Integration von Drohnenbefliegungen in die BIM-Methodik beim Ausbau des Autobahndreiecks Köln-Heumar

Das Autobahndreieck Köln-Heumar ist Teil des Kölner Autobahnrings und verbindet die A 3, A 4 und A 59. Aufgrund der Lage im Kölner Stadtgebiet und der Nähe zum Flughafen Köln/Bonn, sowie einer Verkehrsstärke von etwa 220.000 Kfz pro Tag, zählt es zu den höchst belasteten Autobahnknotenpunkten in Europa. Auftraggeber des Gesamtprojektes ist die DEGES. Das Gesamtprojekt Autobahndreieck Heumar teilt sich in die zwei Teilprojekte AD Heumar, welches sich aktuell in der Planung, und Rampe A 4, welche sich aktuell in der Ausführung befindet, auf. Das Teilprojekt Rampe A 4 kann wiederum in die drei Baulose:

•          Ersatzneubau des Brückenbauwerks Frankfurter Straße/B 8 über die A 4
•          Überflieger Rampe A 4 Fahrtrichtung Aachen/ Oberhausen
•          Ersatzneubau der Brückenbauwerke der A 3 über die KVB (Stadtbahn)

unterteilt werden. Aufgrund der Lage und der Belastungsstärke erfolgen die Umbaumaßnahmen unter laufendem Betrieb. Der Verantwortungsbereich der Bauoberleitung und Bauüberwachung umfasst alle drei Baulose des Teilprojektes Rampe A 4 und wird für dieses Teilprojekt von der Ingenieurgemeinschaft bestehend aus KREBS+KIEFER, Schüßler-Plan und Sweco übernommen.

Das Gesamtprojekt AD Heumar wird mithilfe der BIM-Methodik umgesetzt. Dabei wurde bereits für das Teilprojekt Rampe A 4 für die Entwurfsplanung die BIM-Methodik verwendet und nun in der Ausführungsphase fortgesetzt.

Folgende Anwendungsfälle sind in der Ausführungsphase bearbeitet:
•          Baufortschrittskontrolle (AwF 140)
•          Abrechnung von Bauleistungen (AwF 160)
•          Abnahme- und Mängelmanagement (AwF 170)
•          Projekt- und Bauwerksdokumentation (AwF 190)

Bei dem Teilprojekt Rampe A 4 findet in einem Pilotprojekt zwischen der BOL/BÜ und der DEGES eine ein- bis zweiwöchentliche Drohnenbefliegung der gesamten Maßnahme statt. Hierbei nimmt die Drohne mittels einer Kamera georeferenzierte Fotos der Baustelle auf. Durch ein sogenanntes RTK­-Modul kann sich die Drohne mit Funkmasten verbinden und dadurch eine genaue Positionierung seiner Lage vornehmen. Die aufgenommenen Fotos werden anschließend mittels Photogrammmetrie zu einer Punktwolke und einem 3D-­Mesh umgewandelt. Durch das RTK-Modul und die im gesamten Baufeld verteilten Messpunkte kann eine Genauigkeit von bis zu 2 cm erreicht werden. Die Punktwolke und das 3D-­Mesh werden über eine Cloud mit einem integrierten Viewer im Webbrowser zur Verfügung gestellt. Weiterhin wird das 3D­-Mesh in das Koordinationsmodell integriert, sodass die aktuelle Ausführungsplanung und der aktuelle Ausführungsstand innerhalb eines Modells verwendet werden können.

Die Nutzungsmöglichkeiten der Drohnenbefliegung sind vielfältig. Eine Möglichkeit ist die klassische Bauüberwachung, bei der mittels der Drohnenaufnahmen auf eine sehr einfache Weise der wöchentliche Baufortschritt kontrolliert und dokumentiert werden kann. Einzelne Wochen können verglichen werden und mittels des Online­Viewers ist zudem ein direkter Vergleich zweier Stände nebeneinander möglich. Hierbei kann man sich frei durch das Drohnenmodell bewegen während sich das Vergleichsmodell an der gleichen Position mitbewegt.

Außerdem kann die Drohnenbefliegung für Besprechungen und Klärungen von aktuellen Problemstellungen genutzt werden. Es kann zum Beispiel während der Baubesprechung das 3D-Mesh über den Webbrowser geöffnet und per Videokonferenz für alle geteilt werden. Die aktuellen Stände der Arbeiten werden dann direkt am 3D-­Mesh visualisiert, sodass alle Beteiligten den aktuellen Stand einsehen können. Des Weiteren ist das Messen von Koordinaten, Länge, Flächen und Volumen im Viewer möglich. Durch die Integration des Meshes in das Koordinationsmodell kann außerdem gleichzeitig die Ausführungsplanung eingeblendet werden.

Die Einbindung von Drohnentechnologie in das BIM-gestützte Pilotprojekt Autobahndreieck Köln-Heumar hat in der Vergangenheit deutlich gezeigt, dass die Anwendung von Drohnen zu einer gesteigerten Effizienz, Präzision und Sicherheit in der Ausführungsphase des Projekts geführt hat.