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Virtuelle Ausführungsmodellierung für eine Ersatzbrücke

Eines der letzten BIM-Projekte des Unternehmens ist die Planung einer Ersatz-Eisenbahnbrücke über den Linge-Fluss. Die ursprüngliche Eisenbahnbrücke über den Linge-Fluss, die 1860 errichtet wurde, erlitt während des Zweiten Weltkriegs schwere Beschädigungen und wurde durch eine temporäre Brücke ersetzt. Diese „temporäre“ Brücke wurde von der niederländischen Bahngesellschaft ProRail jetzt durch einen Neubau ersetzt.

Die Herausforderung

„ProRail wollte eine kostengünstige Ersatzbrücke mit minimaler Unterbrechung des Eisenbahnverkehrs während der Bauarbeiten“, erinnert sich Cristian Otter, leitender Entwurfsplaner bei Breijn. Die bestehende Brücke ist eine 40 Meter lange Stahl-Einfeldbrücke. ProRail wollte wegen der einfacheren Wartung und längeren Lebensdauer eine Betonbrücke. „Die aktuellen Bauvorschriften lassen bei Beton nur eine Spannbreite von 21 Metern zu. Daher enthielt unser Entwurf Brückenpfeiler, um das Gewicht zu tragen“, erklärt Otter. „Da aber die Brücke und die Eisenbahngleise während der Bauarbeiten benutzt werden sollten, mussten die Pfeiler unter den aktuellen Bau passen.“ Breijn benötigte eine präzise Koordination der bestehenden Struktur und des neuen Entwurfs sowie einen sorgfältig ausgearbeiteten Abbruch- und Bauplan.

Die Lösung

„Mithilfe von BIM-Lösungen von Autodesk haben wir eine Planung entwickelt, die die Anforderungen unseres Kunden bezüglich Ästhetik, Kosten und Ausführbarkeit erfüllt“, berichtet Otter. Breijn hat modellbasierte Autodesk-Lösungen für Entwurf, Bewertung, Koordination und Bausimulation der Brücke eingesetzt. „Wir errichten alle Fundamente vor Ort und bauen die neuen Brückentafeln als vorfabrizierte Elemente“, erklärt Leo Molenbroek, Bauingenieur bei Breijn. „Daher erstellten wir Infrastrukturmodelle des Istzustands und des Sollzustands, um unsere Entwurfsarbeiten zu koordinieren und den Abbruch sowie die Neuerrichtung der Brücke zu simulieren.“

Modellieren bestehender Bedingungen

Mithilfe der Civil 3D-Software konnte Breijn die vorhandenen GIS-, Kilometrierungslinien- und Vermessungsdaten nutzen. Das Entwurfsteam importierte die Daten, um ein Modell der vorhandenen Erdarbeiten und Gleisachsen zu erstellen. „Durch Heranziehung geografischer Daten zur präzisen Ermittlung der Grundwasserpegel konnten wir die Menge des unter dem Wasserspiegel benötigten Betons für die Widerlager einfacher analysieren und berechnen“, erklärt Otter.

Der nächste Schritt bestand darin, diese bestehende Topografie in Revit Structure zu importieren. Diese Software unterstützt die präzise Modellierung der bestehenden Brücke und ihrer Fundamente, sodass ein Infrastrukturmodell der vorhandenen Gegebenheiten erstellt werden konnte. „Die bestehende Brücke bleibt bis zum Abbruch erhalten und wir müssen den Neubau um sie herum bauen“, sagt Molenbroek. „Daher ist es besonders wichtig, dass unser Entwurf den genauen Standort der bestehenden Struktur und der Eisenbahngleise darstellt.“

Rendering der Brücke über den Linge-Fluss, vom Ufer aus gesehen.


Koordinieren neuer Entwürfe

Mit dem Infrastrukturmodell als Referenz begann Breijn mit der Planung der neuen Brücke. Mithilfe von Revit Structure konnte das Team die neuen Fundamente und Tragwerke entwerfen. Mit Civil 3D wurden die neuen Achsen und Verschneidungen modelliert. „BIM war für diese integrierte Entwurfsarbeit von zentraler Bedeutung“, berichtet Otter. „Dadurch, dass wir die Brücke, die Bahnstrecke und die Erdarbeiten in einer Umgebung mit fast nahtlosen Übergängen kombinieren und visualisieren konnten, war es möglich, die Machbarkeit und Ausführbarkeit unseres Entwurfs zu einem sehr frühen Zeitpunkt zu prüfen.“

Außerdem hat Breijn auf Navisworks Manage zurückgegriffen, um die Modelle für den Ist- und Sollzustand zusammenzusetzen und dadurch Kollisionen zu erkennen. „Während des Entwurfsprozesses haben wir die Software verwendet, um Konflikte im Entwurf zu erkennen und zu beheben“, so Otter. „Dies war besonders wichtig bei der Prüfung der Abstände zwischen dem oberen Ende der Pfeiler der neuen Brücke und dem unteren Rand der bestehenden Brückentafel.“

Simulation der Bauplanung

Während der Bauausführung lief alles auf die Zeitspanne von 90 Stunden zu, während derer der Eisenbahnbetrieb eingestellt, die bestehende Brückentafel abgetragen wurde und die neuen Betontafeln auf die Brückenpfeiler gesetzt wurden. Das Team hat Navisworks Manage eingesetzt, um den Bauausführungsplan in die Modelle zu integrieren sowie den Abbruch der bestehenden Tragwerke und den Aufbau der neuen Strukturen zu simulieren. „Als wir beispielsweise eine 4D-Simulation dieser kritischen 90 Stunden ausgeführt haben, waren einige Teile der alten Brücke einfach immer noch da. Wir hatten im Zeitplan einige Abbrucharbeiten vergessen“, erinnert sich Molenbroek. „Zum Glück konnten wir solche Probleme finden und beheben, bevor sie die Bauausführung beeinträchtigen konnten.“

Das Ergebnis

ProRail zeigte sich von der innovativen Brückenpfeilerkonstruktion von Breijn beeindruckt und beauftragte Heijmans mit einem Planungs- und Bauausführungsvertrag im Wert von 8,7 Mio. US-Dollar. Die Brücke ist derzeit im Bau und das Team sieht mit Zuversicht dem 90-Stunden-Finale entgegen. „Konstruktion und Planung stehen im Zentrum unserer Arbeit“, erklärt Molenbroek. Mit BIM-Lösungen von Autodesk erzielen wir hochwertige, problemlos umsetzbare Ergebnisse – für uns genau das Richtige.“

Veranstaltungen

„Sie interessieren sich für unsere Webinare oder möchten uns persönlich treffen? Werfen Sie einen Blick in unser Veranstaltungs-Übersicht unter http://www.autodesk.de/events.“

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Breijn BV helps meet client's tight deadlines for bridge replacement with virtual construction and coordination across all stakeholders.

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