Succesvol ontwerpen en bouwen vraagt om goede communicatie en afstemming tussen alle betrokkenen. Voor het bouwconsortium BAAK, dat de A24 Blankenburgverbinding realiseert, was dit een belangrijke reden om vol in te zetten op het koppelen van planning en 3D-modellen. Dat is gedaan vanuit de overtuiging dat de kracht van visualisaties enorm groot is, en een integrale en grondige voorbereiding zorgt voor een soepel uitvoeringsproces.

“Ontwerpen in 3D is natuurlijk niet nieuw”, stelt BIM-coördinator Tommie Jacobs van BAAK. “De eindsituatie van bouwprojecten wordt al ongeveer tien jaar in driedimensionale ontwerpen weergegeven. Ook het ontwerpen in 4D, waarbij de factor tijd in het ontwerp wordt meegenomen, is niet nieuw. Wij zijn echter nog verdergegaan en hebben ervoor gekozen om niet alleen de constructies, maar ook alle tijdelijke hulpconstructies en de terreininrichting in 3D te modelleren en vervolgens al deze 3D-modellen te koppelen aan de planning. Dat doen we om samen met alle betrokken partijen tot een maakbaar ontwerp te komen.”

Leonard Tonkens, projectcoördinator civiel voor het knooppunt Rozenburg: “Door niet alleen de hoofdconstructies in 3D weer te geven, maar ook alle tijdelijke constructies en de omgeving zoals de wegfaseringen en bouwplaatsen, komen veel meer raakvlakken in beeld. We kunnen nu niet alleen heel eenvoudig zien of de constructiedelen van verschillende leveranciers goed op elkaar aansluiten en of de maatvoering klopt, maar ook of een hulpconstructie in een wegfasering past en of er ruimte is voor de bouwlogistiek. Bijkomend voordeel is dat de 3D-modellen rechtstreeks in het digitale toestel van de maatvoerder komen. Uit te zetten punten hoeft hij dus niet van de pdf-tekening te halen.”

Sterk communicatiemiddel

Jaap Brantenaar van Rijkswaterstaat GPO is enthousiast over de aanpak van BAAK: “Driedimensionale beelden die de verschillende fasen van de bouw tonen, zijn een heel sterk communicatiemiddel. De meeste mensen kunnen uit deze beelden veel meer informatie halen dan uit de voorheen gebruikelijke 2D-bouwtekeningen. Als je bijvoorbeeld wilt weten wat de grootte is van een stempel kun je dat direct bekijken. En het mooie is dat je op elke willekeurige plek een doorsnede kunt maken. Neem de Maasdeltatunnel, de geplande afzinktunnel onder het Scheur. Door de 3D-ontwerpen van de civiele constructie te combineren met die van de tunneltechnische installaties kun je bijvoorbeeld heel snel zien of iedere installatie past op de plek die ervoor is bedacht.”

‘Het mooie is dat je op elke willekeurige plek een doorsnede kunt maken’

Brantenaar wijst ook op een ander voordeel van driedimensionale afbeeldingen en animaties: “Het realiseren van dit soort complexe infrastructurele werken lukt alleen als je veel met elkaar praat en zaken goed met elkaar afstemt. Niet alleen als opdrachtgever en opdrachtnemer, maar ook als hoofdaannemer en onderaannemers. Mijn ervaring is dat afstemmen en overleggen vaak het beste gaat via plaatjes en modellen.”

Tonkens beaamt dat afstemming met 3D-afbeeldingen uitstekend werkt. Als voorbeeld noemt hij het ontwerpen van de dekken voor de viaducten voor het nieuwe knooppunt Rozenburg: “Voor het bouwen van deze dekken hebben we gebruikgemaakt van een grote hulpconstructie van Civiele technieken deBoer bv. Deze speciaal ontworpen tijdelijke tafelconstructie ligt over de A15 heen en moet in twee richtingen waterpas zijn. Nadat het eerste dek gereed was, is de hele hulpconstructie circa zestig meter verschoven en ondertussen wordt het tweede dek gebouwd.”

Tonkens: “Ontwerpen in 3D is altijd zinvol, maar zeker bij deze dekken was traditioneel ontwerpen in 2D uiterst lastig geweest. De draagbalken van de tafelconstructie liggen bijvoorbeeld niet parallel aan elkaar, omdat de A15 hier in een bocht ligt. Ook het dek van het viaduct maakt een boog en is in twee richtingen gekromd. Om dit dek te maken, is er bovenop de tafelconstructie een steigerondersteuning gebouwd, waarop de bekisting komt. Door de krommingen heeft iedere staander van deze steigerondersteuning een andere hoogte.”

Gezamenlijk ontwerpen

“Wij zijn begonnen met het in 3D ontwerpen van de tijdelijke fundering voor deze hulpconstructie”, vervolgt Tonkens. “Daarbij hebben we veel contact gehad met Civiele technieken deBoer, bijvoorbeeld over de hoogte van de fundaties en de plekken waar de jukken en fundatiepalen komen te staan.”

Joost Beumer, projectleider bij Civiele technieken deBoer bv: “Standaard hadden we iedere twee weken overleg met BAAK. Net als zij werken wij al jaren alles uit in 3D-modellen. Voorafgaand aan een overleg wisselden wij de stand van zaken in 3D uit. Hierdoor kwamen heel gericht de raakvlakken aan bod tussen de hulp- en definitieve constructies en die met de omgeving van het kunstwerk. Natuurlijk werkt deze manier van gezamenlijk ontwerpen alleen als je goede spelregels maakt. Zo hebben we vooraf afgesproken om de ontwerpen te maken op basis van standaard geografische coördinaten. Ook hebben we goede afspraken gemaakt over de scope. Daarnaast is het natuurlijk belangrijk om zelf ook altijd scherp te blijven.”

Jacobs vult aan: “Door in een vroeg stadium ontwerpen kritisch met elkaar te bespreken en regelmatig zogeheten clash-detecties uit te voeren – waarbij je de software laat controleren of er geen geometrische tegenstrijdigheden in ontwerpen zitten – kun je knelpunten en fouten in een vroeg stadium signaleren, zelfs al voordat er één schep de grond is ingegaan. Dat is een enorme winst, want een fout maken op de computer is een stuk goedkoper dan een fout op de bouwplaats.”

‘Een fout maken op de computer is een stuk goedkoper dan een fout op de bouwplaats.’

“Terwijl BAAK aan de fundering werkte, ben ik de tafelconstructie gaan ontwerpen”, licht werkvoorbereider Marloes Bon van Civiele technieken deBoer bv toe. “Toen de ontwerpen van de fundatie en de tafelconstructie gereed waren, zijn onze mensen gestart met de bouw van de hulpconstructie. Daarbij hebben de monteurs de constructie volledig opgebouwd aan de hand van het 3D-ontwerp op hun tablet. Door deze werkwijze is er een directe interactie tussen de montage en de werkvoorbereiding. Wanneer de monteurs in het veld een afwijking constateren ten opzichte van het ontwerp, maken ze een zogenaamde ’to do’ aan, die door de werkvoorbereiding kan worden uitgelezen. Vervolgens verifiëren de werkvoorbereiders de afwijking en wijzigen ze waar nodig de detaillering. Zo kunnen we heel efficiënt werken.”

Tonkens: “Bijkomende uitdaging is dat zowel de liggers van de tafelconstructie als het dek zelf tijdens de bouw zullen doorbuigen. Vooraf hebben we de mate van doorbuiging nauwkeurig berekend en een 3D-model gemaakt van de opbouwvorm van het dek. Dit 3D-model wordt zowel gebruikt door de maatvoerder, als door de onderaannemer van de steiger om de steigerondersteuning uit te werken. Natuurlijk kun je dat allemaal op een normale tekening aangeven, maar de kans dat er dan fouten worden gemaakt is erg groot. Bovendien heb je dan geen controlemodel voor de maatvoerder. Door het in 3D uitwerken van de opbouwvorm van het dek sla je dus twee vliegen in één klap.

Andere slimme technieken

Jacobs: “Binnen dit project combineren we onze 3D- en 4D-modellen met andere slimme technieken. We passen onder andere nauwkeurige LiDAR-metingen toe die met scanners vanuit vliegtuigen of met drones worden gemaakt. Ook gebruiken we geregeld laserscanners om nauwkeurig te bepalen of de onderdelen die we hebben gebouwd, overeenkomen met onze ontwerpen. We hebben bijvoorbeeld de bouwput voor de Maasdeltatunnel onlangs ingemeten. Door deze metingen naast de 3D-modellen te leggen, kunnen we onder andere direct zien of de damwanden goed staan en of we de wapeningskorven eventueel moeten aanpassen omdat de groutankers niet exact op de goede plek zijn aangebracht. Door dit vooraf te doen, voorkomen we dat we met een verkeerde wapeningskorf in de bouwput staan en dan niet verder kunnen.”

“3D- en 4D-modellen zijn een fantastisch hulpmiddel”, zegt Tonkens enthousiast. “Je kunt er snel mee ontwerpen, de afstemming met anderen verloopt veel soepeler en fouten spoor je er veel eerder en sneller mee op. Daarbij geldt wel een belangrijke voorwaarde: de werkvoorbereider moet snappen wat de ontwerper doet en andersom.”