C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gAutomatiser ingcement 2007 4 59In Cement 2006 nr. 6 betoogdenwij dat de functie van tekenaarnodig moet worden opgewaar-deerd, wellicht tot een `construc-tieprogrammeur', de vertaler c.q.programmeur van besluitvormingen dimensionering naar foutlozeproductiegegevens. Een sleutelfi-guur in de voorbereiding, die faal-kosten in de uitvoering kan zienaankomen en voorkomen.De combinatie van anders kijkennaar de rol van tekenaar en deontwikkelingen in 3D maken dui-delijk dat de man/vrouw achterhet CAD-station in de voorfase deconstructieve veiligheid kan be?n-vloeden. 3D maakt het veel snellermogelijk vraagpunten in hetontwerp te signaleren en te elimi-neren. Verder is 3D een krachtigcommunicatiemiddel in ontwerp-,tender- en uitvoeringsfase, omdateen plaatje meer zegt dan duizendwoorden. Het vergroot de samen-hang in het bouwproces, omdatwe zeker weten dat iedereen het-zelfde beeld in zijn hoofd heeft.Constructieve veiligheid wordtpositief be?nvloed door hetgebruik van 3D. Een stelling diein dit artikel met praktijkvoorbeel-den zal worden onderbouwd.C o m m u n i c a t i e m i d d e lAls fenomeen kennen wij 3D alenige tijd. Op internet kan men inde toekomstige woning kijken, opsites van Rijkswaterstaat kan menhet toekomstige trac? vanuit eenrijdende auto ondergaan. Op dieplaatsen zijn het echter visualisa-ties, artist-impressions zonderenige constructieve waarde voorhet bouwproces.Besluit men ertoe het kunstwerkin 3D volledig constructief uit tewerken, dan zien we dat in deGWW-sector ook richting uitvoe-ring 3D als een praktische en ver-helderende tool werkt. Het is com-municatief erg sterk. Allebetrokkenen hebben direct eenbeeld (letterlijk), een werkvoorbe-reider kan zijn toeleverancierseenduidig laten zien wat hij ver-wacht. Gesprekken over de aan-staande werken worden doelmati-ger, steeds vaker ook metniet-Nederlandstalige toeleveran-ciers.Brug over TwentekanaalHet betreft een schuin gekromdkunstwerk dat bestaat uit twee terplaatse gestorte dekdelen en eentussengelegen prefab kokerdekmet een lengte van 50 m (fig. 1).Het overspant het Twentekanaalen twee parallelwegen. De toepas-sing van 3D-modelleren heeft hiereen cruciale rol gespeeld binnenhet ontwerpproces en vooral rich-ting uitvoering.Omdat er sprake was van eenscheef ruitvormig gedimensio-neerd dek, was de betonnenoplegtand - met een zeer geringeconstructiehoogte - lastig tewapenen. In deze tand moesten,op twee hoogten, voorspankoppenworden aangebracht. Op heteerste gezicht leek het wapenenvan deze slanke tandconstructieeen onmogelijke opgave. Door het3D-modelleren ontstond er echtereen praktisch uitvoerbare oplos-sing (fig. 2). Het zou geen eenvou-dig te wapenen tand worden,maar het 3D-model wees uit dathet zeker mogelijk was!Bovendien werd door het gebruikConstructieve veiligheid in 3Ddrs. E.J. Wagemaker en ing. J.G.M. de Groot, Wagemaker Adviesgroep BVUniversele uitwisselingsstandaarden - PAIS, COINS en BIM - lijken soms bepa-lend in de discussie rond nut en noodzaak van virtueel bouwen en de invloedop constructieve veiligheid. Maar, kan er ook zonder een volledigBouwinformatiemodel (BIM) en vanuit de beschikbare techniek al een bijdra-ge worden geleverd aan constructieve veiligheid?1 |3D-overzichtKunstwerk 72 |Tandwapening uitge-werkt in 3DC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gAutomatiser ing60 cement 2007 4van 3D-visualisaties de constructieinzichtelijk voor de voorspanleve-rancier en de vlechtcentrale. G??ngroot aantal 2D-tekeningen optafel, maar slechts ??n 3D-prentwaaruit iedereen kon opmakenwaar de problemen scholen. Hier-door verliep het overleg over con-structieve aanpassingen doelge-richter dan op de conventionelemanier en werden er snellermaakbare oplossingen gecre?erd(foto 3, 4).Projectgegevensproject:Aanleg RW35, traject Almelo-Wierden, Kunstwerk 7 ? Brug over hetTwentekanaalopdrachtgever:RWS Directie Oost Nederlandstartdatum:januari 2005aannemer:Bouwcombinatie Hegeman - VanHattum en BlankevoortOndersteuningen spoordekkenBegin 2007 is gewerkt aan hetinschuiven van drie spoordekkenin Berkel en Rodenrijs. Er issprake van diverse randvoorwaar-den met betrekking tot te gebrui-ken materialen en ingrijpendeinvloeden vanuit de omgeving.Omdat de dekken daarnaast uitverscheidene ronde vormenbestonden, zijn de berekende con-structiedelen in ??n groot 3D-model toegevoegd. Zeker met hetoog op de details nabij de schuif-balken, de moerbalken en onder-slagen werkte het 3D-model ver-helderend. Aangezien deberekende constructie sowieso optekening moest worden uitge-werkt, kostte het opstellen van een3D-model niet veel extra tijd,terwijl het voordeel ervan erggroot is (fig. 5, 6).Projectgegevensproject:Ondersteuningen drie kunstwerken -Berkel en Rodenrijsopdrachtgever:ProRailstartdatum:maart 2007aannemer:MNO Vervat Beton B.V.T i j d i g d e t e r m i n e r e no n t w e r p v r a a g p u n t e nHet uitwerken van een volledigwerk in 3D zorgt ervoor datvroeg in het proces alle ontwerp-keuzes kunnen worden gemaakt.Er zijn dan geen ontwerpkeuzesmeer te maken in de detaille-ringsfase. Sneller doorkiezen ineen ontwerp voorkomt frictie- enfaalkosten.Bij faalkosten kan men directe enindirecte faalkosten onderschei-den. De directe faalkosten houdenverband met het opnieuw makenvan detailtekeningen, omdat eenontwerpkeuze te laat aan het lichtis gekomen, wanneer de tekenin-gen al gereed zijn. De indirectefaalkosten zijn de kosten die ver-3, 4 | Tandwapening in uit-voering5 |Bekisting gereed en klaarvoor stort6 |Dek verschuift naar defi-nitieve locatieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gAutomatiser ingcement 2007 4 61volgens worden veroorzaakt doorhet, in het slechtste geval, ver-schuiven van de uitvoeringsplan-ning en de hiermee gepaardgaande stress en dus grotere fout-kans.Frictiekosten zijn hier de kostendie verband houden met uitleggendat het weggooien van tekeningenen opnieuw beginnen geld en tijdkosten. Uitgezocht moet wordenwie in de DO-fase welke ontwerp-keuze gemaakt heeft, wie hiervoorcontractueel verantwoordelijk isen wie er uiteindelijk gaat betalen.Deze faalkosten en frictiekostenkunnen aardig oplopen en de ver-houdingen tussen opdrachtgeveren opdrachtnemer danig versto-ren. Schuiven met planning ver-groot de kans op `in het werk opte lossen'.Onderdoorgang ZwolleIn het spoortraject Zwolle-Kampen is een fraaie fietstunnelin uitvoering. Ten behoeve vande esthetische vormgeving ?nom zo min mogelijk hinder voorhet treinverkeer te veroorzaken,zijn van enkele delen 3D-model-len gemaakt om tot gegrondekeuzes te komen. Ook werdentwee spoordekken 3D uitgewerktten behoeve van de vormtekenin-gen, omdat deze in ??n fasegestort werden en in ??n buiten-dienststelling moesten wordengeplaatst. In de dekconstructieszaten bovendien veel scheve enronde vormen die op een traditi-onele manier lastig, maar met3D relatief eenvoudig te bereke-nen waren (fig. 7).Het 3D-model verschafte snel eneenvoudig alle noodzakelijkeinformatie voor het rekenen,tekenen en de uitvoering (foto 8).Projectgegevensproject:Onderdoorgang Belvederelaan, Zwolleopdrachtgever:ProRailstartdatum:oktober 2006aannemer:Haverkort-Voormolen TBI InfraOmbouw Randweg EindhovenDoor gebruik van 3D kwamenbij twee kunstwerken enkele spe-cifieke conflictsituaties naarboven en konden er al in eenvroeg stadium suggesties wordengedaan voor het optimaliserenvan het ontwerp. De 3D-visuali-satie maakte de problematiekvoor zowel opdrachtgever alsopdrachtnemer direct duidelijk.Problemen werden tastbaar endaardoor bespreekbaar. Geza-menlijk werden, voordat devormtekeningen waren gemaakt,mogelijke oplossingen bespro-ken en kon een gekozenmethode beter worden onder-bouwd (fig. 9, 10).Vanuit de 3D-modellen werden2D-aanzichten en -doorsnedengecre?erd. Deze zijn later op deconventionele wijze gewapend,omdat de huidige software voorhet wapenen van 3D-modellennog niet geheel toereikend bleek;een aandachtspunt voor de toe-komst.Projectgegevensproject:Ombouw Randweg Eindhoven, Kunst-werk 7 en 34opdrachtgever:RWS Bouwdienststartdatum:augustus 2006aannemer:HeijmansK w a l i t e i t s v e r b e t e r i n g b i ja d v i e s b u r e a uHet oog wil ook wat. Steeds vakerworden ontwerpen uitgevoerdmet meervoudige krommingenen onderbroken boogstralen. Steltu zich een `wokkel' voor van20 m lang en probeer te visualise-ren, te bepalen, hoe de wokkel eriedere 5 m uit ziet. Dit is bijnaniet te doen.Het werken met 3D vereenvou-digt het uitzetten van doorsnedenbij meervoudige krommingen.Dit bespaart veel denkkracht vande tekenaar en zorgt voor eenfoutloze doorsnede op iedere mil-limeter.Onderdoorgang EindhovenVerschillende boogstralen, eenzeer slank dek, tweezijdig schuinafgesneden randen en een ellips-vormige RVS-rand, maakten ditkunstwerk tot een complex en uit-dagend project. Het exact uitzet-ten van aanzichten en doorsnedenwas een tijdrovende klus met eengroot foutrisico. Om de kwaliteitvan het ontwerp te garanderen,werd besloten de betonconstructie7 |Zeer variabel verloop vancontouren van de dek-constructie8 |Inhijsen dekconstructie9 |Kunstwerk 710 | Kunstwerk 34; 3D bleekbijzonder nuttig doorde gekromde aligne-mentenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gAutomatiser ing62 cement 2007 4in 3D te modelleren (fig. 11, 12).Een betonnen portaal dat bestaatuit verschillende boogstralen endat in twee richtingen schuin isafgesneden, is complex te bereke-nen en daarnaast uitdagend omgoed uit te zetten op tekening.Toch komen dergelijke construc-tievormen steeds vaker voor. Zevergen door de bijkomende archi-tectonische hoogstandjes extraaandacht en tijd tijdens de uitwer-king. De mogelijkheid om vanuiteen 3D-model automatisch door-sneden te genereren, maakte hetgebruik hiervan bij dit project ren-dabel. In een kort tijdsbestek iseen 3D-model gemaakt van debetonconstructie en hieruit zijn dedoorsneden en aanzichten voorhet detailontwerp gegenereerd.Daarmee zijn op de traditionelewijze vorm- en wapeningstekenin-gen opgezet. Uiteindelijk is hetproject uitgevoerd met als resul-taat een digitaal ?n realistischidentiek model! (foto 13)Projectgegevensproject:Onderdoorgang Oersebaan, Eindho-venopdrachtgever:Gemeente Eindhoven, Dienst StedelijkOnderhoud & Beheerstartdatum:mei 2004aannemer:Ballast NedamBrugverhoging bij EchtIn het zuidelijk gelegen Echt werdeen brug over het Julianakanaalverhoogd met een vijzelconstruc-tie. De landhoofden en pijlersmoesten hiervoor opnieuwworden gestort. De vijzelconstruc-tie stond op de bestaande pijler-voeten en had een grote invloedop het profiel van vrije ruimte vanhet tijdelijke hulpwerk. Het toe-passen van een 3D-uitgewerktmodel gaf meer inzicht in demogelijkheden voor de bekistingvan de pijler. Een zogenoemde`clash-model analysis' gaf dezekerheid dat de vijzelconstructieniet in conflict zou komen met debekistingsconstructie (fig. 14).Uiteindelijk is de pijler bekist engewapend terwijl de vijzelcon-structie ongewijzigd bleef. Ditalles zonder verrassingen in deuitvoeringsfase (foto 15).Projectgegevensproject:Brugverhoging bij Echtopdrachtgever:RWS Directie Limburgstartdatum:november 2005aannemer:Van Hattum en BlankevoortEen kleine waarschuwing lijkt opzijn plek. In de combinatie vanmeer architectonische vrijheid entoenemende digitale mogelijkhe-den kunnen ontwerpen erg moei-lijk gemaakt worden. De maak-baarheid van een ontwerp raaktdan in het gedrang en kandaarmee de constructieve veilig-heid be?nvloeden.J a , m a a r ... .Zeker, heel veel dingen kunnennog niet. Digitale koppelingen(van bestanden) die zo dichtbijlijken, maar nog niet mogelijkzijn. Koppelingen die nog betereinput geven om de samenhang inhet bouwproces te vergroten. Hier11 | Perspectief 3D-model12 | Door het schuin afsnij-den van verschillendeboogstralen was ersprake van een ruimte-lijk variabele kromme13 | Het eindresultaat vlakvoor opleveringC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gAutomatiser ingcement 2007 4 63spreekt echter de frustratie vanhet ambitieuze adviesbureau engeen risicogestuurde afweging omte stoppen met nadenken, investe-ren en toepassen van 3D.Theoretisch kennen we de routenaar virtueel bouwen. De ontwik-keling van BIM en de resultatenvan PSiB ten aanzien van bijvoor-beeld IFC en COINS geven eengoede houvast.Het aansluiten van theorie enpraktijk vraagt dan vooral dat deeerstvolgende stap goed wordtingevuld. Binnen de ambitie tothet ontwikkelen van 3D tot virtu-eel bouwen hebben de volgendevragen de eerste prioriteit:? Hoe snel kunnen automatiseer-ders verzorgen dat meervoudigekrommingen voorzien kunnenworden van wapening?? Hoe controleer je een 3D-teke-ning? Met welke checklistbepaal je de kwaliteit van hettekenwerk?? Wat is de toepasbaarheid van deRichtlijnen Tekenwerk vanRijkswaterstaat in combinatiemet 3D?? Het 3D-model kent een beperktehoudbaarheid. De software is nogniet in staat om vanuit de detailshet model zelf te wijzigen. Als detekeningenproductie op stoomkomt, wordt het 3D-model onbe-trouwbaar en kan het niet meerworden gebruikt.S a m e n v a t t e n dMet de voorbeelden bij de handzien we op dit moment een verbe-tering van constructieve veiligheiddoor een praktische toepassingvan 3D ten aanzien van:? Clash-model-analysis en visueleplanningen (virtueel bouwen)verkleinen risico's in de uitvoe-ring. Clash-models beperkenhet aantal `in het werk op telossen'-vraagstukken op con-structief gebied.? Communicatie tussen partijendoor duidelijke visualisaties. Dewerkvoorbereiding kan een toe-leverancier snel inzicht geven inhet komende project. Een com-plete fasering past op ??n dui-delijke tekening.? Betrokken partijen kunnentijdens de ontwerpfase eenvou-dig meedenken over oplossin-gen voor knelpunten.? In tendercalculaties kunnenvanuit een 3D-model de hoe-veelheden worden bepaald voorde kostprijsbepalende elemen-ten. Opnieuw, verrassingenworden voorkomen, de con-structieve veiligheid geholpen.Het Plan van Aanpak Construc-tieve Veiligheid richt zich op hetvergroten van de samenhang inhet bouwproces. Een samenhangdie bevorderd wordt vanuit hetoplossen van een procesmatige,een technische, maar ook eenpolitieke en culturele opgave. Indeze enorme opgave tot eenbetere samenhang kan 3D eenbelangrijke rol spelen. Een roldie de kwaliteit direct ten goedekomt en faalkosten direct ver-mindert. Een rol waarover nau-welijks besluitvorming nodig is;3D is Durven, Doen en Dooront-wikkelen! n15 | Bekisting conflicteertniet met tijdelijkondersteuningswerk14 | 3D-model van de pijler-bekisting