Mithilfe von BIM-Funktionen: Ausbau der schweizerischen A2 termingerecht fertiggestellt

Das hohe Verkehrsaufkommen auf der A2 im Raum Hergiswil im Schweizer Kanton Nidwalden führt immer wieder zu größeren Staus. Diese für Auffahrunfälle sehr gefährliche Situation wird mit dem Ausbau der Fahrbahn Nord zwischen der Einfahrt der A8 in die A2 bis zur Einfahrt Hergiswil mit einer Pannenstreifen-Umnutzung entschärft. Das Projekt des Bundesamtes für Straßen ASTRA befindet sich seit 2019 in der Realisierungsphase und soll Ende Oktober 2021 abgeschlossen sein. Neben dem Ausbau des Pannenstreifens zur zeitweisen Nutzung als dritte Fahrspur in Richtung Norden werden im rund zwei Kilometer langen Abschnitt zwischen dem Tunnel Spier und dem Loppertunnel das Trassee und die Beläge erneuert, die Kunstbauten instandgesetzt, der Lärmschutz verbessert, die Straßenentwässerung angepasst, Betriebs- und Sicherheitseinrichtungen erneuert sowie die Lärmschutzgalerie Hergiswil gegen Erdbeben und Anpralllasten verstärkt. Ein umfangreiches Aufgabenpaket, das an die Ingenieurgemeinschaft und die ausführenden Unternehmer hohe Anforderungen stellt.

Modellierung der Stützkonstruktion auf Ortbetonbohrpfählen mit Lärmschutzwand. Der Bestand wurde per Drohnen erfasst. Grafik: ALLPLAN Schweiz AG

Drei Phasen

Das Großprojekts auf der A2 ist in diverse Phasen unterteilt. In der ersten Phase von Juli 2019 bis Mai 2020 wurde der seeseitige Ausbau des Pannenstreifens mit den komplexen Stützkonstruktionen realisiert und die neue, ca. zwei Kilometer lange Lärmschutzwand erstellt. Von Mai 2020 bis Oktober 2021 folgen in den weiteren Phasen als Haupttätigkeiten die Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen an der Lärmschutzgalerie, die Instandsetzung der A8-Rampenbauwerke und die komplette Erneuerung der Beläge. Auf der Nordseite schließt das Projekt Bypass Luzern an, das vorsieht, in Fahrtrichtung Nord einen dritten Fahrstreifen zu realisieren.

Bauabschnitt mit besonderen Anforderungen

Die CES Bauingenieur AG mit Sitz in Hergiswil nimmt innerhalb der Ingenieurgemeinschaft „IG top lokal“ die Federführung wahr und ist verantwortlich für Trassee, Lärmschutz, Stützbauwerke und Galerie. Herzstück des Projekts ist die Umnutzung des Pannenstreifens als dritte Fahrspur in Fahrtrichtung Norden und die Erneuerung der Lärmschutzwände. „Von April bis Mitte August 2019 waren in unserem Büro bis zu zehn Personen mit diesem Projekt beschäftigt“, erläutert Patrick Zumbühl bezüglich der erforderlichen personellen Ressourcen.

Er ist Abteilungsleiter Infrastrukturbau und innerhalb des Projekts verantwortlich für die Koordination. Mit der Modellierung der zu erstellenden Bauteile beschäftigt sich Marco Häfliger, insbesondere mit der fast zwei Kilometer langen, seeseitigen Stützkonstruktion und der darauf zu montierenden Lärmschutzwand. „Für die Fahrbahnverbreiterung von 1,80 Meter mussten die alten Bauwerke der neuen Stützkonstruktion weichen“, erklärt Marco Häfliger.

3D-Modellierung von Bauwerken und Belagsflächen

„Die rund zwei Kilometer lange Stützkonstruktion mit allen weiteren Gewerken haben wir in 3D modelliert“, erklärt Konstrukteur Marco Häfliger. Als Grundlage dazu dienten ihm die Drohnenaufnahmen vom bestehenden Terrain und den vorhandenen Bauwerken. Auch bestehende Bäche wurden lagegenau aufgenommen, um mögliche Konflikte mit dem neuen Bauwerk erkennen zu können. Die Belagsoberflächen, Fahrbahnränder, Mittelleitmauern, Stützkonstruktionen und die gesamte Galerie sind mittels Laserscanning in ihrer Lage und Höhe, inklusive deren Abmessungen, digital erfasst.

Für die Trassierung und die Belagserneuerung werden diese Daten im 3D-Modell aufbereitet. Sie werden dem ausführenden Unternehmer für die Fräsarbeiten und den Belagseinbau als Grundlage dienen. „Für diese Aufbereitung hat uns das Allplan-Tool Straßenbau wertvolle Dienste geleistet“, berichtet Abteilungsleiter Patrick Zumbühl. Mit der Modellierung der im Grundriss polygonal verlaufenden Stützkonstruktion war die Datenmenge nicht unerheblich, wie Marco Häfliger erklärt.

Aufgrund der 3D-Modellierung war es möglich, die große Anzahl an erforderlichen Baustellenplänen rechtzeitig und in guter Qualität herauszugeben, wie die beiden Herren berichten: „Denn dank dem 3D-Modell haben wir ideale Grundlagen um zu optimieren, Fehler zu erkennen und die Möglichkeit, mit wenigen Klicks an jedem beliebigen Ort den gewünschten Schnitt zu generieren.“

Auf dem Konsolkopf, der als Leitmauer konzipierten Brüstung der Stützkonstruktion befinden sich die Fußplatten der Lärmschutzwand. Deren Lage konnte dank dem 3D-Modell ebenfalls sehr effizient bestimmt werden. Diese Grundlagen und weitere Detailpläne wurden dem Stahlbauer für seine nachfolgende Planung übermittelt.

Fazit

Wie lautet das Fazit der beiden Herren? „Dank der 3D-Modellierung mit Allplan Engineering hatten wir die optimalen Voraussetzungen, alle Pläne termingerecht und in hoher Qualität zu erarbeiten. Ein Bauwerk von zwei Kilometern Länge zu planen ist nicht alltäglich und auch die Tatsache, dass bis zu zehn Mitarbeitende gleichzeitig daran arbeiteten, ist für uns außergewöhnlich. Aber wir dürfen sagen, das Endprodukt ist wirklich gut.“ (sg)

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