2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 457 Ein BIM-System für das duraBASt Dipl.-Wirt.-Ing. Christian Klöpfer HOCHTIEF PPP Solutions GmbH, Essen, Deutschland Dipl.-Ing. Christian Forster HOCHTIEF ViCon GmbH, Essen, Deutschland Zusammenfassung Der Vortrag stellt das von der ARGE BIM2BASt entwickelte BIM-System für das Management des Betriebs auf dem Demonstrations-, Untersuchungs- und Referenzareal der BASt (duraBASt) vor. Das duraBASt zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass durch den ständigen Bau- und Rückbau im Rahmen von Forschungsprojekten, den Einbau verschiedenster innovativer Materialien und eine Vielzahl von verbauten Sensoren, die Planung und Dokumentation im Betrieb komplex ist. Der Vortrag gibt einen Überblick über die bei der Implementierung des Systems getroffenen Entscheidungen zu Modellierungsgrundlagen, zu den eingesetzten Technologien sowie zu den umgesetzten Anwendungsfällen. Weiterhin werden im Vortrag die Erfahrungen die beim Einsatz des Systems gesammelt werden konnten und die daraus abgeleiteten Weiterentwicklungen vorgestellt. 1. Einleitung Im Jahr 2019 entwickelte eine ARGE bestehend aus HOCHTIEF ViCon und HOCHTIEF PPP Solutions in Zusammenarbeit mit dem Geodätischen Institut und Lehrstuhl für Bauinformatik & Geoinformationssysteme und dem Institut für Straßenwesen der RWTH Aachen University im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) ein BIM-System für das Management des Betriebs auf dem Demonstrations-, Untersuchungs- und Referenzareal der BASt (duraBASt). Im vorliegenden Beitrag soll das System vorgestellt und über die Erfahrungen bei der Inbetriebnahme sowie beim ersten Modellupdate berichtet werden. 1.1 Das duraBASt Das duraBASt ist ein ca. 20 Hektar großes Versuchsgelänfde östlich von Köln das, für die Öffentlichkeit nicht zugänglich, im Autobahnkreuz Köln-Ost gelegen ist. Es erstreckt sich parallel zur BAB A 3 auf einer Länge von ca. 900 m und gliedert sich in Referenz-, Untersuchungs-, Park-, Bewirtschaftungs- und Grünflächen Auf den Abschnitten der Referenzstrecke erfolgt vorrangig die Kalibrierung und Betriebszulassung von Messfahrzeugen und Messgeräten zur Beurteilung der Quer- und Längsebenheit und des Oberflächenbildes im Rahmen der ZEB. Die Flächen für Demonstrations- und Untersuchungsprojekte (D- und U Flächen) sollen für straßenbautechnische Fragestellungen (z. B. neue Bindemittel, Recyclingbaustoffe, innovative Deckschichten und Straßenkonstruktionen) und messtechnische Fragestellungen (z. B. Sensorik im Straßenaufbau) großmaßstäblich zur Verfügung stehen (Einbau und ggf. Beprobung bzw. Messung) und können von Interessenten aus Industrie, Forschung und Verwaltung genutzt werden. Während die R-Flächen sich in Zukunft nicht wesentlich ändern werden, bleiben von den D- und U Flächen nur Teile als Demonstratoren dauerhaft erhalten. Weitere Flächen werden nach Abschluss der Untersuchungen wieder ausgebaut und für neue Untersuchungen freigegeben. Hierdurch wird eine regelmäßige Anpassung des BIM- Modells notwendig. 1.2 Aufgabenstellung Die Aufgabenstellung für die ARGE war es, ein BIM- System des duraBASt zu erstellen, um alle Verkehrsflächen inkl. des gesamten Straßenaufbaus, der Ingenieurbauwerke sowie der Ausstattung (Einbauten, Sensorik, Leitungen, Sicherheitsausstattung, Zäune etc.) verwalten zu können. Mit dem System sollen die Aktivitäten auf dem Gelände in den Bereichen Planung, bautechnische Umsetzung und Betrieb über den gesamten Lebenszyklus des dura- Ein BIM-System für das duraBASt 458 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 BASt mittels eines dreidimensionalen Modells effizient und ohne Redundanzen geplant und begleitet werden. Weiterhin soll das die Anschaulichkeit des duraBASt, z.B. für Präsentationen, Planungsprozesse und Koordinierungstätigkeiten erhöhen und als Grundlage für die dokumentierte Rückgabe des Geländes nach Ablauf der Nutzungszeit in ferner Zukunft an den Baulastträger dienen. Zur Gewährleistung der langfristigen Aktualität und Funktionalität des Systems beinhaltet der Auftrag an die ARGE eine 10-jährige Modellpflege. 2. Umsetzung 2.1 Modellierung Die Umsetzung der Aufgabenstellung erfolgte in enger Abstimmung zwischen den Parteien so dass eine anforderungsgerechte und performante Modellierung gewährleistet werden konnte. Als Autorensystem wurde Autodesk Revit 2019 eingesetzt, außerdem kamen auch Autodesk Navisworks Manage 2019 und Ceapoint DESITE MD 2.3 zur Anwendung. Eine Grundanforderung war, dass im Zeitverlauf wechselnde Geometrien und Nutzungen insbesondere im Bereich der D- und U-Flächen einfach und effizient zu planen und zu aktualisieren sein sollten. Hierfür wurde die Modellierung mittels eines fahrstreifenbezogenen Rasters entlang einer Bezugsachse gewählt, wobei das Raster im Bereich der D- und U-Flächen zur engmaschiger gewählt wurde als in den übrigen Bereichen. Bezüglich des geometrischen Fertigstellungsgrades (LOG) wurden die folgenden Vereinfachungen getroffen: - Lärmschutzwände werden vereinfacht mit den realen Abmessungen modelliert. - Der Fahrbahnaufbau wird nicht getrennt modelliert, sondern nur in einer Schicht. Die Schichtinformationen werden als Datenelemente modelliert. - Wechselnde Querneigungen werden im Modell nicht berücksichtigt. Die Fahrbahn wird mit einer einheitlichen Neigung dargestellt. 2.2 Use-Cases Sensorverwaltung: Die Versuchsflächen in den D- und U- Teilen des duraBASt werden projektbezogen mit Sensoren ausgestattet. In verschiedenen Tiefen und an verschiedenen, klar definierten Positionen, werden in der Regel Temperatur-, Druckspannungs-, und Dehnungssensoren eingebaut. Auch Beschleunigungsaufnehmer, faseroptische Sensoren oder projektspezifisch konfigurierte Sensoren kommen zum Einsatz. In Summe werden pro Versuchsfläche in der Regel mindestens 60 Sensoren verbaut. Projekte mit über 200 Sensoren wurden auch schon realisiert. Die Lage der Sensoren wird vor dem Einbau definiert und beim Einbau dokumentiert. Erforderlichenfalls erfolgt danach eine Überprüfung der Lage durch beispielsweise Georadarmessungen. Somit kann gewährleistet werden, dass die aufgenommenen projektspezifischen Daten stets reproduzierbar der genauen Position des Sensors in der Versuchsfläche zugeordnet werden können. Zu einem geschlossenen Versuchsprogramm gehören üblicherweise die Entnahmen von Bohrkernen zu verschiedenen Zeitpunkten sowie der teilweise und vollständige Rückbau der Versuchsflächen. Für alle Fälle ist die eindeutige und transparente Darstellung der Lage der Sensoren von Wichtigkeit, damit beispielsweise bei der Bohrkernentnahme keine Kabel unabsichtlich durchtrennt werden. Durch das BIM-System ist es möglich diese Information für alle Projektphasen und vor allem durch alle Projektbeteiligten zu nutzen indem sich für jeden Zeitpunkt die Lage der Sensoren im Raster darstellen lässt. Versuchsverwaltung und Fotodokumentation: Forschungsprojekte auf den Versuchsflächen der D- und U- Teile des duraBASt setzen während der Versuchsplanung und -durchführung sowie der nachgelagerten Datenaufbereitung eine kontinuierliche Verfügbarkeit von Daten, in gleichbleibend hoher Qualität voraus. Eine besondere Herausforderung stellen dabei großmaßstäbliche Versuchsreihen mit Laufzeiten über mehrere Monate und evtl. auch Jahre dar. Die Dokumentation erfolgte bislang in einzelnen Messdateien, die durch eindeutige Dateibezeichnungen und die Nennung von Messzeitpunkten zugeordnet werden können. Bei der Umsetzung des BIM-Systems bestand der Wunsch, alle Messdaten nach Ort Zeit und Versuch sortiert darstellen zu können. Zudem sollte eine eindeutige Projekt- und somit Lagezuordnung möglich sein. Aufgrund der unterschiedlichen Datenquellen und der damit verbundenen Rohdatenformate, wurde ein einfaches und anpassbares Layout zur Datenintegration gewählt, welches auf dem Microsoft Excel Dateiformat beruht. Hierdurch wird erreicht, dass die Datenbereitstellung und -pflege an quasi jedem Arbeitsplatz ausgeführt werden kann. Über die PBS erfolgt anschließend die automatisierte Verknüpfung mit allen Daten innerhalb des BIM-Systems. Die Datenanzeige im BIM-System erfolgt derart, dass über die Selektion von Ort, Zeit oder Projekt die ge-