Mammutprojekt für die Hauptstadtregion

Rund 50 Jahre nach ihrer Stilllegung soll die Siemensbahn reaktiviert werden. Eine Mammutaufgabe, die vor allem beim Bauen im denkmalgeschützten Bestand Herausforderungen mit sich bringt.

Berlin gehört zu den am schnellsten wachsenden Städten Deutschlands. Um die Schieneninfrastruktur in der Hauptstadtregion an diese Entwicklung anzupassen, verfolgen die Länder Berlin und Brandenburg zusammen mit der Deutschen Bahn und dem Verkehrsverbund Berlin-Brandenburg (VBB) das Gemeinschaftsprojekt i2030. Zu den insgesamt neun großen Teilprojekten des Vorhabens gehört auch die Reaktivierung der Siemensbahn. Die zweigleisige Strecke wurde zwischen 1927 und 1929 von der Firma Siemens & Halske erbaut, um die Berliner Siemensstadt im Osten Spandaus zu erschließen. Im Zuge des Eisenbahnerstreiks 1980 wurde sie stillgelegt. Seither ruht der Betrieb, und die vorhandene Infrastruktur wurde nicht weiter instandgehalten. Eine Entwidmung der Eisenbahnflächen fand allerdings auch nicht statt – zum Glück, denn bis 2030 wird die alte S-Bahnverbindung wieder dringend benötigt. Bis dahin plant die Siemens AG mit dem Siemensstadt Square die Errichtung eines riesigen „Smart Campus“, der eine Million Quadratmeter an neuen Gewerbe-, Wohn- und Produktionsflächen schaffen wird. 2029 – rund 100 Jahre nach ihrer Einweihung – soll die Siemensbahn daher wieder den Betrieb aufnehmen. Für die Planung des Großprojekts der DB InfraGO AG ist die Ingenieurgemeinschaft Siemensbahn verantwortlich, die aus der Sweco GmbH und KREBS+KIEFER Ingenieure GmbH besteht. KREBS+KIEFER ist im Gesamtprojekt technisch federführend und übernimmt zugleich die Teilprojektleitung Konstruktiver Ingenieurbau (KIB).

Die seit 1980 stillgelegte Siemensbahn soll bis 2029 – 100 Jahre nach ihrer Eröffnung – reaktiviert werden, um unter anderem den neuen Siemensstadt Square zu erschließen. Foto: KREBS+KIEFER Ingenieure GmbH

Mammutaufgabe in drei Akten

Ausgehend vom Anschlusspunkt Jungfernheide verläuft die Siemensbahn über rund 4,5 Kilometer durch die Bezirke Spandau und Charlottenburg-Wilmersdorf. Zur Strecke gehören neben dem Bahnhof Jungfernheide die Haltepunkte Wernerwerk und Siemensstadt sowie der Bahnhof Gartenfeld. Im Zuge früherer Umbau- und Infrastrukturmaßnahmen wurden einzelne Überbauten bereits zurückgebaut. Die Reaktivierung muss daher an mehreren Stellen an einen veränderten Bestand anknüpfen und Bestand, Neubau sowie betriebliche Anforderungen zusammenführen.

Die baulichen Anlagen der Siemensbahn im Bezirk Spandau stehen seit dem 28. September 1995 als Gesamtanlage unter Denkmalschutz. Damit ist das Projekt in besonderem Maß durch Bauen in denkmalgeschütztem Bestand geprägt. Die Planung der Reaktivierung umfasst alle für den Betrieb der Siemensbahn erforderlichen Anlagen. Ein Beispiel für diese anspruchsvolle Planungsaufgabe ist das rund 800 Meter lange Viadukt in Planungsabschnitt 1.2. Die 1928 erbaute Eisenbahnüberführung besteht aus einzelnen Bauwerksketten, die sich aus insgesamt 71 Einzelbauwerken – einschließlich des Haltepunkts Wernerwerk – zusammensetzen. Die Reaktivierung der Siemensbahn erfordert daher weit mehr spezielles Know-how als klassische Neubauplanungen. Besonders der Planungsabschnitt mit dem 800 Meter langen, denkmalgeschützten und genieteten Stahlviadukt stellt die Ingenieure vor außergewöhnliche Herausforderungen: Hier treffen historische Bausubstanz, jahrzehntelanger Instandhaltungsstau und höchste denkmalpflegerische Anforderungen auf moderne Ingenieurskunst.

Planung des Stahlviadukts

Bei den Überbauten handelt es sich um Stahl-Nietkonstruktionen mit einem Trogquerschnitt (außenliegende Hauptträger als Vollwandträger mit dazwischen befindlicher Fahrbahnplatte in orthotroper Bauweise). Rund 50 Jahre ohne Wartung und Instandsetzung haben ihre Spuren hinterlassen. So förderten Zustandsuntersuchungen im Jahr 2023 zahlreiche Schäden zutage. Dazu zählen unter anderem Korrosionserscheinungen – insbesondere Spalt- und Flächenkorrosion –, Deformationen an Bauteilen, Kriegsschäden und Kerben. Es sind umfangreiche Maßnahmen zur Instandsetzung des historischen Stahlviadukts gefordert, um einen uneingeschränkten und sicheren Eisenbahnbetrieb zukünftig wieder zu gewährleisten.

Technologisch aufwendige Planung mit großen Datenmengen

Aufwendige Modellierung: Die Planung für das rund 800 Meter lange Stahlviadukt erfordert hochdetaillierte Bestandsmodelle (LOD 400). Unter anderem müssen über 150.000 Nieten korrekt nach Aufmaß in den maßgebenden Bereichen positioniert werden. Foto: KREBS+KIEFER Ingenieure GmbH

Das gesamte Projekt wird unter Anwendung von Building Information Modeling (BIM) umgesetzt. Grundlage für die technologisch sehr aufwendige Planung bilden in Teilabschnitt 1.2 hoch detaillierte Bestandsmodelle des Stahlviadukts. Erstellt wurden diese durch den Nachunternehmer ARC-GREENLAB auf Basis umfassender Laserscans. Die umfangreichen Bestandsmodelle in LOD 400 für die gesamten rund 800 Meter des Viadukts entstanden in sehr engem Austausch zwischen dem Vermessungsbüro und KREBS+KIEFER. Kay Franke, Abteilungsleiter bei KREBS+KIEFER, berichtet: „Im Zuge der weiteren Planung war es immer wieder erforderlich, die Bestandsmodelle mit den Punktwolken abzugleichen und zu überprüfen, ob die modellierten Blechdicken oder sonstigen Abmessungen auch in der Punktwolke nachvollziehbar sind. Hierzu nutzen wir auch die Scalypso-Schnittstelle in ALLPLAN.“

Eine besondere Herausforderung stellten die enormen Datenmengen dar, die sich aus dem hohen Detaillierungsgrad der Modelle ergaben. Zwar wurden die 71 Bauwerke entsprechend ihrer geometrischen Aufgliederung ohnehin als einzelne Teilmodelle umgesetzt. Dennoch umfasste die Modellierung unter anderem allein 150.000 Nieten, die alle korrekt nach Aufmaß in den maßgebenden Bereichen positioniert waren. Um eine ausreichende Performance während der Bearbeitung zu gewährleisten, wurden daher auch die Nieten für jedes Bauwerk als gesondertes Teilmodell ausgewiesen. Darüber hinaus wurde für die Planung eine Aufteilung der Bestandsmodelle in Rückbau, verbleibender Bestand und Neubau vorgenommen.

Mehr Effizienz durch PythonParts

Neben den großen Datenmengen erwies sich die Vielzahl an redundanten Planungsschritten als Herausforderung. Auch hier wusste sich KREBS+KIEFER in ALLPLAN zu helfen. „Die Länge und der Umfang des Stahlviaduktes mit seinen geometrischen Herausforderungen führten uns schnell dazu, dass wir wiederkehrende Aufgaben mittels eigenständig entwickelter PythonParts beschleunigten“, erläutert Kay Franke. Hierzu zählt etwa eine automatisierte Attribuierung nach SOM 2.1. Das hauseigene Tool weist Bauteilen Attribute auf Grundlage vorab abgestimmter Property-Sets und eindeutig definierter Attribut-Kenner zu. Darüber hinaus wird automatisch eine Mapping-Datei generiert, die als Grundlage für einen normkonformen IFC-Export dient.

Durch ein weiteres selbstprogrammiertes ALL- PLAN-Werkzeug von KREBS+KIEFER lassen sich Quer- und Längsfugen parametrisch modellieren. Das spart nicht nur Zeit, sondern gewährleistet auch eine hohe Qualität und Präzision in der Konstruktion. Neben den standardisierten ÜKOs gemäß DB-Ril können ebenfalls abweichende Parameter flexibel definiert werden.

Daneben setzt KREBS+KIEFER die selbst entwickelten PythonParts „XY Extrudieren entlang 3D-Pfad“ sowie „Lichtraumprofil nach Ril“ ein. Bei ersterem handelt es sich um eine Erweiterung des Standardbefehls „Extrudieren entlang Pfad“, die es dem Ingenieurbüro erlaubt, 3D-Bauteile wie etwa spezielle DB-Ril-Übergangskonstruktionen deutlich effizienter zu erstellen. Normalerweise setzt eine Extrusion eine präzise orthogonale Ausrichtung des Profils zur Achse voraus, was sich in der Praxis häufig schwierig gestaltet. Das Tool automatisiert nun diese Ausrichtung und erzeugt parametrische Bauteile, deren Profil, Achse und Geometrie anschließend flexibel angepasst werden können. Das Werkzeug „Lichtraumprofil nach Ril“ ergänzt diese Funktionalität, indem es auf Basis von Richtlinienparametern automatisch DB-Ril-konforme Lichtraumprofile oder projektspezifische Sonderprofile generiert.

Bessere Einbindung von Prüfinstanzen: „Lagerhalle für Prinzipdetails“

Zur Abbildung von Leitdetails in der Leistungsphase 3 wurden häufig wiederkehrende Details und typische Schadensbilder separat als 3D-Prinzipdetails modelliert. Diese wurden in einem eigens dafür vorgesehenen Modellbereich organisiert, der intern als „Lagerhalle für Prinzipdetails“ bezeichnet wird. „Da nicht alle Details (insbesondere in der LPH 3) am Bauwerk an der konkreten Stelle modelliert werden können, haben wir einen speziellen Raum im Bereich des Koordinatenursprungs vorgehalten, in dem die Prinzipdetails separat modelliert werden können. So lassen sich Details nachvollziehbar dokumentieren, effizient fortschreiben und bei Bedarf eindeutig den Bauwerksbereichen zuordnen“, erklärt Kay Franke. „Ein einfaches Beispiel hierfür ist der Austausch von Nieten oder auch Betoninstandsetzungen.“

Um Prüfinstanzen besser einzubinden, wurden für die maßgebenden Regelschnitte „Halbkugeln“ in den Modellen ergänzt. Die meisten IFC-Viewer verfügen über die Funktion, an einer Fläche zu schneiden. Da dies jedoch nicht immer zwingend rechtwinklig zum gewünschten Schnitt erfolgt, bieten die vorgefertigten Halbkugeln die Möglichkeit, Prüfinstanzen an die gewünschte Schnittdarstellung direkt mitzugeben.

BIM stellt die Weichen für die neue Siemensbahn

Die präzisen Bauwerksmodelle, die KREBS+KIEFER mithilfe von ALLPLAN und individuellen PythonParts erstellen konnte, bilden die Grundlage für eine erfolgreiche BIM-basierte Planung von Teilabschnitt 1.2. Durch die konsequente Anwendung der BIM-Methodik im gesamten Projekt „Reaktivierung der Siemensbahn“ konnten Schnittstellen und Planungsherausforderungen frühzeitig erkannt und gelöst werden. Zu den zentralen Anwendungsfällen zählen insbesondere die Bauablauf- und Terminplanung (4D), die Ableitung von klassischen Planunterlagen sowie die Mengen- und Kostenermittlung (5D). Für ihre herausragende Planung wurde die Ingenieurgemeinschaft Siemensbahn bestehend aus Sweco und KREBS+KIEFER zusammen mit den Nachunternehmern ARC-GREENLAB und GI-CONSULT 2025 von Building Smart mit dem BIM Champions Award in der Kategorie Planung ausgezeichnet.

www.allplan.de

www.scalypso.com

www.kuk.de