Bei der anspruchsvollen Planung eines Gewerbegebiets in Siegen setzt Fischer Teamplan Ingenieurbüro auf das CAD-Planungssystem VESTRA INFRAVISION von AKG Software.
Die Stadt Siegen plant im südlichen Stadtgebiet die Ausweisung neuer Gewerbeflächen im Leimbachtal. Bei der 26,8 Hektar großen Erweiterung des bereits fertiggestellten Gewerbegebietes Martinshardt I ist bemerkenswert, dass das Bebauungsplangebiet auf der nördlichen Bergflanke der Eisernhardt liegt und damit den enormen Höhenunterschied von 80 Metern zwischen den Gebietsenden hat. Zudem muss ein zentrales Parkhaus im Gewerbegebiet untergebracht werden.
Eine „klassische“ Erschließung machte daher wenig Sinn. Die letzten Endes präferierte Lösung wurde vom Vermarktungsgedanken gestützt: möglichst viel und möglichst ebene Fläche, die auch die Flexibilität zulässt, große Investments und Ansiedlungen von Gewerbe zu ermöglichen.
Visualisierungen des Großprojektes in Siegen. Grafik: AKG GmbH
Die zuständigen Planer Fischer Teamplan Ingenieurbüro GmbH entwarfen eine sogenannte Plateaulösung mit 10 Plateauflächen und 15,44 Hektar vermarktungsfähigem Land. Die Böschungen, welche die Plateauflächen abfangen, sollten so wenig Fläche wie möglich einnehmen, aber dennoch eine gute Standsicherheit bieten. Aus diesem Grund wurden die Auftragsböschungen mit einem Bewehrten-Erde-System in 70° geplant.
Anspruchsvoll war auch der Massenausgleich, für den bereits in der Konzeptplanung ein feiner Detaillierungsgrad geschaffen werden musste. Das topografische Aufmaß des Urgeländes und punktuelle Ergänzungen aus den DGM1-Daten des Landes Nordrhein-Westfalen stellten die Planungsgrundlage dar. Um den Transport von Baustoffen durch das Stadtgebiet zu minimieren, sollte ein Oberflächenmodell der Planung mit den DGM-Daten des Urgeländes verschnitten werden. Die den meisten Planern bekannte Herausforderung bestand darin, den Achsbezug der Planungsdaten so zu wählen, dass in der weiteren Bearbeitung ein sinnvolles Gesamt-DGM aus den einzelnen Planungsdaten erzeugt werden konnte.
Erweiterungen in VESTRA INFRAVISION
Die Bearbeitung wurde mit dem Planungsprogramm VESTRA INFRAVISION auf der Basisplattform Autodesk Civil 3D durchgeführt. Aufgrund der besonderen Anforderungen wurde die Software in besonderem Maße „beansprucht“, beispielsweise wurde die Möglichkeit innerhalb VESTRA INFRAVISION genutzt, neue Querschnittbausteine zu erstellen. „Dies besitzt außerordentliches Potenzial, auch komplexere Planungsaufgaben effizient zu automatisieren. Wir bei Fischer Teamplan können festhalten, dass VESTRA eine anwenderfreundliche Planungssoftware darstellt, die nach Bedarf auch planerische Freiheiten lässt, Aufgabenfelder außerhalb der alltäglichen Infrastrukturplanung zu bearbeiten“, so Tim Schaaf, Straßenplaner bei Fischer Teamplan.
Konkrete Planungsschritte
Im Projekt erfolgte nach der Trassierung der Planstraßen die Höhenabwicklung der Plateaus. Mit dem Befehl „Schiefe Ebene“ wurde für jedes Plateau eine um 2,5 % geneigte Ebene als DGM erstellt. Mithilfe von drei Referenzpunkten wurde mit dem Befehl „Schiefe Ebene“ Neigung und Richtung der Trassen definiert. Die Berechnungsgrundlage für die Böschungsabwicklung bildeten die DGM-Modelle.
Als Nächstes wurden Querprofile in allen relevanten Achsen und Böschungsgrenzen gerechnet. „Da es einige Nachteile birgt, geplante Oberflächen auf dem Horizont „Gelände“ zu rechnen, wurde der freie „REB-Horizont 161“ für die DGM-Modelle der Plateaus gewählt. Aufgrund geometrischer Anforderungen, die seitens des Bodengutachters an die Böschungen beschrieben wurden, war ein individueller Böschungsbaustein erforderlich“, so Tim Schaaf.
Die Anforderungen an diesen Baustein waren wie folgt:
• Zielhorizont nach Benutzereingabe (automatische vertikale Richtungserkennung)
• Höhenunterschied der Bermen nach Benutzereingabe
• Bermenniveau auf festen Höhenwert (z. B. 330 m ü. NHN) – Höhe der Böschungen vom Berechnungspunkt ist variabel
• Neigungen nach Benutzereingabe
• Horizonte nach Benutzereingabe
• Rechnen einer Planumslinie für Bewehrungsmatten nach Benutzereingabe
• Ausgabe aller Punktverbindungen als 3D-Linie
Herausforderung Höhenplanung: Bei dem Gewerbegebiet ging es darum, die Flächen optimal auszulasten. Foto: AKG GmbH
Für die Massenberechnung wird ein DGM über die gesamte Planungsoberfläche benötigt. Der DGM-KunstkörperExport in VESTRA ermöglicht es allerdings nur, achsbezogene Oberflächendaten auszugeben. Die Lösung hierfür bestand darin, die zuvor konstruierten relevanten Querschnittdaten als 3D-Daten in den Modellbereich von Civil 3D zu übergeben. Anschließend musste der Datensatz mit den bekannten 3D-Zeichnungsfunktionen von VES- TRA und Civil 3D für die händische DGM-Erstellung aufbereitet werden. Das umfasste insbesondere die Fehleranalyse der Höhendaten sowie die händische Nacharbeitung der Ausrundungen und Anschluss- bzw. Anfangsbereiche von Querschnittdaten.
Die 3D-Zeichenobjekte wurden als Grundlage für ein DGM verwendet. Nachdem das Planungs-DGM für die Oberfläche erzeugt war, erfolgte auf gleiche Weise die Erstellung des Planums-DGM. Massenausgleich Mithilfe der VESTRA-internen Massenberechnung konnten der Abtrag über das Planums-DGM und der Auftrag mit Planungs-DGM im Vergleich zum Urgelände berechnet werden. Erwartungsgemäß wurde beim erstmaligen Vergleich kein Massenausgleich erreicht, da der Entwurf zunächst nur auf Grobschätzungen beruhte. Im weiteren Verlauf mussten nun die Berechnungs-DGM der Plateaus auf Grundlage von überschlägigen händischen Berechnungen so in der Höhe angepasst werden, dass in der Wiederholung ein Massenausgleich als Resultat erzielt werden konnte. Insgesamt sind 1,03 Mio. m³ Erd- und Felsabtrag zu erwarten, die homogenisiert aufgebracht werden sollen.
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