5 Projekte, die zeigen, wie BIM den Infrastrukturbau verändert

In Berlin soll die seit 1980 stillgelegte Siemensbahn bis 2029 wieder Teil des hauptstädtischen Schienennetzes werden. Die Reaktivierung der rund 4,5 Kilometer langen Strecke erfolgt in drei Bauabschnitten und umfasst neben zahlreichen Neu- und Ersatzneubauten umfangreiche Baumaßnahmen im denkmalgeschützten Bestand. Dazu gehört insbesondere die Instandsetzung eines 800 Meter langen Stahlviadukts. Gemeinsam mit dem Haltepunkt Wernerwerk setzt sich dieses aus insgesamt 71 Bauwerken zusammen, die auf Basis von Laserscans jeweils als hochauflösende Teilmodelle (LOD 400) in ALLPLAN umgesetzt wurden.

Eine besondere Herausforderung bestand in den enormen Datenmengen, die sich aus dem hohen Detaillierungsgrad ergaben. So mussten nicht nur die einzelnen Bauwerke, sondern auch insgesamt 150.000 Niete bauwerksweise als gesondertes Teilmodell ausgewiesen werden. Darüber hinaus erfolgte eine Aufteilung der Bestandsmodelle in Rückbau, verbleibender Bestand und Neubau. Für die meisterliche Planung des ersten Bauabschnitts wurden die Verantwortlichen rund um KREBS+KIEFER 2025 mit dem BIM Champions Award ausgezeichnet.

Das Bauen im Bestand zum Erhalt und zur Ertüchtigung der Schieneninfrastruktur ist eine Daueraufgabe. Zwei aktuelle Projekte zeigen beispielhaft, welche Herausforderungen die Bestandsmodellierung im Tunnelbau mit sich bringt. Der Schellenstein Tunnel zwischen Aachen Hauptbahnhof und Kassel sowie der Gudenhagener Tunnel zwischen Paderborn Hauptbahnhof und Brilon Wald sind beide bereits weit über 100 Jahre alt. Aufgrund ihres schlechten baulichen Zustands bedürfen die 247 und 280 Meter langen Bauwerke einer Erneuerung.

Die notwendige Bestandserfassung weist dabei ein großes Ungleichgewicht in der Datenlage auf: Während luftseitig dank Laserscans fast millimetergenaue Punktwolken mit circa 800 Millionen Punkten vorliegen, gibt es bergseitig lediglich fünf Erkundungsquerschnitte, die jeweils aus fünf Erkundungsbohrungen hervorgehen. Um keine falsche Genauigkeit vorzugaukeln, bedurfte es einer Angleichung der Daten für das Bestandsmodell durch eine Vereinfachung. Die verantwortlichen Ingenieur:innen von KREBS+KIEFER extrahierten hierzu lediglich Schnitte aus der Punktwolke rund um die Erkundungsquerschnitte aus Scalypso nach ALLPLAN. Diese wurden anschließend entlang der Tunnelachse von Querschnitt zu Querschnitt extrudiert. Das Ergebnis ist ein den Projekten angemessenes Bestandsmodell mit konsistenter Datenqualität.

Beim vierten Projekt geht es um Bauwerke, die um Berge herumführen, statt durch diese hindurch. Diese besonderen Lehnenbauwerke gehören nicht nur aus konstruktiver Hinsicht zur ganz hohen Ingenieurskunst, ihre besondere Lage und Bedeutung für die Infrastruktur erfordern obendrein ein Höchstmaß an Präzision in der Planung für einen reibungslosen Bauablauf. Ein besonders spektakuläres Infrastrukturbauwerk dieser Art ist zuletzt bei der Sanierung und Erweiterung der Kantonstrasse K2b am Vierwaldstättersee entstanden. 313 Meter des insgesamt 400 Meter langen Streckenabschnitts zwischen Vitznau und Gersau wurden hier als Lehnenkonstruktion ausgeführt.

Eine enorme Verbreiterung der Straße um drei bis fünfeinhalb Meter, die exponierte Lage sowie die besondere verkehrstechnische Bedeutung der Straße brachten zahlreiche Herausforderungen mit sich. So musste das Bauwerk nicht nur enormen Lasten, sondern auch höchsten ästhetischen Ansprüchen gerecht werden. Zugleich hatte die Ausführung bis auf zwei dreiwöchige Vollsperrungen unter laufendem Verkehr zu erfolgen. Das verantwortliche Ingenieurbüro Bänziger Partner aus Zürich setzte daher auf eine vollständige Modellierung in ALLPLAN: von der Schalung, Bewehrung und Verankerung des Lehnenbauwerks über Baugrube und Gelände bis zu umliegenden Strukturen wie eine Hochspannungsleitung oder eine bestehende Bunkeranlage. Diese Modelle bildeten zugleich die Grundlage für eine BIM-basierte Ausführung – unter anderem mit modellbasierter Absteckung, 3D-Baggersteuerung, Betonkubaturbestimmung und Soll-Ist-Kontrollen.

Seilbahnen zählen in manchen Regionen zur kritischen Infrastruktur. Das gilt auch für die Schilthornbahn – eine der wichtigsten Luftseilbahnen der Schweiz. Die schwebende Verbindung zwischen dem Lauterbrunnental und dem Gipfel mit dem weltberühmten Drehrestaurant Piz Gloria wurde kürzlich einer vollständigen Erneuerung unterzogen. Neben dem weitgehenden Neubau der fünf Stationen umfasste dies auch die Installation diverser neuer Seilbahnsysteme.

Wie bei vielen Infrastrukturbauprojekten stand beim Projekt „Schilthornbahn 20XX“ die weitestmögliche Aufrechterhaltung des Betriebs während der Bauphase im Vordergrund. Joel Schwab, verantwortlicher Tragwerksplaner von Theiler Ingenieure, vergleicht diese Aufgabe mit einer Operation am offenen Herzen. Die Projektbeteiligten hatten unter anderem mit schwierigen Montagebedingungen, einer fordernden Logistik und alpinen Witterungsbedingungen zu kämpfen. Hinzu kamen konstruktive Herausforderungen, da durch den Wegfall einer Stütze in der höchsten Seilbahnsektion nunmehr achtmal höhere Zugkräfte auf die Stationen wirkten. All das erforderte neben jeder Menge ingenieurstechnischem Know-how vor allem eine beispiellose Koordination aller Projektbeteiligten. Laut Joel Schwab wären die komplexen Aufgabenstellungen ohne eine BIM-basierte Planung und ALLPLAN nicht lösbar gewesen.