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Simplonpass-Galerie Engi: Steuerung über eine zentrale Datenbank
An der Nationalstrasse A9 Simplonpass befinden sich zahlreiche Kunstbauten wie Brücken, Tunnel oder Galerien. Wie alle Kunstbauten auf dem Nationalstrassennetz werden diese periodisch überprüft, um bei Bedarf entsprechende Instandsetzungsmassnahmen einzuleiten und so die Verkehrssicherheit weiterhin zu gewährleisten.
Derzeit wird an einem 2.1 km langen Abschnitt auf der Südseite gearbeitet. Der Abschnitt wird massgeblich von der 1.75 km langen Lawinenschutzgalerie Engi bestimmt. Die Galerie wurde in neun Bauphasen zwischen 1965 und 1985 erstellt und besteht somit aus neun Abschnitten mit unterschiedlichen Geometrien, Expositionen an Naturgefahren, statischen Konzepten sowie Erhaltungszuständen.
Den Bestand korrekt abbilden
Eine der grossen Herausforderungen bei der Projektierung von Instandsetzungsmassnahmen von Schutzgalerien wie im Fall der Galerie Engi ist die richtige Abbildung des bestehenden Bauwerks sowie dessen Umgebung. Die verschiedenen Geometrien der unterschiedlichen Abschnitte, die Länge der Galerie, die gekrümmte Linienführung, die stark variierenden Quer- und Längsneigungen, die grossen Informationsmengen von eingescannten, nicht geolokalisierten Schalungs- und Bewehrungsungsplänen (ca. 400 Pläne) aus den 1960er- bis 1980er-Jahren können bei einer herkömmlichen Projektierung mit 2-D-Plänen zu Verlust von Informationen oder Konflikten mit den geplanten Massnahmen führen. Die Schwierigkeit bei der Abbildung des bestehenden Bauwerks erschwert die Projektierung, die Mengenermittlung sowie die Genauigkeit des Kostenvoranschlags und erhöht das Nachtragsrisiko in der Ausführung.
Um einen konkreten Mehrwert hinsichtlich Projektqualität zu generieren und über die gesamte Projektdauer die Bearbeitungseffizienz zu verbessern,haben sich die Bauherrschaft und die Projektverfassenden entschieden, für die Projektbearbeitung die BIM-Methode anzuwenden. Sie ermöglicht eine einfachere Projektierung und Entscheidungsfindung, die frühzeitige Erkennung von Konflikten (Clash Detection) und eine bessere Koordination der Projektbeteiligten. Die Qualität und Effizienz der späteren Baustellenführung soll durch die Anwendung von BIM verbessert werden. Zudem resultiert daraus eine Reduktion des Risikos von Unvorhergesehenem und damit von Nachtragsforderungen.
Single-Source-of-Truth-Philosophie
Wegen der entscheidenden Rolle der korrekten Abbildung der bestehenden Galerie wurde für deren Modellierung ein Workflow entwickelt, der eine hohe geometrische Genauigkeit, Flexibilität, Skalierbarkeit, Beherrschbarkeit und eine stufenweise Erhöhung des Detaillierungsgrads in den nachfolgenden Projektphasen ermöglicht.
Um dies zu erreichen, stützte sich das Projektteam in erster Linie auf die SSOT-Philosophie (Single Source of Truth). Mit dieser werden die Informationen über die bestehende Konstruktion und das Projekt aus einer zentralen Datenquelle, dem BIM-Modell, und nicht aus mehreren separaten Unterlagen (2-D-Pläne, Listen, Tabellen, usw.) gewonnen. Dies geschieht mit dem Ziel, die Durchgängigkeit der Informationen während aller Projektierungsphasen bis hin zur Ausführung und Inbetriebnahme zu erhöhen und somit Informationsverluste zu minimieren.
Ein herkömmliches BIM-Modell wird üblicherweise in einer BIM-Authoring-Umgebung aufgebaut und dient als Informationsträger. Im vorliegenden Fall ist der Ansatz ein anderer: Die Verwaltung der Projektinformationen erfolgt über eine Excel-Datei, aus der automatisch eine 3-D-Geometrie generiert wird. Die zentrale Datenbank wird auf Basis der Digitalisierung der alten Pläne und DAW (Pläne der ausgeführten Werke) sowie 3-D-Vermessungen in Form von Punktewolken gebildet, die die exakte Platzierung der Modellelemente ermöglicht.
Die in der Datenbank gesammelten geometrischen Informationen und Eigenschaften erlauben mit Hilfe der Programmierung die vollautomatisierte BIM-Modellierung der Galerie Engi, bestehend aus einzelnen adaptiven Familienelementen. Diese Methode ermöglicht eine vollständige tabellarische Kontrolle und Verwaltung der Geometrien der einzelnen Objekte wie Strasse, Fundamente, Wände, Stützen, Decken, Verankerungen oder BSA-Ausrüstungen. Der beschriebene Workflow hat in der Praxis gezeigt, dass ein BIM-Modell, das über eine zentrale Datenbank gesteuert wird, eine robuste und zuverlässige Projektierungsgrundlage darstellt und dadurch die anvisierten Ziele und Anforderungen erfüllt.
Dieser Artikel ist erschienen in TEC21 9/2023 «Infrastruktur digital erfassen».
Bauherrschaft
Astra, Infrastrukturfiliale Thun
Projektierung
IG ENGI: IM Maggia Engineering (FF), IUB Engineering, B + S Ingenieure, Ingenieurbüro Weder