Straßenplanung: Dieser Autobahnumbau verjüngt eine ganze Stadt

• Um bei der Straßenplanung ein fünfeinhalb Kilometer langes Autobahnkreuzes zu verbessern, startete das Alabama Department of Transportation (ALDOT) ein Umbauprojekt im Wert von 750 Millionen US-Dollar.
• Die umfangreichen Renovierungsarbeiten umfassen Bauarbeiten an 36 Brücken, Straßenverbreiterungen und Versorgungsleitungen.
• 3D-Modelle sind Grundlage für den phasenweisen Bau, der nun innerhalb von 14 Monaten durch­geführt wird.

Die in den 1960er-Jahren erbaute, sechsspurige Autobahn in Alabama/USA verfügt über nur minimale Bankettbreite und hat ihre ursprüngliche Verkehrskapazität inzwischen mehr als verdreifacht. Infolgedessen gab es in den letzten vier Jahren mehr als 600 Unfälle. Die Infrastruktur ist heute funktional veraltet, die Brücken strukturell mangelhaft und die Fahrbahnanpassung ineffizient. Die umfangreichen Renovierungsarbeiten umfassen Bauarbeiten an 36 Brücken, Straßenverbreiterungen und Versorgungsleitungen. Das Projekt steht unter Zeitdruck, es gibt zahlreiche Herausforderungen in Sachen Koordination sowie Änderungen im Gesamtkonzept. 

Die ALDOT Visualization Group wurde damit beauftragt, den Datenzugriff und den Informationsaustausch zwischen mehreren Büros und Versorgungsunternehmen zu koordinieren sowie mit der Öffentlichkeit und den Beteiligten zu kommunizieren, um schnell ein genaues 3D-Modell der Straßenplanung anzufertigen, das man den Auftragnehmern für präzise Kostenschätzungen bereitstellte. ­Diese Modelle sind Grundlage für den phasenweisen Bau, der nun innerhalb von 14 Monaten durch­geführt wird.

Straßenplanung: Kollaboratives Digital Engineering

Um den Informationsaustausch zu optimieren und den engen Zeitplan einzuhalten, nutzt ALDOT einen kollaborativen 3D-BIM-Prozess. Da es noch keinen Präzedenzfall für die Entwicklung des digitalen Konstruktionsmodells gibt, vertraut das Team auf die integrierten 3D-Planungs-, Kollaborations- und Visualisierungsanwendungen von Bentley. ALDOT modellierte zunächst den vorhandenen Standort und die vorhandene Infrastruktur aus mehr als 2,3 Millionen Daten­analysepunkten mithilfe von Descartes und MicroStation. Anschließend wurde mithilfe von ProjectWise – als Plattform für die Zusammenarbeit – eine offene, vernetzte Datenumgebung geschaffen, um Modelle und Informationen nahtlos freizugeben und auszutauschen. Das Team nutzte OpenRoads, um die digitalen Geländemodelle zu erstellen, und StormCAD, ­CulvertMaster sowie FlowMaster für die Entwässerungs- und Versorgungsplanung. Alle 3D-Modelle wurden zur Planungsprüfung und Erkennung von Überschneidungen in MicroStation importiert, um ein umfassendes 3D-Modell zu erzeugen.

Um die Kosten des Projekts zur Straßenplanung möglichst präzise zu schätzen und die Angebotspreise so niedrig wie möglich zu halten, musste das digitale 3D-Konstruktionsmodell genaue und aktuelle Daten für unterschiedliche Anwendungen enthalten. ProjectWise ermöglicht Planern, Abteilungsleitern, Zeichnern, Prüfern und Beratungsteams den elektronischen Echtzeitzugriff auf alle Projektdateien und stellt sicher, dass alle Beteiligten an den richtigen Daten arbeiten. Die Software hält eine offene, vernetzte Datenumgebung bereit, um den Informationsaustausch während des gesamten Projektlebenszyklus zu optimieren und eine präzise, integrierte 3D-Modellierung zu beschleunigen.

Straßenplanung: Genauigkeit der Modelle spielt Rolle bei Vermeidung von Bauverzögerungen

Auch die Genauigkeit der Modelle spielt eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Bauverzögerungen. Mithilfe der 3D-Planungs- und Bauanalyseanwendungen von Bentley konnte ALDOT schon vor dem Spatenstich potenzielle Probleme und Bauverzögerungen erkennen. Durch die Verwendung von LumenRT zum Erstellen und Präsentieren animierter 3D-Renderings über Live Cubes (für Stadtbeamte, Beteiligte und die Öffentlichkeit) konnte man Auswirkungen verständlich darstellen, eventuelle Bedenken mildern und die Projektgenehmigung beschleunigen. ALDOT wollte das Potenzial des digitalen Konstruktionsmodells für verschiedene Zwecke maximieren, einschließlich Visualisierung, Planungsprüfung, Bauanalyse, Erkennung von Überschneidungen, Wegerechtkoordination, Gerichtsverfahren und Ästhetik.

Quelle: Alabama DOTQuelle: Alabama DOT

Das 3D-Modell erleichterte die Planungsprüfung, so dass das Team horizontale und vertikale Abstände sowie Brückenhöhen prüfen und vor dem Bau offengelegte Fundamente und Probleme mit Steigungen ermitteln konnte. Versorgungsunternehmen untersuchten das Modell auf Konflikte. Da Versorgungsleitungen ein wichtiger Faktor jedes Bauprojekts sind, investierte ALDOT Millionen in deren Lokalisierung und Verlagerung. Dank einer visuellen 3D-Darstellung der Versorgungsinfrastruktur konnte ALDOT Überschneidungen erkennen. So zeigte das Modell beispielsweise einem der Versorgungsunternehmen, dass die neue Straße keine negativen Auswirkungen auf seine Anlagen hätte und somit keine kostspielige Verlegung der Versorgungsleitungen erforderlich machte. Insgesamt konnte ALDOT durch die Möglichkeit, mit MicroStation eine Überschneidungsanalyse am 3D-Modell durchzuführen, mehr als 1.100 Planungs- und Bauüberschneidungen identifizieren.

Ziel der Straßenplanung: Bauangebotspreise zu senken

„Ein großer Vorteil ist, dass wir den Auftragnehmern alles in der Vorangebotsphase zur Verfügung stellen konnten. Jeder Auftragnehmer, der ein Angebot vorgelegt hat, erhielt ein komplettes 3D-Modell“, sagt Matt Taylor, staatlicher Techniker bei ALDOT.

Da dies das erste Projekt war, das im Rahmen der Ausschreibung 3D-Modelle übermittelte, war die Modellgenauigkeit von entscheidender Bedeutung, um eine präzise Kostenschätzung zu ermöglichen und das Ziel des Unternehmens zu erreichen, die Bauangebotspreise zu senken. Die Verwendung der integrierten Modellierungstechnologie von Bentley beschleunigte die Planung, verbesserte die Qualität und lieferte Bauunternehmern genaue Modelle für fundiertere Kosten- und Zeitschätzungen. Die Auftragnehmer konnten den Nutzen des BIM-Modells maximieren, indem sie auf bestimmte Elemente im Modell klickten, um genaue Mengen zum Erstellen von Kostenschätzungen zu ermitteln.

Schließlich maximierten das 3D-BIM-Modell und die Reality-Modeling-Technologie von ­Bentley das erforderliche Visualisierungspotenzial, um die Auswirkungen des Straßenplanung Projekts für alle Beteiligten und die Öffentlichkeit darzustellen. ALDOT erstellte animierte Darstellungen mit Live Cubes in LumenRT, die das visuelle Verständnis der Planung und ihre Auswirkungen auf die Umgebung und Gemeinschaft erleichtern, was eine Optimierung der Wegerechtkoordination und eine fundiertere Entscheidungsfindung zur Folge hatte.

Integrierte Anwendungen für Einsparungen

Dieses hochsensible Projekt wurde schnell, effizient und präzise durchgeführt. Mithilfe der Planungs- und Kollaborationsanwendungen von ­Bentley konnten alle Beteiligten dieses Ziel erreichen und Millionen sparen. ProjectWise hat eine offene, vernetzte Datenumgebung geschaffen, mit der Beratungsunternehmen zehntausende Stunden für die Erstellung von 3D-Modellen einsparten, um die strengen Zeitplananforderungen des Projekts zu erfüllen. Die Software für die Zusammenarbeit ermöglichte Inspektoren und Auftragnehmern in Echtzeit über Tablets auf Planungsdateien zuzugreifen, wodurch langwierige Meetings und manuelle Überprüfungen und Arbeitsabläufe entfielen und sich schätzungsweise 50.000 USD und 40.000 Arbeitsstunden einsparen ließen. 

„Die Überschneidungs­erkennung von MicroStation war die effektivste Technologie, die im Projekt zum Einsatz kam“, so Taylor. ALDOT sparte durch die Nutzung dieser Softwarefunktion über zehn Millionen US-Dollar ein. Die Berichte, die aus dieser BIM-Prüfmethode erstellt wurden, ermöglichten Technikern, kostspielige Planungs- und Baufehler vor der Projektausschreibung zu beheben und sicherzustellen, dass die Versorgungsleitungen ordnungsgemäß lokalisiert wurden und Änderungsaufträge beim Bau entfallen würden. Durch einen automatisierten und optimalen Planungsprüfprozess wären so Bauverzögerungen zu vermeiden und die Bauzeit ließe sich um 65 Tage verkürzen.

Durch die Integration von LumenRT mit den Visualisierungsfunktionen von MicroStation stellte ALDOT statt herkömmlicher 2D-Zeichnungen eine dynamische visuelle Darstellung des Projekts zur Optimierung des Projektverständnisses bereit. So ließ sich die Kommunikation zwischen Öffentlichkeit und Beteiligten vereinfachen und Klagen im Wert von zwei Millionen US-Dollar für ALDOT vermeiden, die aufgrund von Fehlinterpretationen des Wegerechts eingereicht wurden. Die animierten Renderings zeigten nämlich, dass die Wege nicht nur dem Wegerecht entsprachen, sondern auch die umgebenden Liegenschaften verbesserten. 

Verjüngungskur für „inner Birmingham“ 

Im Projekt, das sich derzeit noch im Bau befindet, wird von den Teams weiterhin ProjectWise zum Echtzeit-Austausch von Informationen über mobile Geräte genutzt. Das mit den digitalen Planungsanwendungen von Bentley erstellte 3D-BIM-Modell ermöglichte ALDOT auch den Bewohnern von Birmingham einen anschaulichen Entwurf zu vermitteln und wurde damit seiner Verantwortung der Öffentlichkeit gegenüber gerecht, nicht nur eine sichere Infrastruktur aufzubauen, sondern auch öffentliche Gelder zu sparen. Bentley lieferte ALDOT dafür eine integrierte Technologielösung, um die Entwicklungsanforderungen der Stadt ­Birmingham zu erfüllen und gleichzeitig durch Minimierung des Geräuschpegels die Umweltbelastung im bebauten Stadtgebiet zu reduzieren. Die neue, strukturell sichere und funktionelle Straßeninfrastruktur bietet durch die Konsolidierung der Standorte von Auffahrten einen besseren Autobahnzugang und schafft so einen erweiterten Bereich für Parkplätze unter den Brücken. [ra]

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