4 Wege, wie parametrisches Design die Straßenmodellierung beschleunigt

Gastbeitrag von Michael Grad, Product Owner Road bei ALLPLAN

Straßenentwurf und Geländemodellierung gehen Hand in Hand. Der Entwurf in 2D ist jedoch mit vielen Herausforderungen verbunden, die oft zu Zeitverlusten durch Nacharbeit führen. In Kombination mit den unterschiedlichen Anforderungen vieler verschiedener Projektbeteiligter kann es vorkommen, dass Straßen- und Infrastrukturingenieure ein und dasselbe Projekt mehrmals von Grund auf neu entwerfen müssen. Mit einer parametrischen Softwarelösung für die Straßenmodellierung sind Straßenentwurf und Geländemodellierung einfacher und effizienter, so dass sich Nacharbeiten vermeiden lassen. In diesem Beitrag stelle ich vier Möglichkeiten vor, wie die parametrische Straßenmodellierung den Entwurfsprozess für Straßen beschleunigt.

Viele Straßenbauingenieure werden mit dem folgenden Szenario vertraut sein: Sie möchten auf die Geländedaten zugreifen, aber die Vermessung enthält möglicherweise zu viele Informationen, als dass man damit arbeiten könnte. Erst wenn das Geländemodell verfügbar ist, lassen sich die ersten Entwürfe für die Straßenachsen erstellen. Danach werden die Standardquerschnitte für die Straße festgelegt. Während des gesamten Entwurfsprozesses können mehrere Änderungen an der Trasse, den Querschnitten und anderen Merkmalen erforderlich sein, was viel Zeit in Anspruch nimmt.

Mit der parametrischen Straßenmodellierungssoftware von ALLPLAN lassen sich diese Anpassungen schneller und einfacher vornehmen, indem Parameter definiert werden, die jederzeit während des Entwurfsprozesses aktualisiert werden können. Änderungen lassen sich innerhalb von Sekunden vornehmen, da der Entwurf nicht von Grund auf neu modelliert werden muss.

Oft ist es sehr schwierig, große Punktwolken aus einer Geländevermessung zu verarbeiten und darzustellen. Mit dem neuen Geländemodellierungsansatz können mehrere Millionen Punkte verarbeitet werden, um die importierten Flächen besser zu visualisieren. So lassen sich zum Beispiel sehr dichte Geländenetze auf eine weniger dichte Oberfläche reduzieren oder auf die gewünschten Geländeausdehnungen trimmen. Trotz dieser Vereinfachungen der Oberfläche wird die Genauigkeit der nachfolgenden Berechnungen nicht beeinträchtigt und alle Daten bleiben erhalten. Die Oberfläche kann auch durch die Definition von Bruchkanten angepasst werden.

Mit der Straßenentwurfslösung ist das Anlegen von Achsen sehr einfach und sie können jederzeit parametrisch verändert werden. Dazu wird separat die horizontale und vertikale Ausrichtung definiert. Sollten während des Planungsprozesses Änderungen erforderlich sein, können diese jederzeit schnell umgesetzt werden. Durch einfaches Auswählen eines Tangentenpolygonpunktes der Achsengeometrie kann die Ausrichtung angepasst werden, und das Straßenmodell wird automatisch aktualisiert.

Sobald die Geländeoberfläche und die Achsen definiert sind, kann der Straßenkörper modelliert werden. ALLPLAN verwendet einen vorlagebasierten Modellierungsansatz, der sehr flexibel ist. Die grundlegende Straßengeometrie wird mit vier Vorlagen definiert:

Die Querschnittsvorlage definiert die Anzahl der Fahrspuren, die Regelbreite, den Höhenversatz und den Aufbau der Straßenschicht.Die Unterbauvorlage definiert alle Parameter für den Unterbau.Die Straßenrand-Vorlagen werden verwendet, um alle Schultern, Gräben, Böschungen und Wände zu definieren.Die Flächenbedarfsvorlage legt die Berechnungsgrenzen für das Modell fest.

Sobald die Vorlagen erstellt sind, werden diese der Achse zugewiesen. Natürlich werden die Übergänge zwischen aufeinanderfolgenden Templates automatisch durch die Einstellung der Ein- und Auslaufstrecken erzeugt.

Bekanntermaßen kann die Geometrie eines Straßenkörpers stark variieren. Um nicht Tausende von Vorlagen für kleine Abweichungen zu haben, verfügt ALLPLAN über mehrere Detaillierungsfunktionen zur Verfeinerung der Struktur. Alle Parameter, die zuvor in den Vorlagen festgelegt wurden, können nach bestimmten Anforderungen überschrieben werden.

Manchmal muss die Straßenstruktur geändert werden, um beispielsweise an ein angrenzendes Element anzuschließen. Mit den leistungsstarken Anpassungswerkzeugen - "Limits" genannt - ist es möglich, das Modell an jedes Hilfselement anzupassen. Sobald ein lineares Element als Achse erfasst ist, kann dieses verwendet werden, um das Straßenmodell einfach in horizontaler und vertikaler Richtung auszurichten.

Dies sind nur einige der Vorteile, die der Einsatz einer parametrischen Lösung für den Straßenbau mit sich bringt. ALLPLAN bietet darüber hinaus eine Reihe weiterer zeitsparender Funktionen, wie z.B. die automatische Erstellung von Berichten und Plänen oder den Export des Modells nach Bimplus für eine nahtlose multidisziplinäre Zusammenarbeit. Der einfache und leistungsstarke Arbeitsablauf ermöglicht eine Zeitersparnis von bis zu 80 Prozent im Vergleich zu mühsamen 2D-Papier-Workflows - und mit einer kostenlosen, 30-tägigen Testversion können sich Straßenbauingenieure selbst davon überzeugen, wie viel effizienter die Planung von Autobahnen sein kann.

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