Building Information Modeling – Grundlage für den Bau des Luton DART

Der Luton Direct Air-Rail Transit (DART) soll Reisenden zukünftig eine schnellere, umweltfreundlichere und effizientere Anreise zum fünftgrößten Flughafen Großbritanniens ermöglichen. Bei der Umsetzung des Projekts spielte Building Information Modeling eine zentrale Rolle.

Der 243 Millionen Pfund (oder rund 283 Millionen Euro) teure Luton DART ist eine vollautomatische Stadtbahnverbindung, die Reisende in weniger als vier Minuten vom Bahnhof Luton Airport Parkway zum Terminal des Flughafens London Luton bringen soll. Die neue Bahnverbindung, die von den Bauunternehmen VolkerFitzpatrick-Kier und Doppelmayr gebaut wird, fördert das nachhaltige Wachstum des Flughafens und verwendet ein energieeffizientes Seilzugsystem.

Im Rahmen des Projekts werden zwei neue Stationen gebaut. Die Parkway-Station wird die Anbindung zwischen DART und Fernverkehr herstellen, einschließlich einer direkten Verbindung zum bestehenden Bahnhof auf der Hochebene; die Central Terminal Station wird der Anknüpfpunkt im Untergeschoss des Flughafenterminal sein. 

Mit den richtigen BIM-Werkzeugen zum Erfolg

Hewson Consulting Engineers übernahm die Modellierung der beiden permanenten Gebäude, einschließlich aller Beton-, Bewehrungs- und Stahlelemente, sowie einiger temporärer Gebäude. Die Arbeiten erfolgten in engem Austausch mit RPS, den Architekten der beiden Bahnhöfe, sowie Tony Gee and Partners, die die Leitung des gesamten Projekts innehatten. Vor der detaillierten Entwurfsphase wurden von Arup und Knight Architects Konzeptpläne für den Auftraggeber entwickelt. Richard Scantlebury, Leiter für Großprojekte bei Hewson Consulting Engineers, merkt an: 

„Wir haben lange nach den richtigen BIM-Werkzeugen und einer Software für unser Unternehmen gesucht, die einen wirklichen Mehrwert bietet und nicht nur Vorgaben bei der Projektausschreibung erfüllt. Tekla Structures war genau das, was wir brauchten. Wir planen und bauen überwiegend Projekte für Bauunternehmen. Tekla Structures ist ideal dafür geeignet, da es sowohl für permanente als auch für temporäre Gebäude eingesetzt werden kann. Luton DART ist definitiv eines der größten Projekte, an denen wir mit BIM gearbeitet haben – insgesamt müssen etwa 42.000 Tonnen Beton, 1.660 Tonnen Baustahl und 2.400 Tonnen Bewehrung modelliert werden.“

Besser visualisieren und effektiver koordinieren

Bei einem Bauprojekt dieser Größenordnung sah sich Hewson Consulting Engineers mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert. Insbesondere die Integration von neuen und bestehenden Strukturen der Central Terminal Station forderte das Team heraus. Direkt über der Fläche des neuen Bahnhofs befand sich eine bestehende Fußgängerbrücke, die das Terminalgebäude mit einem mehrstöckigen Parkhaus verband. 

Richard erklärt: „Durch den Einsatz von Tekla Structures und BIM waren wir in der Lage, die bestehende Fußgängerbrücke in unser 3D-Modell einzubinden. Dadurch konnten wir sowohl die temporären als auch die permanenten Konstruktionsobjekte im Zusammenhang mit der bestehenden Fußgängerbrücke und ihren Fundamenten besser visualisieren und verstehen, wie alles zusammen funktionieren würde. Bei Anwendungsfällen wie diesem, bei denen die einzelnen Elemente so eng miteinander verflochten und voneinander abhängig sind, ist es eine große Hilfe, alle Details in einem einzigen Modell darstellen zu können. Dadurch konnten wir effektiver koordinieren und Konflikte minimieren.“

„Darüber hinaus nutzen wir das 3D-Modell, um den Bauablauf besser zu planen und zu kommunizieren und so Planungssichertheit zu gewährleisten. Hier ist BIM wirklich von Vorteil, denn es ermöglicht uns, die Arbeiten in einer virtuellen Umgebung zu planen, bevor es auf die Baustelle geht.“

Eine weitere Herausforderung, der sich Hewson aufgrund der Größe und Komplexität des Projekts gegenübersah, betraf die komplexe Betonbewehrung, die auf dem Gelände der Central Terminal Station erforderlich war. 

Richard erklärt: „Komplexe Bewehrungsbereiche sind ein häufiges Problem, insbesondere bei großen Tiefbauten, da hier erhöhte Belastungen und Kräfte wirken.In vielerlei Hinsicht zwingt BIM einen dazu, sich mit potenziellen Problemen auseinanderzusetzen, da man die Konstruktion physisch in 3D vor sich sehen kann. So waren wir durch den Einsatz von BIM und der Bewehrungsdetaillierung innerhalb des Tekla-Modells in der Lage, potenziell komplexe Bewehrungsbereiche bereits in einem frühen Stadium des Projekts zu erkennen und bei Bedarf alternative Lösungen in Betracht zu ziehen.“ 

„Bei diesem Projekt trat dank Automatisierung und BIM kein einziger Fehler in der Biegeliste auf – ein Beleg für die Vorteile der Modellierung in einer digitalen 3D-Umgebung. Alle Abmessungen werden automatisch aus dem Tekla-Modell generiert. Dadurch reduziert sich die Wahrscheinlichkeit manueller Fehler.“

Bei diesem Projekt trat dank Automatisierung und BIM kein einziger Fehler in der Biegeliste auf.

Richard Scantlebury, Leiter für Großprojekte bei Hewson Consulting Engineers.

Effiziente Kommunikation dank Tekla Model Sharing und Trimble Connect

Besonders bei großen Bauprojekten mit einer großen Anzahl von Auftragnehmern und Subunternehmern sind effektive Kommunikation und Zusammenarbeit der Schlüssel zu einer erfolgreichen Projektabwicklung. Neben Tekla Structures setzte Hewson auch Tekla BIMsight (jetzt Trimble Connect) und Tekla Model Sharing für das Luton DART-Projekt ein.

„Der Einsatz von Tekla Model Sharing und Trimble Connect bei diesem Projekt war für uns ein echter Wendepunkt“, so Richard. „Mit dem 3D-Viewer Trimble Connect konnten wir alle Modelle in den verschiedenen Formaten an einem Ort abrufen. Das hat die Kommunikation zwischen den verschiedenen Teams erleichtert. Am Ende des Projekts haben zahlreiche Projektbeteiligte auf der Baustelle die BIM-Plattform verwendet haben. Das war besonders bei der Platzierung der Bewehrung sehr nützlich.“

„Darüber hinaus hat auch Tekla Model Sharing unsere Arbeitsprozesse grundlegend verändert. Zu Beginn des Luton DART-Projekts verließen wir uns auf Dropbox, um gezippte Modelldateien zu übertragen und gemeinsam zu nutzen. Dies war jedoch nicht nur ein unnötig langwieriger Prozess, sondern schränkte auch den Kreis der Personen ein, die gleichzeitig an dem Modell arbeiten konnten.“

„Die Cloud-Lösung ist eine wirklich leistungsstarke Ergänzung, die eine effizientere Arbeitsweise ermöglicht. Zum selben Zeitpunkt können mehrere Personen aus verschiedenen Unternehmen nahtlos an demselben Modell arbeiten.“

Die Arbeit von Hewson Consulting Engineers am Londoner DART-Projek wurde bei den Tekla UK BIM Awards 2020 als bestes öffentliches Projekt ausgezeichnet. Im Frühjahr 2023 wurde die Stadtbahnverbindung in Betrieb genommen.

Dieser Artikel erschien erstmals im Magazin Bauingenieur (03/2023).

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