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Digitaler Zwilling

Virtuelle Realität hilft bei Schalungsplanung

Doka, Schalungstechnik, Digitalisierung im Bauwesen DIB, Digitalisierung

Der Münchner Arnulfsteg verbindet künftig den Arnulfpark im Norden mit der Schwanthalerhöhe im Süden. Dabei überbrückt er37 Bahngleise. Vorne ist die Zugangsrampe Süd zu sehen.

München (ABZ). – Beim Bauprojekt Arnulfstegin München wurde der Bauablauf per Virtual Reality visualisiert und im digitalen Zwilling durchgespielt. So wurdenfrühzeitig Verbesserungs-potentiale erkannt. Komplexe Geometrien werden in der Schalungstechnik fast ausschließlich in 3D geplant. Um schwierige Projekte oder Bauteile leichter verständlich zu machen, sind darüber hinaus 4D-Simulationen und Visualisierungen vorteilhaft, teilt das Unternehmen Deutsch Doka Schalungstechnik mit. Durch das Durchspielen des Bauablaufs im digitalen Zwilling könnten Fehler frühzeitig erkannt und vermieden werden, die in der konventionellen Planung nicht ohne Weiteres ersichtlich gewesen wären. Auch beim Bau einer Zugangsrampe für den Arnulfsteg in München habe die Möglichkeit, die Baustelle vorab virtuell zu betreten und die Schalungsplanung zu sehen, dem Bauunternehmen und dem Planer Vorteile gebracht. Zwischen den Münchner S-Bahn-Haltestellen Donnersbergerbrücke und Hackerbrücke wird seit März 2018 eine Fuß- und Radwegbrücke über das Bahn-Gleisfeld gebaut. Der Arnulfsteg, eine 242 m lange und 3,5 m hohe Stahlbrücke, soll den Arnulfpark nördlich der S-Bahn-Stammstrecke direkt mit der Schwanthalerhöhe im Süden verbinden und 37 Bahngleise überspannen. Für die Schalungsplanung der Zugangsrampe im Süden einschließlich der sieben Rampenstützen sowie einer Treppenstütze wandte sich das bauausführende Unternehmen Mayerhofer Hoch-, Tief- und Ingenieurbau an Doka. Dafür musste eine anspruchsvolle Stützengeometrie realisiert werden. Auch das schleifenförmige Rampenband stellte besonders im Kurvenbereich hohe geometrische Anforderungen.

Um sich ein besseres Bild von der Schalungsplanung machen zu können, erstellten die Doka-Techniker VR-fähige 3D-Modelle von allen Stützen sowie der kompletten Rampe. Mithilfe von Virtual Reality konnten Polier und Projektleiter schon im Vorfeld den späteren Schalungsaufbau 1:1 virtuell betrachten. "Das war großartig, so hatten wir Schalungsplanung bisher noch nie betrachtet. Da bekommt man gleich ein ganz anderes Gefühl für die Baustelle", sind sich die beiden einig. Auch planungstechnisch erreiche man so ein ganz anderes Niveau. So zeigte sich beispielsweise im Rundungsbereich der Rampe, dass die ursprünglich angedachte Variante, diesen Bereich mit Stützen und einem Belagbausatz zu schalen, mit einem hohen zeitlichen Aufwand für die Einmessung auf der Baustelle verbunden gewesen wäre. Doka schlug stattdessen eine horizontale Plattform aus Tischen vor, auf die die formgebenden, vorgefertigten Kästen gesetzt werden. Das bedeutete zwar einen höheren Fertigungsaufwand im Vorfeld, dafür konnte auf der Baustelle selbst viel Zeit gespart werden. "Mit der Visualisierung konnte ich beide Optionen miteinander vergleichen", so der Polier. Er entschied sich daraufhin für die Variante mit den vorgefertigten Kästen.

Anhand der Visualisierung konnten Dokas Ingenieure zusammen mit den Tragwerksplanern außerdem die Planung für die dreiarmige Stütze optimieren. In der ursprünglichen Planung hätte sich aufgrund der Senken eventuell Regenwasser auf dem Dachprofil sammeln können. Um dies zu vermeiden, schlug man eine leicht veränderte Stützengeometrie vor, die dann auch umgesetzt wurde.

Das Rampenband überbrückt 7 m Höhenunterschied zwischen der neuen Brücke und dem Boden und verläuft in Schleifenform. Es wird von sechs zweiarmigen sowie einer dreiarmigen Stütze getragen, wobei sich alle Arme nach oben verjüngen. Die zweiarmigen Stützen ähneln in ihrer Form einem Y, haben jedoch unterschiedliche Geometrien: Je nach Position in Nähe zur Brücke oder zum Kurvenbereich variiert die Länge beider Arme. Bezüglich des Schalungsmaterials empfahl Doka auf Basis der 3D-Modelle eine Sonderschalung, deren Traggerüst die Trägerschalungen FF20 und Top 50 bilden. Auf eine Stellwand aus FF20-Elementen, die als Bezugswand dient und der Firma Mayerhofer bereits als Bestandsmaterial vorlag, wurden passgenau Formholzkästen für den einmaligen Einsatz montiert. Diese wurden von Doka ebenfalls in 3D geplant und CNC-gefräst. Formhölzer für Bereiche mit überschnittenen Ecken wurden per Wasserstrahlverfahren hergestellt. Für die Ausformung der zweiten Stützenachse kam die Trägerschalung Top 50 zum Einsatz, auf die ebenfalls Formholzkästen montiert wurden. Nach dem Einbringen der Bewehrung kam als Schließschalung erneut die FF20 mit Formholzkästen zum Einsatz. "Die vorgefertigten Formholzkästen hatten gleich drei Vorteile", erklärt der Projektleiter von Mayerhofer: "Da sie bereits fertig vormontiert auf die Baustelle kamen, hatten wir sie vergleichsweise schnell aufgestellt. Sie waren zudem sehr einfach in der Handhabung. Durch die Schalungsstöße der millimetergenau hergestellten Kästen bekamen wir außerdem ein sauberes Fugenbild im geforderten SB2."

Planerisch besonders anspruchsvoll war auch der Kurvenbereich der Rampe inklusive der Dreiarmstütze. Doka erarbeitete eine Schalungslösung, bei der für den gesamten Rundungsbereich eine Plattform aus acht Dokamatic-Tischen (je 2,5 x 4 m) montiert wurde, wobei die anfallenden Lasten über ein Staxo 100 Traggerüst abgeleitet werden, das speziell für große Unterstellungshöhen und hohe Lasten geeignet ist. Auf die Deckentische wurden sieben Formholzkästen wie Tortenstücke miteinander gekoppelt und verschraubt. Zur Absturzsicherung wurden die Plattform sowie die gesamte Rampe an allen Seiten mit Komponenten des Seitenschutzsystems XP abgesichert.

Mittlerweile sind sowohl das Rampenband als auch alle dazugehörigen Stützen sowie eine V-förmige Treppenstütze fertig betoniert. Aktuell laufen bereits die Vorbereitungen für die Schalungsarbeiten an der noch etwas komplexeren, spiralförmigen Zugangsrampe Nord, wieder in Zusammenarbeit von Mayerhofer mit Doka. "Ausschlaggebend für die weitere Beauftragung der Doka war für uns zum einen die professionelle Abwicklung der Rampe Süd", so Geschäftsführer Christian Mayerhofer. "Zum anderen fühlten wir uns sehr gut beraten und betreut." So hätten sich die Doka-Techniker immer die Zeit für konstruktive Baustellen-Meetings genommen. Auch hätten sich die Mitarbeiter umsichtig um die Abstimmung mit den verschiedenen Schnittstellen gekümmert.

Ende 2020 soll der Arnulfsteg fertig sein.

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe Allgemeine Bauzeitung 47/2019.

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