleistungen in die Ausführungsphase ohne entsprechende Berücksichtigung bei der Vorbereitungszeit im Vertrag Beachtung der zur Verfügung stehenden Materialien Kapazitäten in der Region Soweit möglich Berücksichtigung von nachweislich schnellen Bauverfahren (z. B. KOPA) So wenig wie möglich externe Schnittstellen Großzügigere Verkehrssicherungen und Baustellen-Provisorien Mehr Zeit nach Auftragserteilung bis zum Start der Baustelle für Arbeitsvorbereitung Ausschreibungen kontinuierlicher über das gesamte Jahr verteilen Frühzeitige Ausschreibung im ersten Halbjahr Bauzeitanreizsysteme vermehrt etablieren (Bonus-Malus) Wahl des Ausschreibungsverfahrens, mehr Augenmerk auf den Technischen Wert, weniger auf den Preis 60-70% Preis 30-40% Technischer Wert Mögliche Konzepte für den Technischen Wert: Terminplanung, Logistik, Entsorgung, Prüfstellenplanung, Umweltverträglichkeit, 4 Baustellenmanagement, LEAN Management 46

47 Voraussetzungen an den AN, um eine optimierte Bauzeit zu realisieren, die bereits in der Angebotsphase geprüft werden sollten: Prüfung der Personal- und Gerätekapazitäten für die vorgesehene Bauzeit Prüfung der erforderlichen Materialkapazitäten innerhalb der Soll-Bauzeit Überprüfung des vom AG vorgesehenen Bauablaufes Prüfung von alternativen Bauverfahren für eine verkürzte Bauzeit und Ausarbeitung von entsprechenden Nebenangeboten Beginn der Arbeitsvorbereitung und detaillierte Bauablaufplanung unter Nutzung entsprechender Software-Tools (z. B. LC Asphalt) Prüfung der Bereitstellung von entsprechender Reserve-Kapazität, um eventuellen Geräte- Personalausfall zu kompensieren Vorbereitung der laufenden Überprüfung des Bauablaufes in der Ausführungsphase und Einleitung von Korrekturmaßnahmen, sofern erforderlich 4 47

48 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 4 48