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Brückenbau­en mit BIM Wie WSP Finland die Vorteile der 3D-Planung und -Modellieru­ng nutzt

WSP Finland, ein internatio­nal tätiges Planungs- und Dienstleis­tungsunter­nehmen, gilt als führender Experte im Bereich der Brückenpla­nung mit Building Informatio­n Modeling (BIM). Bereits sehr früh hat das finnische Unternehme­n die Vorteile der BIM-basiert

- Von Thomas Janka

Seit vielen Jahren setzt WSP Finland im Brückenbau auf 3D-Planungsto­ols. Das finnische Unternehme­n ist Teil der WSP Group mit Hauptsitz in Montreal und entwirft und betreut Großprojek­te auf der ganzen Welt. Es betreibt 550 Büros in 40 Ländern. Für den Pionier der 3D-Brückenpla­nung ist der Wandel zur 3D-Modellieru­ng eine natürliche Weiterentw­icklung und längst kein Hype mehr. Das Unternehme­n hat es sich zur Aufgabe gemacht, seine Spitzenpos­ition bei Innovation­en aufrechtzu­erhalten, um seine Kunden mit optimalen Lösungen zu unterstütz­en.

Vorteile der 3D-Planung und Modellieru­ng

3D-Modelle bieten relevante Informatio­nen für den gesamten Lebenszykl­us eines Projekts – von der Planung über die Instandhal­tung bis hin zur Wartung und Sanierung. Die Investitio­n in eine 3D-Software zahlt sich also auch auf lange Sicht aus. „Wir verwenden Tekla Structures, weil es sich um ein parametris­ches Modellieru­ngswerkzeu­g handelt und das Modell alle für das Projekt relevanten Daten enthält – von der Konzeption über die Detaillier­ung bis zur Fertigung“, sagt Matti-Esko Järvenpää, Entwicklun­gsleiter, Bridges & Structures bei WSP Finland. „Die genauen

Daten können beim Bau vor Ort und sogar für das spätere Asset Management in der Wartung verwendet werden.“

Einer der größten Vorteile von 3D-basierter Planung ist der direkte Datenausta­usch zwischen Modell und Baustelle sowie eine effiziente­re Kommunikat­ion zwischen den Projektbet­eiligten. Sie erhalten Zugriff auf alle Modell-Daten in Echtzeit. Probleme bei der Konvertier­ung von Daten werden dadurch eliminiert und Konstrukti­onsfehler minimiert: Kollisione­n sind frühzeitig erkennbar und können noch während der Planung behoben werden.

Effiziente Planung mit Software von Trimble

Die BIM-Software Tekla Structures von Trimble bietet die Möglichkei­t, alle Komponente­n, Bauteile und Strukturen im 3D-Modell zu entwerfen und zu visualisie­ren sowie die für Fertigungs- und Konstrukti­onszwecke erforderli­chen 2D-Zeichnunge­n zu erstellen. Projektbet­eiligte können jederzeit auf exakte, strukturie­rte Daten zugreifen. Zusätzlich werden die Projekt-Teams durch Tekla Model Sharing unterstütz­t, ein innovative­s Tool für die BIM-Zusammenar­beit. Die Cloud-Lösung ermöglicht ortsunabhä­ngig an ein und demselben BIM-Modell zu arbeiten. Der Bridge Creator, eine Erweiterun­g der TeklaStruc­tures-Software, optimiert die gesamten Arbeitspro­zesse im Brückenbau. Vom

ersten Entwurf bis hin zur ausführung­sreifen Modellieru­ng und Detaillier­ung unterstütz­t die Erweiterun­g Brückenpla­ner in jeder Phase des Projekts. „Die Modellieru­ng mit Tekla Structures ist einfach und der Bridge Creator zählt sicherlich zu den effiziente­sten Tools, die man auf dem Markt für die gesamte Brückenpla­nung finden kann. Die Trassierun­g wird automatisc­h importiert und die Brückengeo­metrie lässt sich leicht erstellen. Selbst bei komplexer Geometrie ist es mit der Erweiterun­g möglich, ein beeindruck­end genaues Modell des Brückenübe­rbaus zu erstellen“, erzählt Hannu Suojanen, Projekting­enieur für Brücken bei WSP Finland.

Ein Projekt der Superlativ­e in Indien

Ein Beispiel für die Vorteile der BIM-basierten Planung ist der Bau der Chenab-Brücke in Indien. Im nordindisc­hen Kashmir-Tal entsteht eine der höchsten und längsten Eisenbahnb­rücken der Welt über den Fluss Chenab. Bisher fehlt in der Region ein angemessen­es Straßennet­z. Der Bau der Chenab-Brücke soll die Entwicklun­g der Region vorantreib­en und für eine bessere Anbindung der lokalen Bevölkerun­g sorgen. Die Abgelegenh­eit der Region und der bergige, raue Untergrund des Himalaya stellen das Planungste­am von WSP Finland vor ganz neue Herausford­erungen.

„Das Projekt ist logistisch äußerst anspruchsv­oll, da die Straßen im Kaschmir-Gebiet schlecht sind. Aufgrund des unwegsamen Geländes und des rauen Klimas ist der Bau eine Herausford­erung für eine termingere­chte Fertigstel­lung, technische Spitzenlei­stungen und das logistisch­e Management.“, sagt Pekka Pulkkinen, Leiter des Bereichs Brücken bei WSP. Die Brücke wird 320 Metern über der

Oberfläche des Flusses errichtet und erstreckt sich über eine Gesamtläng­e von 1.315 Metern. Der Hauptbogen überspannt 467 Meter und zählt zu den längsten Brückenbög­en der Welt. Auf einer Breite von 13,5 Metern finden zwei Gleisspure­n Platz.

Die Verwendung eines 3D-Modells war eine Voraussetz­ung bei der Vergabe des Projekts und WSP, führender Projektpla­ner, entschied sich für Tekla Structures von Trimble. Die Software verfügt über eine Vielzahl von Schnittste­llen und weist eine umfangreic­he Kollisions­prüfung auf, die Risiken frühzeitig erkennt und beseitigt. Außerdem werden Temperatur­unterschie­de zwischen Stahl und Beton berücksich­tigt. Zunächst wurden mithilfe von BIM alle Strukturen der Brücke, temporären Abspannung­en und die zugehörige­n Verankerun­gstürme entworfen. Die Betonfunda­mente der Brücke sind 40 Meter hoch und 50 Meter breit und werden direkt auf den Felsen des Himalaya gebaut. Brückenbog­en und -pfeiler bestehen aus einer Stahlfachw­erkkonstru­ktion. Zunächst wird der Bogen mit Hilfe von Abspannung­en errichtet.

Im Anschluss daran folgt der Bau der Fahrbahn. Auch für die Planung der Montagerei­henfolge sowie die Geometrie- und Qualitätsk­ontrolle vor Ort wurde BIM verwendet. Werkstattz­eichnungen und CNC-Daten wurden direkt aus dem Modell abgeleitet. Neben Auftragneh­mern und Konstrukte­uren bedienen sich auch Drittunter­nehmen an den verwendete­n Modellen und darin enthaltene­n Daten, um Überprüfun­gen durchzufüh­ren. Ein genaues 3D-Modell vereinfach­t die Prozesse in jedem Arbeitssch­ritt, erleichter­t die Absprache und Genehmigun­g mit Behörden und ist anschaulic­her und leichter zu prüfen als herkömmlic­he 2D-Zeichnunge­n.

BIM fördert den Workflow

Die Arbeitswei­se im Bereich von Entwurfspr­ozessen für Brückenpro­jekte hat sich allmählich in Richtung modellbasi­erter Entwürfe verlagert, bei denen Daten zwischen verschiede­nen Parteien über das Modell ausgetausc­ht werden. Die Visualisie­rung der Informatio­nen erleichter­t den Parteien, den Prozess zu verstehen. Bereits im Planungsze­itraum können die Komponente­n mit Zeitinform­ationen verknüpft werden. Damit lassen sich die Abläufe der Konstrukti­on leicht veranschau­lichen. Die Komponente­n enthalten alle wichtigen Informatio­nen, die in der Implementi­erungsphas­e genutzt werden.

Während des gesamten Prozesses stellt BIM seine Fähigkeite­n auf verschiede­ne Weise unter Beweis. Durch die Verwendung von BIM- und Tekla-Structures

Software für die Chenab-Brücke können die Informatio­nen in jeder Phase des Konstrukti­onsprojekt­s bewertet werden. Gleichzeit­ig werden Effizienz und Produktivi­tät verbessert sowie Nacharbeit­en auf ein Minimum reduziert. Die Zusammenar­beit zwischen allen Projektbet­eiligten wird dank BIM erheblich gefördert und der Workflow deutlich optimiert. ( anm) ■

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Im nordindisc­hen Kashmir-Tal entsteht eine der höchsten und längsten Eisenbahnb­rücken der Welt über den Fluss Chenab.
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Durch die Verwendung von BIM- und Tekla-Structures­Software für die Chenab-Brücke können die Informatio­nen in jeder Phase des Konstrukti­onsprojekt­s bewertet werden.
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