Building Information Modeling (BIM) im Brückenbau

B 182: Building Information Modeling (BIM) im Brückenbau
Martin Seitner, Rebecca Probst, André Borrmann, Simon Vilgertshofer
111 S., 87 Abb., 10 Tab., ISBN 978-3-95606-701-3, 2022

Um die BIM-Methode im Erhaltungsmanagement von Brückenbauwerken anzuwenden und die BIM-Modelle über die Lebenszyklusphasen Planung und Bau auch im Betrieb durchgehend nutzen zu kön-nen, müssen frühzeitig Definitionen und Anforde¬rungen festgelegt werden, die an die BIM-Methodik für das Erhaltungsmanagement gestellt werden. Das Ziel des Projektes ist es, den gesamten Infor-mationslebenszyklus eines Brückenbauwerkes zu untersuchen und dabei insbesondere die für das Betriebs- und Erhaltungsmanagement notwendigen Informationen zu berücksichtigen. Wesentlich dabei ist es, zu identifizieren, welche Informationen rele¬vant für die gängigen Anwendungsfälle und Szena¬rien im Erhaltungsmanagement sind. Die relevan¬ten Informationen werden dann den möglichen Datenquellen zugeordnet. Der Fokus liegt dabei auf der Praxistauglichkeit sowohl beim Erhaltungsmanagement, das üblicherweise von Behörden ver¬antwortet wird, als auch im Informationsbeschaf¬fungsprozess, bei dem verschiedene Beteiligte in¬volviert sind. In den vergangenen 15 Jahren wurden im Rahmen verschiedener Projekte umfangreiche Untersuchun¬gen zur Anwendung von BIM im Brückenbau durch¬geführt. Dabei stellt vor allem die Veröffentlichung des IFC-Bridge Standards einen wesentlichen Fort¬schritt dar. Dennoch fehlen weiterhin konkrete Pro¬zesse, Standards sowie Umsetzungsstrategien des Bundes. Expertenbefragungen hinsichtlich der Informations¬anforderungen und der Umsetzung von Anwen¬dungsfällen im Erhaltungsmanagement haben zu den Ergebnissen geführt, dass der Umfang der in den bestehenden Regelwerken geforderten Infor¬mationen ausreichend ist, die Informationsquellen und die Form der Information selbst jedoch nicht einheitlich und eindeutig sind. Aus den Befragun¬gen und Analysen des Status quo im Erhaltungsmanagement hat sich ein Konzept entwickelt, welches aus einem Frontend, also der Benutzeroberfläche eines BIM-Bestandsmanagementsystems, und aus einem Backend mit den verschiedenen Datenquel¬len besteht. Die Grundprinzipien des Konzeptes sind, dass alle Informationen im Backend vorhan¬den sein sollen und dass alle Informationen in einer auswertbaren Form zur Verfügung stehen müssen. Hinsichtlich der Zuordnung zwischen Dokumenten und Modelelementen wurde eine Verknüpfung über ein Metadatenkonzept oder das Hinterlegen von Links hinsichtlich der Handhabung als sinnvoll er¬achtet. Dabei werden die Daten in ihrer ursprüngli¬chen Form beibehalten und so eine langfristige Ar¬chivierung sichergestellt. Um die als notwendig identifizierten Informationen möglichst aufwandsarm zu erheben und für den Be¬trieb bereitzustellen, wurden zunächst die Begriffe As-built Modell und Digitale Bauwerksakte definiert. Im Rahmen einer BIM-gestützten Planung ist für ein As-built Modell sicherzustellen, dass dieses im Rahmen der Toleranzen dem gebauten Zustand entspricht. Für die Einführung des BIM-gestützten Erhaltungsmanagement bei Bestandsbrücken er¬gibt sich die große Herausforderung, dass Daten vielfach nur begrenzt digital vorliegen. Für die Erstellung der digitalen Bauwerksakte wur¬den die Ansätze Fusion-Data und Linked-Data un¬tersucht und der Linked-Data Ansatz weiterverfolgt. Für die Verwaltung von As-built Modellen wird das IFC 4×2 Format empfohlen. Für die Anwendungsfälle Bauwerksprüfung, Nach¬rechnung, Schwertransporte, Durchführung von Er¬haltungsmaßnahmen, Erweiterung des Bauwerks in Form von Um- und Ausbau sowie die Auswertung von Netzstatistiken wurde der Einfluss von BIM, die Nutzung der Informationen sowie die daraus entste¬henden Soll-Prozesse im Betrieb konzipiert. Dafür wurde anhand eines praxisgerechten Konzepts die Umsetzung der Anwendungsfälle über das Frontend dargestellt. Das Konzept verfolgt die Voraus¬setzungen einer webbasierten Software als Frontend, welche als Zugang zur digitalen Bauwerksakte dient. Zur Demonstration der entwickelten Konzepte wer¬den anhand des realen Projektes BW 27/1 der A99 die BIM-Anwendungsfälle des Erhaltungsmanage¬ments implementiert. Auf Grundlage der in den AIA ergänzten Attributtabellen wurden die Attribuierung der BIM-Modelle sowie die Prüfung der Attribute durchgeführt. Weiterhin wurden die Dokumente auf Grundlage der entwickelten Konvention parametri-siert und regelbasiert mit den Daten verlinkt. Auf Grundlage der daraus erstellten digitalen Bau-werksakte wurde für die Umsetzung der Anwen¬dungsfälle eine softwarespezifische Demo erstellt. Auf Grundlage der im Projekt begegneten Techno¬logien wird ein Ausblick in künftige Trends und Ent-wicklungen gegeben. Laut einer Studie von Roland Berger werden Trends wie Cloud-Computing, Big Data, Internet of Things, Künstliche Intelligenz, Blockchain, Virtual und Augmented Reality, Robo¬tik, Sensorik oder Smart Buildings und Smart Cities auch maßgebenden Einfluss auf das Planen, Bauen und Betreiben der Bauwerke von morgen haben.