Eine der großen Herausforderungen bei der Überführung der Hafenbahn beim Projekt Rheintunnel Osttangente in Basel sind die komplexen geometrischen Kunstbauten. Doch das 3D-Modell erleichtert vieles, wie Projektleiter Larsen Szulerski bei der Rapp AG berichtet (Abb. 1).
Zur Entlastung der chronisch verstopften Basler Stadtautobahn soll ein neuer Tunnel gebaut werden: Die neue Verbindung zwischen den Verzweigungen Hagnau und Wiese kostet rund 2,36 Milliarden Franken und soll ab 2029 realisiert werden. Die Bauzeit ist mit rund 10 Jahren veranschlagt. Der effektive Baubeginn hängt von der Priorisierung der Erweiterungsprojekte durch das Parlament im Rahmen des strategischen Entwicklungsprogramms (STEP) Nationalstraße 2022 sowie von der Dauer des Bewilligungsverfahrens ab.
Der Rheintunnel umfasst je Fahrtrichtung eine zweispurige Röhre: Die in SchweizFahrtrichtung Frankreich/Deutschland beginnt beim Anschluss Birsfelden und endet nördlich des Badischen Bahnhofs. Dort schließen die Fahrstreifen an die bestehenden Brückenbauwerke an. Von der Fahrtrichtung Frankreich her wird die Ausfahrt Klybeck als Anschluss für den Rheintunnel genutzt. Von Deutschland her wird eine neue Ausfahrtsrampe an der bestehenden Grenzbrücke gebaut. Dank der neuen Verbindung kann das städtische Straßennetz entlastet und die Verkehrssicherheit erhöht werden. Das Projekt sieht zudem vor, den Lärmschutz mit schallabsorbierenden Verkleidungen und einem lärmarmen Belag zu verbessern.
Komplexe geometrische Kunstbauten
Die Rapp AG ist Mitglied der Ingenieurgemeinschaft Basilea (Partner: Gruner AG, movIng AG, Bänziger Partner AG) und bearbeitet, im Auftrag des Bundesamtes für Straßen ASTRA, einen Großteil der Kunstbauten vor den Tunnelportalen. Wie Larsen Szulerski, Teamleiter konstruktiver Tiefbau/Kunstbauten und Projektleiter bei Rapp erklärt, ist die Aufgabenstellung aus mehreren Gründen äußerst komplex: "Die neuen Kunstbauten und die heute bestehenden Straßenführungen liegen in bis zu vier Ebenen übereinander. Um räumliche Dimensionen erkennen zu können, ist unser 3D-Modell von großem Nutzen, um räumliche Kollisionen erkennen zu können." Dazu kommen die komplexen geometrischen Formen der Baukörper, die in allen Richtungen unregelmäßige Formen aufweisen. "Dank Allplan Bridge können wir auch diese innerhalb des dynamischen Planungsprozesses effizient bearbeiten", ist Szulerski überzeugt.
Bearbeitung der Überführung Hafenbahn
Seit 2018 arbeitet die Rapp AG mit der Software von ALLPLAN, beispielsweise in der Überführung der Hafenbahn. Diese ist eine dreifeldrige Brücke von rund 80 Meter Länge mit einem in Längsrichtung vorgespannten Trogquerschnitt (Abb. 2). Im Grundriss überquert das Bauwerk sehr schleifend die neue Fahrbahn in Richtung Rheintunnel. Daran angrenzend folgen Stützmauern mit komplexen geometrischen Formen. Fundiert ist die Überführung auf Bohrpfählen, deren Herstellung sich alles andere als einfach gestalten, wie Florian Burk, Projektingenieur bei Rapp, erklärt. Die Unterbauten werden zum Teil unmittelbar neben einer in Betrieb stehenden Gleisstrecke innerhalb einer ca. 10 Meter tiefen Baugrube hergestellt. Im Bauablauf ist vorgesehen, die neue Brückenplatte neben der in Betrieb stehenden Bahnbrücke zu erstellen und diese während einer viermonatigen Sperrung des Bahnbetriebs mit einem Querverschub an ihre definitive Lage zu bringen.
3D-Modelle erleichtern den Planungsprozess
Mit Allplan Bridge wird dieses Brückenprojekt zusammen mit den angrenzenden Stützmauern in 3D modelliert. Bereits in der frühen Phase der Ausführungsplanung wies das Modell einen hohen Detaillierungsgrad auf. "Eine der großen Herausforderungen sind die komplexen geometrischen Formen: Die Trogform der Brücke geht in die Stützmauer über und deren Linie läuft dann im Portalbauwerk des Tunnels aus", erläutert Florian Burk.
Doch das 3D-Modell erleichtert vieles, wie Teamleiter Larsen Szulerski aufzählt: "Die Eigenkontrolle, das Erkennen von Kollisionen, das Generieren von Schnitten an jeder gewünschten Stelle und die Möglichkeit zur realistischen Visualisierung sind sofort ersichtlich." Anpassungen erfolgen automatisch.
Dazu kommen noch weitere Vorteile von Allplan Bridge, wie der CAD-Konstrukteur Sebastian Kunz von Rapp erklärt: "Dank dem parametrischen Modell sind Änderungen, wie in derartigen Projekten üblich, schnell und effizient erledigt. Die Änderung muss nur an einer Stelle vorgenommen werden, in der Folge werden alle damit verknüpften Elemente automatisch angepasst. Und hilfreich war auch, die Baugruben in Allplan Bridge abbilden zu können."
Der CAD-Konstrukteur ist Mitglied der "Spurgruppe". Die Aufgabe der Spurgruppe definiert Larsen Szulerski wie folgt: "Sie sollen uns als Team in der Nutzung der Software weiterbringen, indem sie aktuelle Themen aufspüren, sich mit den Neuerungen der aktuellen Versionen beschäftigen und die Erkenntnisse daraus allen weitergeben." Doch eine Sache forderte Sebastian Kunz speziell heraus: die Modellierung eines Körpers an zwei Kanten. "Da ging es um die Modellierung der Stützmauer, deren Fundamente (untere Kante) sich an der Straßentrassierung orientieren und deren Wandkopf (obere Kante) am oben liegenden Gelände", erklärt der CAD-Konstrukteur.
Die Daten der Trassenplanung, welche ein Partnerbüro der Ingenieurgemeinschaft Basilea bearbeitet, wurden soweit möglich in das Modell eingelesen und wo notwendig noch ergänzt. Larsen Szulerski ist mit dem bisher Erreichten mehr als zufrieden: "Wir stehen seit zwei Jahren in einem laufenden Lernprozess und freuen uns über jeden Fortschritt. Dieser lässt sich nicht nur über eine bessere Effizienz messen, sondern viel mehr an den neuen Möglichkeiten, die letztendlich zu einer höheren Qualität unserer Arbeit führen. Auf diesem Weg müssen wir aber den Mut und die Offenheit haben, Neues auszuprobieren. Nur so können wir uns weiterentwickeln."
