Infrastrukturplanung: Wie die A 44 dank BIM-fähigen CAD-System erfolgreich erneuert wurde

Infrastrukturplanung in der Praxis: Die Aufgabe von Ingenaix war es, die grundhaften Erneuerung des rund 6 km langen Teilstücks der A 44 zwischen dem Autobahnkreuz Neersen und der Anschlussstelle Krefeld-Forstwald zu planen, auszuschreiben und die Bauausführung zu überwachen. Die Aufbereitung des Erhaltungsentwurfs umfasste die Optimierung der Trassierung in Lage und Höhe nach den Vorgaben der RAA, die komplette Neuplanung der Längsentwässerung sowie der Fahrzeugrückhaltesysteme. Die ingenieurtechnische sowie zeichnerische Projektbearbeitung erfolgte durchgängig mit dem BIM-fähigen CAD-System Vestra von AKG Software.

Grundlagenermittlung

Mit Beauftragung von Ingenaix Ende 2016 wurde umgehend, gemäß der hausinternen Qualitätsanforderungen, eine umfangreiche Ortsbegehung sowie Videobefahrung durchgeführt. Anhand der vor Ort gesammelten Daten erfolgte durch die Ingenaix-Ingenieure eine Prüfung der seitens des Auftraggebers bereitgestellten Vermessungsdaten inklusive Aufbereitung der relevanten DGM-Daten. Besonderer Fokus lag hierbei auf den vorhandenen Brückenbauwerken, da diese im Rahmen der Erhaltungsmaßnahme ausschließlich saniert wurden (Erneuerung oder Verstärkung der Kappen sowie teilweise Kragarmverstärkungen aufgrund der neuen Schutzeinrichtungen), so dass die bestehenden Fahrbahnränder präzise in Lage und Höhe in die Vestra-Datenbank eingepflegt werden mussten. Weiterhin wurden die vorhandenen Aufmaßdaten der bestehenden Längsentwässerung strangweise in das Vestra-Kanalmodul eingepflegt, um eine Visualisierung der vorhandenen Regenwasserkanäle in den Querprofilen zu ermöglichen.

Infrastrukturplanung beinhaltet die Entwurfs- und Ausführungsplanung

Vorgabe für die Infrastrukturplanung war, den Ausbau zwingend innerhalb der vorhandenen Grenzverläufe durchzuführen. Seitens Ingenaix wurde eine „Bauachse“ unter Berücksichtigung der vorhandenen Zwangspunkte im Bereich der Brückenkappen oder Mittelpfeiler und den neu zu planenden Fahrzeugrückhaltesystemen trassiert. Hierbei wurde bestmöglich versucht, die aktuellen Trassierungsparameter der RAA (Richtlinien für die Anlage von Autobahnen) zu berücksichtigen.

Bei der Trassierung im Längsschnitt musste die Höhenlage der vorhandenen A-Bauwerke aufgrund des grundsätzlichen Erhalts zwingend und präzise eingehalten werden. Je Bauwerk wurden Zwangspunktgruppen aus den Daten der Bestandsvermessung generiert und als Trassierungsgrundlage im Aufriss eingeblendet. Die vorhandenen Fahrbahnbreiten sowie Querneigungen in den Bauwerksbereichen fanden bei der Aufbereitung der Deckenbücher Berücksichtigung. An einigen Bauwerken wurde das Deckenbuch jedoch über den Bezug zur Randachsen aufgebaut.

Was die Infrastrukturplanung so schwierig macht

Je Fahrtrichtung hat Ingenaix in Anbetracht der bestehenden Höhenlage sowie des Sägezahnprofils eine eigenständige Gradientenplanung erstellt, wobei das Augenmerk insbesondere auf der Beseitigung vorhandener abflussschwacher Bereiche lag. Anhand der erzeugten Querprofile erfolgte eine Prüfung der resultierenden Neigung des Mittelstreifens. Die Ergebnisse haben insbesondere Auswirkungen auf die Positionierung der Mittelstreifenüberfahrten sowie der geplanten Regenwasserkanäle in Verbindung mit der Lage des geplanten Schutzsystems. Gemäß der vorhandenen Fahrbahnbreite erfolgte die grundhafte Fahrbahnsanierung je Fahrtrichtung auf einer Mindestbreite von 11,25 m.

Auf einem Teilabschnitt von rund 2,5 km wurde nach Maßgabe des Auftraggebers und auf Basis der Ergebnisse der vorliegenden Schadensanalysen nur die vorhandenen Asphaltbefestigungen abgefräst. Hierbei musste die vorhandene Asphalttragschicht jedoch in einer Mindestreststärke erhalten bleiben. Die Längs- sowie Querneigungen der beiden Fahrbahnen wurden hierbei unter Berücksichtigung des angestrebten Teilerhalts der bestehenden Asphalttragschicht ausgelegt. Im Rahmen der Querprofilaufbereitungen wurde mittels spezieller Bausteindefinitionen und Zwangspunktanalysen eine Prüfung der Mindeststärke der zu erhaltenen Asphalttragschichten durchgeführt.

Hierbei lag ein besonderes Augenvermerk auf der Vermeidung von Schollenbildung im Rahmen der Bauausführung durch die Wahl der verbleibenden Schichtdicken sowie des resultierenden Schichtenverbundes. Die Optimierung des Höhenverlaufs in diesem Streckenabschnitt erfolgte mittels lasergesteuertem Fräsverfahren, so dass im Zuge des Asphalteinbaus konstant 8 cm Tragschicht, 8,5 cm Binderschicht und 3,5 cm Deckschicht eingebaut werden konnten. Im Zuge der Grundlagenermittlung führte Ingenaix eine Kanalinspektion der bestehenden Längsentwässerung durch. Auf Basis der Ergebnisse der TV-Inspektionen wurde festgelegt, dass die längsverlaufenden Entwässerungskanäle vollständig erneuert werden mussten. Die vorhandenen Kanalquerungen der Autobahn werden aktuell im Zuge der baulichen Umsetzung saniert; hierdurch konnte bereits in der Planung ein optimierter Bauablauf ohne Vollsperrung der Richtungsfahrbahnen garantiert werden.

Sicherheit steht an erster Stelle

Für die Dimensionierung der geplanten Regenwasserkanäle hat Ingenaix eine hydraulische Kanalnetzberechnung durchgeführt. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden dann die Regenwasserkanäle mittels Vestra Kanal geplant und in den Längsschnitten der Fahrbahn implementiert. Im Rahmen der Aufbereitung der Ausführungsplanung wurden die Fahrzeugrückhaltesysteme unter Ansatz der vorhandenen Bauwerke und Einbauten im Seitenraum detailliert geplant. Die Streckenbänder der erforderlichen Schutzsysteme wurden in den Ausstattungsplänen unter Berücksichtigung der Übergangsysteme dargestellt.

Vorbereitend zur Realisierung der Baumaßnahme haben die Projektbeteiligten zur Festlegung des Bauablaufes korrelierende Verkehrsführungs- und Verkehrszeichenpläne für jede Bauphase erarbeitet. Die Planung der Verkehrsführung basiert auf den Vorgaben der RSA 95 sowie der ASR A 5.2. Ingenaix hat sie federführend mit den betroffenen Behörden abgestimmt und optimiert. Insbesondere die Aufrechterhaltung der Verkehrsbeziehungen im Autobahnkreuz Neersen bedingte die Planung diverser Unterbauphasen. Hausintern wurde die Ausführungsplanung zur Sicherstellung der Qualität durch einen zertifizierten Sicherheitsauditor und SiGeKo vor Versand an den Auftraggeber geprüft.

Ausschreibung und Bauüberwachung

Die Erstellung der Ausschreibungsunterlagen über alle Gewerke inklusive der Integration der Unterlagen für die Sanierung der Brückenbauwerke sowie der Verkehrszeichenträger erfolgte durch Ingenaix. Zwischen der Planungs- und Ausschreibungsabteilung erfolgte hausintern eine Projektübergabe samt Aufbereitung der für das Leistungsverzeichnis erforderlichen Massen.

Die Massenberechnung geschah analog zur Kostenberechnung mittels der Massenermittlung im Querschnittmodul. Im Jahre 2020 wurde Ingenaix mit dem Leistungsbild der örtlichen Bauüberwachung für die gesamte Baumaßnahme beauftragt. Sämtliche Planungsdaten der Infrastrukturplanung (Achsen, Gradienten, Deckenbücher, DGM-Daten) wurden in Vorbereitung der baulichen Umsetzung mittels Vestra digital an die bauausführende Firma übergeben. Bei der Bauüberwachung sowie der Rechnungsprüfung kommt Vestra ebenfalls durchgängig zum Einsatz. Die bisher vorliegenden Rückmeldungen von der Baustelle zeigen, dass die umfangreichen Planungsumfänge sich in der baulichen Umsetzung für alle Projektbeteiligten bezahlt machen. Die seitens Ingenaix angedachte Baustellenverkehrsführung ließ sich konsequent und entsprechend der Planung umsetzen. Die ersten Teilabschnitte sind bereits ohne Planungsänderungen umgesetzt worden.

Von Stefan Bousonville.

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