Kategorie: Brückenbau

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Brückenbau-Modul Trogbrücken – Automatisierte Planung mit Revit und Dynamo

Im letzten Jahr konnten Hendrik und ich ein komplettes Modul zur Planung von Trogbrücken-Typen der DB Netz erstellen. Dabei war die Entwicklung quasi ein Wettbewerb, ursprünglich angedacht zwischen den Software Autorensystem Autodesk Revit und Siemens Nx. Mitbewerber anderer Autorensysteme / Add-Ons wollten zwar parallel etwas ähnliches erstellen, geliefert auf Augenhöhe haben aber nur wir (Hendrik / Ich) und Siemens Nx (Team Max Bögl).

Wenn ich schreibe „auf Augenhöhe“, dann meine ich, dass selbst ein begeisterter und erfahrener Siemens-Anwender uns zugestand, dass Revit doch sehr viel mehr kann, als er vermutet hätte und am Ende beide Autorensysteme sehr eng beieinander liegen. Natürlich hat jedes System seine Vor- und Nachteile. Und wenn die Revit-Entwickler ein wenig mehr auf uns Anwender hören würden, hätten wir schon längst in allen Familien-Editoren die gleichen großartigen Werkzeuge wie in den Adaptiven Bauteilen. Außerdem könnten wir dann vielleicht auch endlich Fasen, Rundungen und dergleichen direkt erstellen und wir wären einige Limitationen los, was die Verwendung der Berichtsparameter anbelangt.

Es war in jedem Fall ein sehr spannendes Projekt, bei dem auch wir wieder dazu gelernt haben und bei dem sich wieder einmal gezeigt, hat, dass die Beherrschung der Adaptiven Bauteile im Ingenieurbau unabdingbar ist. Dynamo (Player) spielte auch ein Rolle, ist als Bindeglied zu dem von uns entwickelten User Interface hervorragend geeignet und ermöglicht uns auch die Lagegenaue Platzierung von Überbau und Widerlagern. Basis dabei ist die Gradiente (bspw. als DWG Unterlage) und die vom Konstrukteur vorgegeben Lagerachsen.

Bei unserer Lösung werden auch die relevanten Werte des Überbaus in die Widerlager geschrieben, so dass diese nicht einfach nur abgesetzt werden, sondern am Ende wirklich auf Knopfdruck lagerichtig und mit den passenden Parameter-Werten.

Hier könnt ihr das Ergebnis auch im Schnelldurchlauf sehen:

Welche Anforderungen es insgesamt gab, wie wir das ganze in einer agilen und ebenso zielgerichteten wie auch angenehmen Arbeitsweise gelöst haben, ist nachfolgend noch einmal zusammengefasst.

Wenn auch Ihr ähnliche Aufgabenstellungen habt, Hendrik und ich stehen gern zur Verfügung und würden uns freuen, Euch dabei zu unterstützen!

Ausgangssituation

Infrastruktur besser planen, bauen und betreiben

Das Ziel der Deutschen Bahn ist eindeutig und die aktuelle Lage um die bestehenden Brücken der Bahn ist es auch.

Laut einer Analyse der Deutschen Bahn und des BMVI (Bundestag, April 2020) sind bei 70% aller Bahnbrücken in Deutschland Maßnahmen erforderlich. So sind bspw. Bei 30% dieser Brücken Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich. In den kommenden 9 Jahren sind 2.000 Brücken betroffen und es wird mit Kosten in Höhe von 9 Mrd. Euro gerechnet.

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Quellennachweis

Die Erstellung dieser digitalen Bauwerksmodelle kann mit unterschiedlichen Autorensystemen erfolgen. Das Projekt sollte deshalb auch dazu dienen, die beiden Lösungen Autodesk Revit und Siemens NX bei gleicher Aufgabenstellung miteinander vergleichen und bewerten zu können.

1.    Problem

Wie erstellt man ein Brückenbau-Modul für Dickblechtrogbrücken des AG inkl. der Widerlager und verkehrstechnischen Randbedingungen, dass es dem Anwender ermöglicht, entsprechende Bauwerke einfach und effizient zu erstellen? Wie kann ein User-Interface gestaltet werden, das hilft, die Vielzahl an Parametern möglichst übersichtlich einzugeben? Wie kann es zudem so erstellt sein, dass der Auftraggeber selbst es anpassen kann, ohne auf den ursprünglichen Auftragnehmer warten / zurückgreifen zu müssen? Welche visuelle Unterstützung kann es sowohl bei der Eingabe der Parameter geben als auch bei der Änderung von Werten?

Wie kann die Einbaulage in Höhe, Schiefwinkligkeit und Neigung eingegeben bzw. geändert werden? Wie kann eine vom Ist abweichende Soll-Neigung eingegeben werden – als Neigungswert, als Höhendifferenz? Was, wenn sich die Neigung aufgrund der neuen Trassierung umkehrt? Inwieweit können unterschiedliche Flügeltypen in Relation zu dem erforderlichen Winkeln ausgewählt und gesteuert werden? Wie lassen sich Abmessungen und Werte aus dem Überbau automatisch übertragen in die Widerlager, da deren Lage und Ausprägung davon abhängig sind.

2.    Lösung

In einer agilen Arbeitsweise wurde schrittweise eine Lösung erarbeitet. Sehr wertvoll waren dabei der offene Austausch und die Zuarbeit seitens des AG. Dieses erörterte mit den Richtlinien-Autoren Fragen und Problempunkte, die sich aus der Aufgabenstellung und den wöchentlichen Sprints ergaben. Auf diese Weise konnte sehr effizient an einer praxisgerechten Umsetzung der Aufgabenstellung seitens unseres Teams gearbeitet werden.

Im Kern besteht die Lösung aus drei Bausteinen:

Baustein 1: Parametrisierte Bauteil-Familien für Überbau und Widerlager

Voll parametrisierter Überbau und Widerlager inkl. Flügel- und Vouten-Steuerung (in Rot dargestellt)
Schnittführung im Auflagerbereich parametrisiert, Steifen im Feld und im Auflagerbereich sowie Endquerträger in Ausrichtung und Lage gem. Richtlinie

Baustein 2: Drei kompakte Dynamo-Player Scripte für die Platzierung und geometrische Ausprägung der Bauteile

Baustein 3: Ein auf Excel basierendes User Interface, das die Möglichkeit bietet alle notwendigen Parameter vorzugeben

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5 unterschiedliche Flügeltypen – Abmessungen und auch Neigungen parametrisiert

3.    Ergebnis: Verkürzte Planungszeit

Der Anwender kann mit einfachen Revit Funktionen einen Lageplan verknüpfen, die Lagerachsen an den erforderlichen Stellen konstruieren und die Gradiente hinzufügen. Anschließend lässt er Überbau und Widerlager passgenau platzieren. Die geometrischen Werte trägt er im Excel User-Interface ein und überträgt diese ins Projekt mittels des zweiten Knopfdrucks im Dynamo-Player.

Erforderliche Anpassungen, sei es die Anzahl der Steifen oder die Winkel der Flügel oder Vouten, können jederzeit manuell im Projekt oder durch Veränderung der Werte in Excel.

Diese Teilautomatisierung der Entwurfsplanung verkürzt die Planungszeit von mehreren Tagen auf wenige Stunden. Am Ende entsteht ein geometrisch exaktes, digitales Abbild einer neuen Dickblechtrogbrücke.

Alle Abbildungen erstellt mit enscape
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Bauteile klassifizieren oder informieren gemäß ASB-Ing.

In meinem Vortrag beim buildingsmart Anwendertag in Düsseldorf, habe ich u.a. von der Huntebrücke berichtet. Unser Kunde rmk aus Celle hat die Brücke Aufgemessen / Laser-Gescannt und mein Kollege Hendrik Scherder hat das Bestandsmodell in Revit erstellt (Dienstleistung CLS).

https://www.strassenbau.niedersachsen.de/bim/pilotprojekte/a_29_huntebruecke/a-29-huntebruecke-174316.html

Dazu kam auch die Aufgabe, die Bauteile entsprechend zu klassifizieren / zu informieren. Insbesondere der letzte Punkt war eine Woche zuvor Thema bei einem anderen Termin in Hamburg. Seitens eines externen Beraters hieß es, dass es keine Möglichkeit gibt, beispielsweise die ASB-Ing. so vorzuhalten, dass „auf Knopfdruck“ Informationen in das ausgewählte Bauteil übertragen werden – Herausforderung angenommen 😉

Die Idee / Lösung im Termin, die sich im Nachgang als machbar erwiesen hat, beruht auf Excel und dem Classification Manager (CM) von Autodesk. Kennt Ihr nicht? Dann schaut ihn euch mal an – http://www.biminteroperabilitytools.com/

Wie funktioniert das ganze? Der CM kann zwei Parameter in Revit mit Informationen aus einer Excel-Liste füllen. Sowohl die Excel-Liste ist definierbar, als auch die Parameter, in die die Werte geschrieben werden sollen.

Im oberen Bild sieht man, dass zwei Attribute / Parameter bereits gefüllt worden sind. Anschließend kann ich einfach auf die nächste Eigenschaft wechseln und die nächsten / entsprechenden Parameter wieder füllen. Nachfolgend sieht man das am Beispiel der Schutzplanke:

Im nachfolgenden Bild seht Ihr die zugrunde liegende Excel-Liste. Hält man sich an die Instructions (Tabellen-Blatt ganz links), lassen sich recht unkompliziert eigene Codierungen, Klassifizierungen oder Bauteil-Informationen in Tabellenform vorhalten und über den CM auf die Bauteile übertragen (natürlich kann man bspw. auch die ASB-Ing. durchwälzen und die benötigten Informationen manuell im Bauteil eintippen. Aber wie spannend kann das sein und fehleranfällig ist es sicher auch).

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BAU 2019 – BIM und Infrastruktur / Brücken-Modellierungskonzepte 2019

Trefft mich und meine Kollegen auf der BAU 2019 in München. Wir sind auf dem Stand der Autodesk – Stand 419, Halle C5.

Wir zeigen Euch Infrastrukturprojekte und Entwicklungen aus unserem Haus der letzten 4 Jahre. Denn die BAU 2015 gab mit der von uns erfolgreich durchgeführten Machbarkeitsstudie für die Firma SWECO, den Startschuss für die Modellierung von Brücken mit Revit.

Seitdem ist viel passiert und gleich zu Beginn des Jahres 2019 können wir nicht nur auf meine Spline-, Lofting- und Sweeping-Methode bei der Erstellung von Brücken, Tunneln und Verkehrsstationen zurückgreifen. Mit Stolz und Dank meines Teams, haben wir zwei neue Methoden entwickelt, die:

  • Dynamo Lofting Methode
  • Dynamo Sweeping Methode

Beide Methoden ermöglichen uns, unterschiedliche Arten der Modellierung. Das heißt, wir können projektspezifisch bzw. gemäß Anforderung der Leistungsphase / AIA unsere Bauwerke erstellen.

Passend dazu, haben wir auch einen Workflow entwickelt, der das Projekt-Setup für ein Open BIM Projekt wesentlich erleichtert und der die Attributierung gem. AIA gewährleistet:



Kommt vorbei oder schreibt mir, wenn Ihr mehr erfahren wollt.

Wir freuen uns auf Euch!

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BIM4Infrastructure – Revit im Brückenbau 2.0 – Brückengeländer mit Dynamo und Standard-Familien erstellen

Einleitung

Bereits 2015, als wir das Thema BIM4Infrastructure mit der Modellierung von Brücken gem. dt. Normen 2015 als Erste begonnen haben, konnten wir mit Hilfe der adaptiven Familien unsere Schutz- und Leiteinrichtungen auf den Bauwerken platzieren. Auf der Autodesk University und auch auf der BILT (Building Infrastructure Lifecycle Transportation) Konferenz 2017 habe ich in der Vergangenheit unterschiedliche Techniken und Lösungen dazu präsentiert (PPT).

Vor kurzem habe ich Euch auf das FIT Tool von Fides aufmerksam gemacht und auch wir waren nicht untätig, was Weiterentwicklungen anbelangt. Ich möchte Euch heute in einem kurzen Teaser zeigen, was Hendrik und ich i.d. letzten Wochen in Richtung Brückengeländer gemacht haben und wie Dynamo eure Arbeitsprozesse unterstützen kann.

Innovationen CLS

Wir entwickeln gern mit / für Kunden innovative Lösungen. Anfragen dazu sind jederzeit Wilkommen (scherder@contelos.de / langwich@contelos.de) !

 

Aufgabe und Zielsetzung

Die Aufgabe bestand auch dieses Mal darin, ein Brückengeländer zu erstellen. Allerdings wollten wir uns dieses Mal nicht der Adaptiven Familien bedienen, sondern eine Lösung finden, bei der Standard- / Classic-Familien verwendet werden

  • Performance-Gewinn
  • Vereinfachung der Arbeitsabläufe / Modellierung

Dazu sollte das Geländer direkt im Projekt erstellt werden können.

Weiterhin sollten verschiedene Einstellungen im Script Anpassungen gem. BAST und Konstruktiven Erfordernissen ermöglichen. So zum Beispiel:

  • Abgreifen einer oder mehrerer Kanten als Bezugskante zur Platzierung des Geländers
  • Angabe von Versatzmaßen zur gewählten Kante
  • Angabe eines Start- und Endversatzes in der Achse (Erster / Letzter Pfosten)
  • Abstand der Pfosten / Feldbreiten
  • Autom. Ausrichtung der Pfosten zur Kante (Orthogonal)
  • Autom. Erkennung der Holmlage und Füllstablänge in Abhängigkeit von der Pfostenhöhe
  • Autom. Erstellung Fußplatte und Ausgleichsschicht (inkl. Verschneidung mit zugrunde liegender Kappe auf der das Geländer steht)

Als User-Interface wollten wir nicht nur den Dynamo-Player benutzen, sondern mit Hilfe des Data-Shapes Packages noch einen Schritt weiter gehen, um die Bedienung den Anwendern noch einfacher zu machen.

Interface

Lösung

Im Video zeigen wir, wie die Lösung und das Ergebnis aussieht. Es läuft etwas schneller ab, für die gezeigte Brücke benötigt man bzw. Dynamo ca. 8 Minuten.

 

 

Intro_2

Intro_3

Bitte habt Verständnis, dass wir natürlich nicht im Einzelnen auf die Lösung eingehen können. Neben dem Knowhow in Dynamo gehörte auch eine Menge Wissen in Bezug auf die Familien und deren Interaktion miteinander dazu.

Letzten Endes verdienen wir unser Geld damit und wer Unterstützung braucht, kann sich jederzeit gern an Hendrik, mich und unsere Kollegen wenden.