Spannbetonschwellen für Amerika

Hochgeschwindigkeitsstrecken über 200 km/h und höhere Achslasten beanspruchen die Fahrwege auf Bahnstrecken enorm. Spannbetonschwellen für Gleisanlagen ersetzen daher zunehmend die Stahl- oder auch Holzschwelle in Schienennetzen. Sie sind langlebiger, wartungsärmer und wegen des Verzichts auf Steinkohlen-Teeröl beim Imprägnieren umweltfreundlicher. Um die steigende Nachfrage der Industrie und der öffentlichen Hand abzudecken, investieren Baustoffhersteller und Bauunternehmen zunehmend in moderne Fertigungswerke, zum Beispiel auch die GIC-Gruppe an ihrem Hauptsitz im mexikanischen Monterrey.

GIC Ingeneria y Construcción gehört seit über 30 Jahren zu den führenden Bauunternehmen in Nordamerika. Betonfertigteile wie Hohlkörperdecken, Wandelemente, Stützen und Binder für den Wohn- und Industriebau, aber auch Betonträger für den Brücken- und Straßenbau finden sich mittlerweile in über 700 Bauprojekten. Für das weitere Wachstum investierte die GIC-Gruppe 2013 in ein neues Fertigteilwerk für Spannbetonschwellen. „Bei der Auslegung der Formenumlaufanlage waren für GIC ein nachhaltiges Anlagenkonzept, flexible Abläufe für eine spätere Kapazitätserhöhung und eine hohe Arbeitssicherheit wichtig. Darauf haben wir unseren Fokus gelegt“, schildert Steffen Schmitt, Senior Sales Manager bei Vollert.

350.000 Spannbetonschwellen jährlich

Die Umlaufanlage findet durch ihre kompakte Struktur auf einer Grundfläche von 1.200 m2 Platz. In mehreren Ausbaustufen soll eine maximale jährliche Fertigungskapazität von 350.000 Spannbetonschwellen erzielt werden. Das entspricht im 2-Schichtbetrieb einer täglichen Ausstoßmenge von mehr als 1.300 Betonschwellen. 280 Schwellenformen sind ständig im Umlauf.

Im März 2014 startete die Spannbetonschwellen-Produktion. Die Vierfach-Schwellenformen werden zunächst geölt und gereinigt, bevor die Dübel für die spätere Schienenbefestigung eingebracht werden. Anschließend werden die Spanndrähte, noch vor dem Betoniervorgang, in die Form eingebracht. Mithilfe einer Kopfstauchmaschine werden jeweils vier Einzeldrähte mit zwei Ankerplatten zu einer Baugruppe verbunden, bevor die Ankerplatten an den in der Schwellenform montierten Spann- und Ankerbolzen befestigt werden. Anschließend werden die Drähte über die Spannbolzen vorgespannt, wobei der Anzugsmoment jedes Spanndrahts überwacht und protokolliert wird. Um eine hohe Arbeitssicherheit zu gewährleisten, sind in diesem Arbeitsbereich Trittschutzmatten installiert. Sobald ein Arbeiter die Trittschutzmatte betritt, wird der Spannvorgang unterbrochen und der Materialtransport gestoppt.

Traverse transportiert und wendet

Über Rollenförderer wird die vormontierte Form zur schallisolierten Betonierkammer weitertransportiert. Der teilautomatisierte Betonverteiler befüllt über elektrisch angetriebene Austragsschnecken präzise die Formen. Eine hochfrequente Rüttelstation sorgt für eine gleichmäßige Betonverdichtung. Für eine spätere Kapazitätserweiterung ist in diesem Arbeitsbereich bereits eine Grundfläche für eine weitere Verdichtungsstation berücksichtigt. Über einen Eckumsetzer wird die betonierte Form anschließend über Kettenförderer zur Härtekammer transportiert. Dort übernimmt ein Hallenkran mit einer Anhängetraverse die Vierfach-Formen und stapelt bis zu acht Formen auf einem bereitgestellten Transportwagen. Die Härtekammer ist wärmeisoliert und mit einer Heizvorrichtung  ausgestattet. Die Transportwagen verfahren schienengeführt über vordefinierte Taktzeiten durch die Härtekammer. Dazu schiebt ein Kettenschieber den kompletten Wagenstrang immer um eine Wagenlänge  weiter. Im Ausgangsbereich zieht ein weiterer Kettenschieber nach rund 20-stündiger Aushärtezeit immer jeweils einen Ausfahrwagen aus der Härtekammer. Auf einer Grundfläche von 210 m2 sind in der Härtekammer insgesamt drei Transportstränge vorgesehen. Sämtliche Transport- und Lagerprozesse werden wie im gesamten Anlagenumlauf über einen zentralen Leitrechner gesteuert. Auswertungen zeigen jederzeit die Ausstoßmengen und die Anlagenproduktivität.

Ein weiterer Hallenkran im Auslaufbereich der Härtekammer ist mit einer speziellen Abhebetraverse ausgerüstet. „Ein Highlight ist die integrierte Wendevorrichtung. Die Traverse ist für den Transport als auch das Wenden der Form ausgestattet“, erläutert Senior Sales Manager Schmitt. Zunächst werden die Formen vom Ausfahrwagen auf einen Kettenförderer abgestapelt. Über eine teilautomatisierte Entspannstation wird anschließend der Umspannprozess gestartet und die Vorspannung in die Betonschwelle eingeleitet. Anschließend dreht die Wendetraverse die Form um 180° bevor über eine elektrische Hubvorrichtung der Ausschlagvorgang durchgeführt wird. Nach dem Ausschlagen wird die Form um 180° zurückgedreht und dem Formenumlauf wieder zugeführt. Die gefertigten Spannbetonschwellen werden verlegefertig ausgeliefert. Dafür ist die gesamte Bewehrung in der Schwelle eingebaut und gemäß den Normen vorgespannt. Auch die Schienenbefestigung ist fertig montiert. Hierfür werden die ausgeschalten Schwellen der Schienenauflagemontage übergeben.

Hohe Anlagenproduktivität und Arbeitssicherheit

„Vollert war für GIC der richtige Know-how-Partner, im Engineering und in der Anlagentechnologie. Wir haben den richtigen Spagat gefunden zwischen Automatisierungsgrad und hoher Anlagenproduktivität. Dabei können wir in weiteren Ausbaustufen unser neues Fertigteilwerk den angestrebten Ausstoßmengen problemlos anpassen“, sagt Mauricio Gutiérrez, Vertriebsdirektor bei GIC. „Die Arbeitssicherheit wurde in jedem Arbeitsablauf besonders berücksichtigt.“

Mit der Investition hat GIC einen wichtigen Schritt in die Zukunft gemacht. Der mexikanische Absatzmarkt, aber auch internationale Märkte, insbesondere der US-Markt, sollen jetzt verstärkt bearbeitet werden.