Bild 1: Der neue Kreisverkehr in Bubikon bindet das Gewerbegebiet direkt an die Kantonsstraße an (Foto: Patrick Usseglio / ellaciao GmbH)

Im zürcherischen Bubikon sollte der Schwerverkehr aus dem Wohnquartier der Höslistraße herausgenommen und das Gewerbegebiet direkt an die kantonale Dürntnerstraße angebunden werden. Hierfür entstand ein neuer Kreisverkehr. Das Unternehmen B3 erhielt 2021 den Planungsauftrag und bearbeitete das Projekt modellbasiert bis in die Realisierung. Nach Abschluss der Vorprojektphase und mit dem Start des Bauprojekts wechselte das Ingenieurbüro die Planungssoftware und setzte fortan die Straßenplanungssoftware von ProVI ein.

Ein Blick auf die Bordsteine
Ob ein Kreisverkehr funktioniert, lässt sich nach der Inbetriebnahme auch an den Bordsteinen ablesen. Sind die Radien, Ein- und Ausfahrten sowie die Kreisinsel korrekt geplant und funktioniert die Befahrbarkeit? Wie Dario Bossi, Projektleiter Tiefbau bei B3, feststellt, sei bislang noch kein Stein überfahren worden und nichts sei defekt. Interessant wird diese Aussage zudem durch den Sachverhalt, dass auf dieser Baustelle die Ausführung weitgehend ohne klassische Pläne auskam. Das Unternehmen arbeitete im Wesentlichen mit Modellen, die sämtliche Projektdaten enthielten, einschließlich der 3D-Absteckungsdaten. Diese wurden im Zusammenhang mit Modellen bisher kaum verwendet. Bis zum Vorliegen der fertigen Modelle lagen vier Jahre Projektarbeit, ein Softwarewechsel bei laufender Planung und erheblicher Aufwand für die Aufbereitung bestehender Leitungen.

Warum ausgerechnet ein Kreisverkehr
Ausgangspunkt war ein Verkehrsproblem. Die Gemeinde Bubikon verfolgte das Ziel, das Wohnquartier der Höslistrasse vom Schwerverkehr zu befreien und das Gewerbe direkt an die Kantonsstraße anzubinden. Eine Variantenuntersuchung ergab als besten Lösungsansatz den Kreisverkehr im Bereich der bestehenden Einmündung der Wändhüslenstrasse. Die Bushaltestellen und Fußgängerführung wurden ebenfalls angepasst. Die Anregung, modellbasiert zu arbeiten, kam dabei nicht vom Auftraggeber, sondern vom Planer selbst: B3 erwirkte beim verantwortlichen Tiefbauamt des Kantons Zürich, das Projekt mit der BIM-Methode umsetzen zu können. Daraus wurde ein BIM-Pilotprojekt. Die erforderlichen BIM-Dokumente entstanden in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich BIM des Kantons Zürich Baudirektion Tiefbau.
Mit einer geraden Straße wäre es laut Bossi wahrscheinlich einfacher gewesen. Anspruchsvoll war insbesondere der zusätzliche Anschluss der Höslistrasse über ein ehemaliges Deponiegelände. Für die Planung bedeutete dies konkret, alle Anschlüsse trotz komplizierter Geometrie normgemäß zu planen, die Verkehrssicherheit zu gewährleisten und die Schleppkurven der verschiedenen Fahrzeuge zu prüfen.  Zugleich musste die Erschließung des Industriegebiets während der gesamten Bauzeit aufrechterhalten bleiben.

Bild 2: Straßenbaumodell des Kreisverkehrs in Bubikon mit den verschiedenen Anschlüssen (Quelle: B3)

Der Wechsel mitten im Projekt
Gewisse Erfahrungen mit der 3D-Projektbearbeitung hatte das Ingenieurbüro bereits aus einem früheren Projekt. Dort mussten die Objekte noch einzeln modelliert werden. Insbesondere die Höhenplanung war dabei sehr aufwendig. Außerdem wurden zwei CAD-Programme parallel angewendet; eines für Straßenbau, eines für Leitungsplanung.

In Bubikon ließ sich der Kreisverkehr mit den vorhandenen CAD-Programmen nicht ausreichend konstruieren und anpassen. B3 wechselte deshalb bei laufender Planung zur Infrastrukturlösung ProVI. Vorausgegangen waren Evaluation, Testlizenzen und Gespräche mit verschiedenen Softwareherstellern. Geprüft wurde das Programm hinsichtlich seiner technischen Eignung für Strecken- und Flächenbauwerke, der Modellausgabe sowie des Supports. B3 brauchte ein CAD-Programm, das aus demselben Rohling Pläne und Modell erstellen kann, statt erst Pläne erstellen und später noch modellieren zu müssen.

Auf die Schulung des B3-Teams im August 2024 folgten im Oktober die Fertigstellung und Einreichung des vollständig attributierten Modells, bevor im März 2025 die Bauausführung begann. Die Einarbeitung fand direkt am Projekt statt. Bei Problemen stellte B3 Dateien dem Support von ProVI zu und erhielt meist noch am selben oder am folgenden Tag eine Lösung.

Zum Einsatz kamen Editoren für Trasse, Knoten und Platzgeometrien, welche sich miteinander kombinieren lassen. Wenn Geometrien angepasst werden, werden die zugehörigen Elemente entsprechend mitgeführt. Für Anpassungen an Geometrie, Höhe oder Dimensionen seien laut dem Ingenieurbüro in „ProVI Straße“ teils nur zwei oder drei Schritte nötig gewesen. Im Vergleich dazu waren bei anderen Programmen fünf oder sechs Schritte mehr erforderlich. 

Vom Bestand zur modellbasierten Ausschreibung

Bild 3: Die Bestandsleitungen wurden für die modellbasierte Planung räumlich abgebildet. Für bestehende Leitungen mussten fehlende Tiefeninformationen ergänzt werden (Quelle: B3)

Der größte Zeitaufwand bei der Projektierung entstand nicht durch die Neubauelemente, sondern durch die Bestandsaufbereitung. Oberflächen ließen sich über die amtliche Vermessung beschaffen. Bestehende Versorgungs- und Entsorgungsleitungen waren zwar eingemessen, in den vorhandenen 2D-Unterlagen fehlten jedoch die für das Modell benötigten Höhen- bzw. Tiefeninformationen. Für Bubikon musste daher jeder Leitung, deren Lage bekannt war, eine Tiefe zugeordnet werden. 

Auf dieser Grundlage entstand die Ausschreibung direkt aus dem Modell und den zugehörigen Datenblättern. Damit das in der Schweiz so funktioniert, brauchte jedes Bauteil eine Position aus dem Normenpositionenkatalog (NPK). So waren z. B. für das Liefern und Versetzen eines Bordsteins getrennte Positionen mit eigenen Nummern notwendig. Diese Zuordnung wurde manuell vorgenommen, Element für Element, parallel zur Einarbeitung in die neue Software.

Die Mengen für die Ausschreibung wurden ebenfalls aus dem Modell ermittelt. Aufgrund der 3D-Modellierung und der daraus abgeleiteten Mengenermittlung ergeben sich keine Mengenreserven. Dies musste bei der Ermittlung der Kosten berücksichtigt werden. Nicht dreidimensional abbildbare Informationen verknüpfte das Team als PDF-Factsheet mit dem Modellelement, ohne dass Attribute verloren gingen.

Die Gewerke mussten mitziehen
Bei einer gemeinsamen Besprechung mit den Gewerken war die Stimmung bzgl. der Anwendung der BIM-Methode zunächst verhalten. Die meisten Beteiligten ließen sich schließlich doch auf die Bearbeitung mit Modellen ein. Für sie zog vor allem ein praktisches Argument: Am Modell ist schneller sichtbar, wo ein Problem vorliegt.

Eine zwingende Voraussetzung für die Projektbearbeitung mit mehreren Beteiligten ist eine gemeinsame Austauschplattform. B3 nutzt dafür seine eigene Softwarelösung „buildagil“, worin Modelle, Aufgaben und Kommunikation zusammen bearbeitet werden können.

Auf der Baustelle: Absteckungsdaten statt Planrolle

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Bild 4 + 5: Vom Modell in die Realität: die geplante Geometrie des Kreisverkehrs und der ausgeführte Straßenraum aus der Vogelperspektive (Quelle   Bild 4: B3 / Bild 5: Patrick Usseglio / ellaciao GmbH)

Dass die Ausführung ohne klassische Plansätze funktionieren konnte, war kein Zufall. Erfahrungen mit modellbasierter Bauausführung gehörten zu den Anforderungen an den Auftragnehmer. Vor Baubeginn stimmten sich die Beteiligten in einem Initialisierungsworkshop ab. Es wurde festgelegt, welche Daten in welcher Form benötigt werden. B3 gab diese mit ProVI aus und stellte u. a. DWG- und DXF-Daten bereit, aus denen die Daten für GPS, Tachymeter, Absteckung und Maschinensteuerung erzeugt wurden. Die ausgegebenen Absteckungsdaten konnten anschließend mit dem 3D-Modell abgeglichen und auf Übereinstimmung geprüft werden.
Für die Bauleitung änderte sich beim Arbeiten mit Modellen vor allem eins: Auftretende Probleme wurden sichtbar. Kreuzende Leitungen in unterschiedlichen Tiefen sind im 2D-Plan schwieriger zu beurteilen. Konflikte, die früher erst am Tag der Aufgrabung auftauchten, ließen sich jetzt frühzeitig erkennen und lösen. Während der Ausführung wurden nach Schätzungen gegenüber dem ursprünglichen Modell noch etwa zwei bis drei Prozent geändert. 

Was aus dem Projekt bleibt
Für die B3 ist der Kreisverkehr zwar ein abgeschlossenes Bauwerk, dient aber gleichzeitig als solide Grundlage für weitere BIM-Projekte. Im Zuge des BIM-Pilotprojekts baute das Ingenieurbüro einen Standard für die Bearbeitung von Tiefbauprojekten des Kantons Zürich auf und entwickelt diesen weiter. Ein Beispiel: Richtlinien für Bordsteine unterscheiden sich von Kanton zu Kanton. Anstatt solche Vorgaben jedes Mal neu zu konstruieren, kann der Konstrukteur mit der ProVI-Software den Querschnitt samt Fundament in eine Bibliothek übernehmen und jederzeit wieder abrufen.
In der Schlussphase kehrten die Daten von der Baustelle wieder zurück zum Ingenieur: Im Sinne von Field to BIM und dem Ziel der „Durchgängigkeit der digitalen Daten“ wurden Informationen von der Baustelle in das Modell übernommen und so dem Bauherr übergeben.

Weitere Informationen
Fortis PR OHG
D-82166 Gräfelfing
www.fortispr.org

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