Digitaler Zwilling und automatisierter Entwurf: Das neue Viadukt über den Polcevera

• Am 14. August 2018 stürzte in Genua, Italien, ein Abschnitt der Morandi-Brücke über dem Fluss Polcevera ein.
• Bei der Tragödie kamen 43 Menschen ums Leben, 600 wurden obdachlos, und eine wichtige Verkehrsverbindung zwischen Italien und Frankreich sowie zwischen der Region und dem Hafen wurde unterbrochen.
• Die lokalen Behörden beauftragten Italferr, ein Unternehmen, das über 30-jährige Erfahrung im Brückenbau hat, mit dem Bau einer neuen Brücke unter Einhaltung eines engen Zeitplans von drei Monaten.
• Das Unternehmen automatisierte Entwurfsmethoden und ermittelte kritische Momente beim Bau innerhalb der Anwendungen für digitale Zwillinge im 4D-Bereich von Bentley Systems, um somit den Neubau einer eingestürzten Brücke zu beschleunigen.

Am 14. August 2018 stürzte in Genua der westliche der drei Pylone der Morandi-Brücke über den Polcevera ein und riss ein 250 Meter langes Stück Fahrbahn mit sich. Bei der Tragödie kamen 43 Menschen ums Leben, 600 wurden obdachlos, und eine wichtige Verkehrsverbindung zwischen Italien und Frankreich sowie zwischen der Region und dem örtlichen Flughafen wurde unterbrochen. Es galt daher, die Brücke so schnell wie möglich wieder aufzubauen, um die Lebensqualität in dieser Region wieder zu verbessern. Um langfristige wirtschaftliche und kulturelle Auswirkungen auf die Region zu vermeiden, beauftragten die lokalen Behörden Italferr, ein Unternehmen, das über 30-jährige Erfahrung im Brückenbau hat, mit dem Bau einer neuen Brücke unter Einhaltung eines engen Zeitplans von drei Monaten.

Digitaler Zwilling mit detaillierten Projektdaten

Italferr richtete eine offene, vernetzte Datenumgebung ein. Somit konnte das Unternehmen den multidisziplinären Datenfluss verwalten und klare Arbeitsmethoden etablieren, wobei die Zusammenarbeit im Vordergrund stand. Italferr definierte Standards, Vorlagen und grundlegende Kriterien, um einen digitalen Zwilling zu schaffen und zu kuratieren, einschließlich der Informationen in dem Modell, das die Grundlage für Bau, Betrieb und Planung bildete. Die rechnergestützte Modellierung mit einem minimierten Satz an Informationen – einschließlich Identifikationscodes für den Projektstrukturplan (Work Breakdown Structure, WBS), Baumaterialien und Abmessungen – ermöglichte es dem Team, 4D-Skripte für die Optimierung und Automatisierung von Prozessen zu erstellen, die zuvor manuell ausgeführt werden mussten.

Erstellung von Skripten zur Prozessautomatisierung

Italferr nutzte ProjectWise für eine offene, vernetzte Datenumgebung zu schaffen und eine Single Source of Truth, auch für den Fall, dass die Planungsspezialisten den Entwurf schnell aktualisierten. Das Unternehmen erstellte einen Entwurf für die gesamte Infrastruktur über MicroStation, OpenRoads und OpenBuildings Designer, mit denen Visualisierungen für Layout, Bauarbeiten und Systeme bereitgestellt werden. Italferr erstellte Skripte in Synchro, um Prozesse zu automatisieren und die 4D-Entwurfsentwicklung anzuzeigen. Ein weiterer Satz von Skripten innerhalb von OpenBuildings Designer ermöglichte es den Planern, automatisch Membranen auf dem Hauptmetalldeck des Projekts zu platzieren.

Integration von Entwurfsverbesserungen und Solarenergie

Durch die Einbeziehung einer detaillierten Dokumentation in den digitalen Zwilling und die Verwendung der 4D-Visualisierung zur Bestimmung wichtiger Baumeilensteine erstellte Italferr ein Dokument zur Verwendung während der gesamten Entwicklung und half bei der Festlegung und Straffung des Bauzeitplans. Durch die Schaffung effizienter Betriebsmethoden innerhalb einer BIM-Umgebung konnte Italferr die Planungskosten senken, Planungsentscheidungen beschleunigen, die Genauigkeit erhöhen und die Kommunikation im multidisziplinären Team verbessern. Dabei hielten die Planer nicht nur die Frist ein. Sie arbeiteten vielmehr auch eine Reihe von Verbesserungen zur Stärkung der Brücke aus, um eine weitere Katastrophe zu verhindern, die das Leben in der Stadt langfristig beeinträchtigen könnte. Darüber hinaus wurden eine Solaranlage mit einer Kapazität von 197 Kilowattstunden sowie ein 150-Kilowattstunden-Akku eingebaut, um den Betrieb der Brückenbeleuchtung sicherzustellen und gleichzeitig den Bedarf an externen Stromquellen um 95 Prozent zu reduzieren. Die neue Brücke über den Polcevera wurde 2020 unter dem Namen „Genova San Giorgio“ eröffnet. (anm)

Die Autorin, Amy Heffner, ist Director, Product Marketing bei Bentley Systems.

Projektspezifisches Playbook: Descartes, gINT, iModel.js, LumenRT, MicroStation, Navigator, OpenBuildings Designer, OpenRoads, ProjectWise, Synchro

Ergebnis/Fakten:

2018 stürzte ein 250 Meter langer Abschnitt der Morandi-Brücke über den Polcevera in Genua ein, wodurch eine essenzielle Verkehrsverbindung unterbrochen wurde.
Italferr übernahm den Wiederaufbau der Brücke, die jetzt den Namen Genova San Giorgio trägt, mit einer Reihe von Verbesserungen, um eine weitere Katastrophe zu verhindern, die das Leben in der Stadt nachhaltig beeinträchtigen könnte.
Ein Solarenergiesystem mit einer Speicherbatterie wird die Beleuchtung der Brücke mit Strom versorgen und den Bedarf an externen Stromquellen um 95 Prozent senken.

„Die in diesem Projekt verwendete BIM-Methodik folgt dem Ansatz des digitalen Zwillings. Die Einsichten und Erkenntnisse, die wir dadurch erhielten, ermöglichten es uns, die Art und Weise, wie wir mit der Planung und der Verwaltung von Infrastrukturarbeiten umgehen, erheblich zu verändern.“

Daniela Aprea, Project Engineer – BIM Manager, Italferr S.p.A.

Bild oben: Neues Viadukt über den Polcevera: Italferr übernahm den Wiederaufbau der Brücke, die jetzt den Namen Genova San Giorgio trägt, mit einer Reihe von Verbesserungen zur Stärkung der Brücke, um eine weitere Katastrophe zu verhindern, die das Leben in der Stadt langfristig beeinträchtigen könnte. Bildgenehmigung durch Italferr S.p.A.

Weitere Informationen: https://www.bentley.com/de

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