Der pa­ra­me­tri­sier­te Brü­cken­bau

Komplett ohne gedruckte Pläne wird in Norwegen eine Autobahnbrücke geplant und gebaut. Das BIM-Gesamtmodell gilt als einzige verbindliche Dokumentation der Randselva-Brücke. Die Spannbetonkonstruktion steht für eine zunehmend digitalisierte Baukultur.

Publikationsdatum
15-10-2021
Thomas Ekwall
MSc. EPFL Bau-Ing., MAS ETHZ Arch., Korrespondent TEC21

Derzeit entsteht eine 634 m lange Spannbetonbrücke über den Fluss Randselva, etwa 60 km nordwestlich der norwe­gischen Hauptstadt Oslo. Sie ist ein Element des neuen 1600 m langen Abschnitts der Europastrasse E16 zwischen Eggemoen und Åsbygda. Nach ihrer Fertigstellung ist die Randselva-Brücke zwar nicht die erste, aber die längste Brücke, die integral mit der BIM-Methode um­gesetzt wird.

Die norwegischen Auftraggeber setzen immer wieder neue Standards in Sache digitaler Planung und sind derzeit weltweit ­führend bei papier­freien Projekten. Bereits 2009 wurde der hochkomplexe Gardermoen Terminal 2 am Flughafen von Oslo so geplant. 2015 erliess die Strassenverkehrsbehörde Norwegens Richtlinien, die BIM-Modelle für Plangenehmigungsverfahren im Brückenbau zulässt.

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2018 wurde die erste Brücke nach dieser Richtlinie erstellt, und 2020 folgte der Fernstrassenausbau Arnkvern–Moelv (E6), bei dem 23 kleinere Brückenbauwerke erstmals als ­Level-3-BIM modelliert und ohne zweidimensionale Plangrundlagen ausgeführt wurden. Die Generalunternehmung, die den Zuschlag für die Randselva-Brücke bekam, hatte bereits Erfahrung mit dem neuen Planungsverfahren, und es war in ihrem Sinn, die neue Herausforderung mit dem bewährten Workflow umzusetzen.

Auf den Ort abgestimmt

Die in Portugal ansässigen Tragwerksplaner von Armando Rito Engenharia entwarfen eine auf die Ortsverhältnisse optimal eingepasste Brückenkonstruktion. Im Hinblick auf die BIM-Umsetzung stellten Spannweite, Geometrie, Bauverfahren und Statik eine noch nie dagewesene Komplexität dar: Die Randselva-Brücke ist als Spannbeton-Hohlkastenträger ausgebildet, der auf zwei Widerlagern, vier einfachen Pfeilern und einem Doppelpfeiler mit Höhen von 5 m bis 42 m abgestützt ist. Beidseits des Doppelpfeilers weist der Querschnitt variable Höhen mit Spannweiten von bis zu 200 m auf und wird im Freivorbau erstellt.

Anschliessend verläuft der Brückenträger mit konstanter Höhe über die einfachen Pfeiler und wird mit einem konventionellen Lehrgerüst erstellt. Im Grundriss nimmt die zweispurige Brücke einen ­gekrümmten Verlauf an. Über die gesamte Brückenlänge werden rund 200 Spannkabel in Beton verlegt, die mit ihren Ankerköpfen und Hüllrohren äus­serst präzise in einem dichten Netz von rund 200 000 Bewehrungsstäben untergebracht werden müssen.

Vier Sprachen – ein Modell

Die Konstruktionsabteilung des Generalunternehmers mit Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in vier euro­päischen Ländern war für die cloudbasierte BIM-Modellierung zuständig. Die Teams aus Norwegen, Finnland, Dänemark und Polen setzten die anspruchsvolle Konstruktion des Tragwerksentwurfs mittels parametrischer Methoden um. Dabei konnte die Geometrie der Pfeiler (95 % der geometrischen Eigenschaften), des Betons (75 %), der Bewehrung (70 %) und der Spannkabel (98 %) parametrisch definiert und trotz ­hohem Detaillierungsgrad an Projektänderungen und -optimierungen entsprechend flexibel angepasst werden.

Das BIM-Gesamtmodell gilt als einzige verbindliche Dokumentation des Infrastrukturbauwerks. Etwa 95 % der Informationen wurden als exportierte Teilmodelle im international anerkannten Austauschformat IFC während der Ausführung an die Bauunternehmung und bei Inbetriebnahme an den Auftraggeber über­mittelt. Dank eingebauten Protokollsystemen blieben Modell­informationen und -änderungen ohne zusätzlichen Schriftverkehr für alle Beteiligten nachvollziehbar. Diese Arbeitsweise setzte einen strukturierten Aufbau des Modells und Änderungsrechte für hochqualifizierte Mitarbeiter voraus – von der Planung bis zur Ausführung.

Die ausführliche Version dieses Artikels ist erschienen in TEC21 32/2021 «BIM ist kein Hexenwerk».

Randselva-Brücke, Norwegen

 

Bauherrschaft: Statens vegwesen, Norwegen

 

Oberbauleitung: Vegdirektoratet, Norwegen

 

Generalunternehmung: Sweco, Oslo

 

Tragwerk: Armando Rito Engenharia, Lissabon

 

BIM-Koordination: Sweco Structural, Oslo

 

Prüfstatik: Multiconsult, Oslo

 

Bauunternehmung: PNC Norwegen, Oslo

 

Planung: 3/2019 bis 8/2020

 

Ausführung: 9/2019 bis 4/2022

 

Software: Tekla Structures (BIM-Gesamtmodell), Solibri (BIM-Modellprüfung), Trimble Connect (Revision Log), Rhinoceros 3D Grasshopper (Geometrie, Skripte), Live Link (Schnittstelle Rhino-Tekla), Site Vision (Augmented Reality)

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