FORBAU

AUSGANGSSITUATION

Die heute in der Baupraxis eingesetzten Softwarewerkzeuge sind nur völlig unzureichend miteinander vernetzt. Besonders gravierend äußert sich der mangelnde Informationsfluss an der Schnittstelle zwischen Planungs- und Ausführungsphase: Bislang existieren weder integrierte Modelle, die sowohl die Planungsdaten des Bauwerks als auch die für seine Herstellung notwendigen Informationen zur Baustelle und zum Bauablauf zusammenführen, noch gibt es geeignete Softwarewerkzeuge die beide Aspekte verbinden und damit eine optimierte Abwicklung von Bauvorhaben ermöglichen. In der Folge wird das Potential des Einsatzes moderner IT-Systeme für die Planung und Abwicklung von Baustellen nur in sehr beschränkten Maße erschlossen.

ZIELSETZUNG

Wesentliches Ziel von TP 1 ist die Schaffung eines integrierten Baustelleninformationsmodells, das alle für die Realisierung eines Bauvorhabens relevanten Daten beinhaltet. Wesentliche Grundlage bilden dabei 3D-Modelle von Baugelände und Baugrund verbunden mit 3D-Plaungsmodellen der Trasse und der darin enthaltenen Brückenbauwerke. Werden diese 3D-Modelle mit dem der Baustelleinrichtung und einem Bauablaufplan kombiniert, ergibt sich ein 4D-Baustelleninformationsmodell, das die Grundlage für die Bauablaufsimulation (TP2), sowie später für die Materialflusskontrolle und das Controlling (TP3) bilden soll.
Zur integrativen Speicherung und Verwaltung der anfallenden Teilmodelle soll ein PLM/PDM-System zum Einsatz kommen, das neben leistungsfähigen Mechanismen für das Datenmanagement bei nebenläufigen Planungsprozessen (Concurrent Engineering) vor allem eine nahtlose Integration von den während der Baurealisierung anfallenden Realdaten ermöglicht.
Ein weiterer wesentlicher Baustein ist hierbei die Baufortschrittskontrolle, die durch Einbeziehung moderner Vermessungsmethoden wie Laserscanning und Stereokameraaufnahmen umgesetzt werden soll.

PROJEKTBESCHREIBUNG

Das 4D-Baustelleninformationsmodell setzt sich aus einer Reihe von Teilmodelle zusammen, die den Blick einer oder mehrer Fachdisziplinen auf die gemeinsame Aufgabe widerspiegeln. Die Realisierung des angestrebten 4D-Baustelleninformationssystems gliedert sich entsprechend dieser Teilmodelle in eine Reihe von Unteraufgaben, die auf der Rückseite des Projektblatts beschrieben werden.

Produktmodelle für Trassen und Standard-Stahlbetonbrücken
Zur computergerechten Abbildung von Geometrie und Semantik von Trassen und Brücken sollen die bislang nur rudimentär verfügbaren Produktmodelle weiterentwickelt und um bauprozessrelevante Zusatzinformationen angereichert werden. Wünschenswert ist hierbei vor allem die Einbeziehung von parametrischer Geometrie, d.h. die Abbildung von Abhängigkeiten zwischen beispielsweise Trassenführung und Brückengeometrie.

3D-Geländemodell
Zur Erstellung des 3D-Geländemodells sollen herkömmliche Techniken (manuelles Aufmaß mittels Tachymeter) und moderne Methoden wie das terrestrisches Laserscanning und die Befliegung mit Stereokameras eingesetzt und bezüglich Aufwand, Kosten und erreichbarer Genauigkeit miteinander verglichen werden.

3D-Baugrundmodell
Die 3D-Modellierung von Bodenschichten geschieht anhand der Auswertung von Bohrprofilen und durch Anwendung von Interpolationsverfahren. Dabei soll besonderer Wert auf die mathematische Modellierung der dabei auftretenden Unschärfe gelegt werden. Da sich mit Fortschreiten der Baumaßnahme weitere Erkenntnisse über den vorliegenden Baugrund ergeben, soll ein ständiger Abgleich zwischen Prognose und Ist-Situation und ggf. ein Update stattfinden.

Baugrubenverbau - Modellierung & Simulation
Da für die Planung von Baugrubenverbaumaßnahmen eine statische Berechnung unabdingbar ist, soll exemplarisch ein entsprechendes Struktursimulationsprogramms angebunden werden, das die Beantwortung von geotechnischen Fragestellungen wie Standsicherheit, Böschungsstabilität etc. ermöglicht. Datenbezug aus 3D-Baugrund- und Trassenmodell.

Nutzung von PLM/PDM-Systemen
Zur zentralen Speicherung des 4D-Baustelleninformationsmodells soll ein PLM/PDM-System zum Einsatz kommen. Ein solches System erlaubt die standardisierte Kopplung von Produktmodellen mit Enterprise-Ressource-Planning- und Supply-Chain-Management-Modulen. In TP1 soll die Eignung verschiedener kommerziell verfügbarer Systeme untersucht und bewertet werden. Dies ist vor allem deshalb notwendig, da bislang verfügbare Systeme weitgehend auf die Maschinen- und Fahrzeugbranche ausgerichtet sind und daher an bauspezifische Randbedingungen erst noch angepasst werden müssen.

Ansprechpartner
Dr.-Ing. André Borrmann