Weltweit neue Maßstäbe für 3D-Schalungen setzen

Als einer der führenden Formenhersteller in Europa hat Construx im Laufe der Jahre ein komplettes Sortiment modernster 3D-Schalungen konzipiert. Entweder mit festgelegten Geometrien, verstellbar oder auch vollautomatisch zählen 3D-Formen aufgrund ihrer speziellen Bauweise, den Besonderheiten und technischen Anforderungen zu den kompliziertesten Schalungen. Construx hält nach eigenen Angaben nicht nur eine Spitzenposition bei der Lieferung von Schalungen für Transformatorenstationen, Gefängniszellen sowie anderen Raumzellen, sondern setzt auch weiterhin weltweit neue Maßstäbe bei 3D-Schalungen. Erst kürzlich lieferte Construx 3D-Formen in verschiedenen Ausführungen an eine Reihe von Fertigteilherstellern auf der ganzen Welt.

Polen: Komplett verstellbare Schalung für Trafostationen

Die Trafostationen werden überkopf gegossen und nach dem Ausschalen um 180° gedreht. Diese vollhydraulische und elektrisch gesteuerte Schalung ist für die Herstellung von Trafostationen in vier verschiedenen Längen und zwei verschiedenen Breiten mit folgenden möglichen Abmessungen ausgelegt: - Innenlänge einstellbar auf 3150 mm, 3800 mm, 4200 mm und 4700 mm; - Innenbreite einstellbar auf 2600 mm und 3000 mm; - Innenhöhe stufenlos einstellbar von 2400 mm bis 3000 mm; - Wandstärke einstellbar auf 90 mm und 120 mm.

Außerdem lieferte Construx zwei verschiedene Aufsätze für die Innenschalung, um so Bauteile mit scharfen Kanten zwischen Decke und Wänden herstellen zu können bzw. mit großen Fasen an beiden Enden, eine Besonderheit für die Aufnahme unterirdischer Leitungsanschlüsse.

Die Außenschalung besteht aus hydraulisch verfahrbaren Tafeln. Für die Verdichtung der Bauteile kommen Hochfrequenzrüttler zum Einsatz. Die zuvor beschriebene Modularität wird mit Innenschalung aus einem festen Teil und mehreren beweglichen Teilen erzielt. Die Zwischenteile können dabei einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Beim Ausschalen werden zunächst die inneren Ecken hydraulisch entfernt und danach die Wandtafeln in gleicher Weise, sodass sich an allen Seiten ein 8 mm großer Spalt ergibt.

Deutschland: SPS-gesteuerte vollhydraulisch und elektrisch verstellbare Schalung

Wie schon bei oben genannter Schalung werden auch diese Trafostationen überkopf gegossen. Nach dem Ausschalen werden sie auf einer Doppelkippstation mit einer Traglast von 65 Tonnen um 180° gedreht, bevor sie via Brückenkran zum Endfertigungsbereich transportiert werden. Diese vollhydraulische und elektrisch gesteuerte Schalung für Trafostationen ist für die Herstellung in acht verschiedenen Längen und drei verschiedenen Breiten mit folgenden möglichen Abmessungen ausgelegt:

Innenlänge von 2180 mm bis 6380 mm in Abstufungen von 600 mm einstellbar;

Innenbreite 2300 mm, 2500 mm und 3780 mm;

Innenhöhe von 2500 mm bis 3600 mm stufenlos einstellbar;

Wandstärke von 100 mm bis 200 mm in Abstufungen von 20 mm einstellbar;

Deckenstärke von 120 mm bis 300 mm stufenlos einstellbar.

Die Außenschalung hat drei hydraulisch verfahrbare Tafeln, wobei die vierte über eine Distanz von 3000 mm elektrisch geöffnet werden kann. Für die Verdichtung der Elemente kommen 30 Hochfrequenzrüttler zum Einsatz. Die Innenschalung besteht aus einem festen und einem beweglichen Teil mit modularen Zwischenteilen von 600 mm, 1200 mm und 2400 mm, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können. Die Breite jedes Moduls sowie der kompletten Innenschalung lässt sich mit einer einzigen Bewegung mittels elektrischer Spindel einstellt. Die Zwischenteile können bereits im Vorfeld vorbereitet werden, um so das Einstellen der Schalung zu beschleunigen. Beim Ausschalen werden zunächst die inneren Ecken hydraulisch entfernt und danach die Wandtafeln in gleicher Weise. Alle Hydraulikzylinder und Elektrospindeln werden über ein SPS-System mit Touchpad gesteuert, das zudem Workflow-Graphiken anzeigt.

Zum Manipulieren der Trafostationen hat Construx eine 180°-Wendestation mit einer Traglast von 65 Tonnen konzipiert. Diese Vorrichtung setzt sich aus zwei kombinierten 90°-Kippstationen mit einem dazwischen liegenden 6 m langen Transportsystem zusammen, sodass der Kunde die Elemente entweder um 90° kippen oder um 180° wenden kann. Außerdem ist eine 14 m lange Querbewegung für den Transport der Trafostationen zur Endfertigung vorgesehen.

Belgien: Vollautomatische und hydraulisch betriebene Schalung für Trafostationen

Da die Hauptwände der Trafostationen gerade sind und nur die Wände des Unterbaus sowohl innen als auch außen abgeschrägt sind, muss hier die Entschalung hydraulisch erfolgen. So hat diese Schalung zwei hydraulisch schrumpfbare Innenkerne und vier hydraulisch verfahrbare Außentafeln. Nicht nur Schrumpfvorgang und Verfahren erfolgen hierbei hydraulisch, auch die Außentafeln werden mittels Keilsystem hydraulisch gesichert.

  Bevor die Außentafeln vollständig geöffnet werden können, werden sie mittels einer hydraulischen Exzentervorrichtung leicht nach hinten geschoben. Das eigentliche Ausschalen des Bauteils wird durch das Hochschieben der Böden und dementsprechenden Herausheben des Elements aus der Schalung mit Hilfe von sechs perfekt synchronisierten Hydraulikzylindern und sechs Entlüftungsöffnungen eingeleitet.

Hierfür hat Construx die komplette Schalung mit Elektronenröhren, Sensoren und einem Bedienfeld ausgestattet, um alle Bewegungen zu steuern und die richtige Reihenfolge der Bewegungen sicherzustellen, was damit ein „narrensicheres“ System ist.

Liste der Sensoren:

an jeder Eckfuge zur Prüfung: Keil offen oder geschlossen;

an jeder Wand zur Prüfung: Wand offen oder nicht;

an jeder Ecke des Schrumpfkerns: zur Prüfung, ob der Kern komplett drin oder komplett draußen ist;

an der Hebevorrichtung zur Prüfung: Vorrichtung drin oder draußen / Boden drin oder draußen.

Reihenfolge der Ausschalung:

Entfernen der Keile an den Eckaußenseiten;

Wände leicht aufdrücken;

Wände komplett öffnen;

Schrumpfen des Innenkerns;

Hochschieben des Betonelements.

Reihenfolge des Schließvorgangs:

Ausdehnung des Innenkerns;

Schließen der Außenschalung (Drücker eingezogen);

Sicherung der Außenschalung durch Schließen der Keilverbindungen.

Ist die Schalung in Betrieb, wird dies durch ein akustisches Signal und ein Blinklicht angezeigt. Die Elemente werden aus selbstverdichtendem Beton überkopf gegossen. Um das Wenden der Elemente zu erleichtern, lieferte Construx einen speziellen Rahmen, der die Schalform mit der Wendeeinrichtung des Kunden verbindet. An allen Außenschalungen befinden sich Arbeitsbühnen, wobei eine mit einer Treppe und die drei anderen mit Zugangsleitern ausgestattet sind. Zudem lieferte Construx eine Dachschalung.

Abmessungen der Trafostationen:

Länge 3535 mm x Breite 2380 mm x Höhe 2780 mm;

Wandstärke des Oberteils: 80 mm;

Innen- und Außenwände des Unterteils mit verschiedenen Verjüngungen.

Niederlande: Hydraulisch verstellbare Schalung für Trafostationen mit komplexer Geometrie und architektonischer Außenstruktur

Diese Schalung zeichnet sich durch eine Besonderheit an der Außenverschalung aus. Die durchgehenden Aussparungen in wellenförmiger Struktur und die lange Bodenausfalzung rund um die Oberseite der Schalung stellen beim Ausschalen der Bauteile eine zusätzliche Schwierigkeit dar. Um auch hier Verstellbarkeit zu ermöglichen, hat Construx die Schalung für zwei verschiedene Bauteillängen ausgelegt; so kann eine der Schalungen an zwei verschiedenen Stellen eingesetzt werden und einer der Innenkerne durch einen großen Einsatz vergrößert oder verkleinert werden.

Die Schalform besteht aus einem Innenkern, der hydraulisch heruntergezogen wird, zwei hydraulisch schrumpfbaren Innenkernen und vier hydraulisch verfahrbaren Außenschalungen. Bevor sich die Außenschalungen komplett öffnen lassen werden sie mittels hydraulischer Exzentervorrichtung leicht nach hinten gedrückt. Das eigentliche Entschalen des Bauteils wird durch das Hochschieben der Böden und dementsprechenden Herausheben des Elements aus der Schalung mit Hilfe von mehreren perfekt synchronisierten Hydraulikzylindern und Entlüftungsöffnungen eingeleitet. Sämtliche Außenschalungen verfügen über Arbeitsbühnen, wobei zwei mit Zugangsleitern ausgestattet sind. Die Bauteile werden überkopf mit selbstverdichtendem Beton gegossen. Um den Wendevorgang der Elemente zu erleichtern, lieferte Construx eine hydraulische Wendevorrichtung, die nicht nur auf die zwei aktuellen Stationstypen einstellbar ist, sondern auch auf zukünftige Elemente mit anderen Abmessungen. Darüber hinaus lieferte Construx einstellbare Fundament- und Dachschalungen.

Abmessungen der Trafostationen:

Länge 2449 mm und 3449 mm x Breite 1324 mm x Höhe 2190 mm;

Innen- und Außenwände mit verschiedenen Verjüngungen.

Australien (1): Vierfach- und Zweifach-Gefängniszellenschalungen gingen in Großserie nach Grafton

Construx lieferte eine Reihe von Schalungen für das größte Gefängnis in Australien – das Clarence Correctional Centre mit 1.700 Betten. Diese neue Justizvollzugsanstalt befindet sich in der Nähe von Grafton (New South Wales). Das Konsortium Northern Pathways, zu dem Serco, John Laing, John Holland und Macquarie Capital gehören, hat den Gebäudekomplex Ende 2020 fertiggestellt. Als Subunternehmer für Bauarbeiten von John Holland war Civmec Construction & Engineering für die Herstellung der Gefängniszellen zuständig. Da es in der Region kein Fertigteilwerk gab, dass in der Lage war, eine so große Anzahl von komplexen Zellen zu liefern, errichtete Civmec eine komplette Feldfabrik für Fertigteile auf der Baustelle und gab die Zellenschalungen bei Construx in Auftrag. Construx wurde nicht nur mit Planung und Fertigung beauftragt, sondern auch mit Transport, Errichtung und Inbetriebnahme der Schalungen. Vor dem Transport wurden die Schalungen betriebsintern aufgebaut, geprüft und vorab in Betrieb genommen. Der Leistungsumfang umfasste: eine Vierfach-Einzelzellenschalung (QSE – Quad-Single Ensuite) und zwei Doppel-Zweifachzellenschalungen (DDE – Double-Double Ensuite). Die QSE-Schalung wurde nicht nur zum Betonieren der vier miteinander verbundenen Zellen verwendet, sondern auch zum Betonieren von Einzel-, Doppel-, und Dreifacheinheiten, wobei die Möglichkeit bestand, Außenwände mit oder ohne Isolierung zu betonieren. Für die DDE-Schalungen galt das gleiche Konzept, womit diese Schalungen äußerst flexibel und multifunktional sind. Die Schalungen ermöglichen das gleichzeitige Betonieren von Außenwänden, Innenwänden, Dach und Vorbauten. Ein wesentlicher Teil des Auftrags bestand darin, alle Einsätze für Fenster- und Türöffnungen, Aussparungen für die kleineren Vertiefungen, Schalböden mit beidseitiger Gummiabdichtungen, verstellbare Abschaler und sogar die Aussparungen für WC-Sockel zu konzipieren und zu liefern.

Alle drei Schalungen wurden gemäß den aktuellen Normen konstruiert und gefertigt und umfassten hydraulisch schrumpfende Innenkerne und hydraulisch verfahrbare Außenschalungen. Um den örtlichen Sicherheitsstandards zu entsprechen, haben die Schalungen Arbeitsbühnen aus Stahl mit Zugangstreppen an den Außenschalungen. Obwohl die Verwendung von selbstverdichtendem Beton von Anfang an zugesichert wurde, bestand Civmec auf den Einsatz elektrischer Rüttler in geringer Anzahl, um den Betoniervorgang jederzeit einleiten zu können. Mit Hilfe von Gebläsen sorgte Construx für beschleunigtes Aushärten, um so ein leichtes Ausschalen am Folgetag zu gewährleisten.

Australien (2): Vierfach-Zellenschalung nach Melbourne

Ein weiteres Gefängnis in Australien, bei dem die Zellen mit Schalung von Construx vorgefertigt wurden, war das Chisholm Road-Gefängnis in Lara (Victoria). In dem Höchstsicherheitsgefängnis, das Ende 2022 in Betrieb genommen wurde, sind 1.248 Häftlinge untergebracht und für zukünftig wachsende Gefangenenzahlen in Victoria sind ebenfalls Kapazitäten vorhanden. John Holland als Hauptauftragnehmer, vergab die Produktion der Fertigteilzellen an Westkon, einem der führenden Fertigteilhersteller Australiens. Construx lieferte eine Vierfach-Gefängniszellenschalung mit allen Optionen an deren Melton-Werk in Cobblebank (Victoria). Zum Lieferumfang von Construx gehörten Konstruktion, Herstellung, Vorabinbetriebnahme, Lieferung und Inbetriebnahme einer Vierfach-Zellenschalung, mit der der Kunde eine Vierraum-Zelle und eine Zweiraum-Zell mit Vorbauten gießen konnte.

Montage und Aufbau der Schalung erfolgte durch Westkon, da aufgrund der Covid-19-Beschränkungen keine Techniker von Construx ins Land einreisen durften. Zur Erleichterung der Installation stellte Construx detaillierte Montage- und Bedienungsanleitungen zur Verfügung sowie mehrere Fotos und Videos von Montage und Vorabinbetriebnahme, die in den Construx-Werken vor der Verschiffung aufgenommen wurden. Die multifunktionale Schalung ist verstellbar ausgelegt und ermöglicht damit die Betonierung in jeder beliebigen Wandstärke. Die Zellenschalung umfasste folgende Teile: Grundrahmen, hydraulisch schrumpfender Innenkern, hydraulisch verschiebbare Außenschalung, Schalböden mit beidseitiger Gummiabdichtungen und Arbeitsbühnen aus Stahl mit Zugangsleitern. Darüber hinaus lieferte Construx Stützen und Befestigungssysteme für Tür- und Fensterrahmen, Steckdosenkästen, Lichtschalterkästen und Leuchten sowie verstellbare Abschaler mit Magneten für alle anderen benötigten Aussparungen. Da die Schalungen im Außenbereich eingesetzt werden sollten, wurden von Construx zum Heizen und Isolieren der Außenschalung Stahlrohr mit Auslässen an der Innen- und Außenseite der Schalung mitgeliefert. Sämtliche Hydraulikzylinder, elektrische Rüttler und Elektroschränke wurden komplett angeschlossen und vorinstalliert, um die Installationszeit soweit wie möglich zu verkürzen.

Australien (3): Komplett verstellbare Kastenschalung für Adelaide

Diese komplett verstellbare Schalung ist für die Herstellung von Raumzellen für ein Projekt in Adelaide (South Australia) in sechs verschiedenen Längen und drei verschiedenen Breiten mit den folgenden Abmessungen konzipiert:

Innenlänge: von 2500 mm bis zu 5000 mm in Abstufungen von 500 mm einstellbar;

Innenbreite: auf 2200 mm, 2500 mm und 3800 mm einstellbar;

Höhe: von 1350 mm bis 2600 mm stufenlos einstellbar;

Wandstärke: auf 150 mm, 175 mm, 200 mm und 250 mm einstellbar.

Zum manuellen Öffnen und Schließen per Zahnradantrieb sind die Außenschalungen auf Schienen rollengelagert. Die langen Außenschalungen haben einen Hub von 1500 mm: 700 mm Entformung plus 800 mm Verstellbarkeit. Die kurzen Außenschalungen haben einen Hub von 1750 mm: 700 mm Entformung plus 1250 mm Verstellbarkeit. Die zwei langen seitlichen Außenschalungen sind 6000 mm breit und die zwei kurzen quer laufenden Außenschalungen bestehen aus einer 2200 mm breiten Hauptschalung sowie zwei Ergänzungsteilen von 300 mm bzw. 1600 mm. Die Innenschalung hat schrumpfende Eckschalungen mit austauschbaren Zwischenschalungen. Stahlsockel in vier verschiedenen Breiten sind auf Höhenverstellern angebracht. Selbstverständlich gibt es keine Verankerungen durch den Beton, sondern nur oberhalb und unterhalb.

USA: Vollautomatische monolithische Schalung für Hawaii

Das System eignet sich zur Herstellung von sogenannten Monoboxen. Diese Raumzellen haben eine festgelegte Breite und verschiedene Längen, woraus sich eine Schalung mit einer Mindestgröße von ca. 1828 mm x 1828 mm (6‘ x 6‘) bzw. einer maximalen Größe von 1828 mm x 6096 mm (6‘ x 20‘) ergibt:

Innenbreite: 1828 mm;

Innenlänge: 1828 mm bis 6096 mm in Abstufungen von 304 mm;

Wandstärke: 203 mm, 254 mm und 304 mm.

Das Konzept dieser Schalung baut auf einem stabilen Chassis mit integrierten Schienen auf, über die sich alle Komponenten an die entsprechende Position rollen lassen. Außenschalungen rollen ebenfalls auf diesem Rahmen und Höhenversteller sind auf dem Chassis befestigt. Der unveränderbare Teil des Kerns besteht aus einem festen Endsegment aus zwei hydraulisch schrumpfenden Ecken und einer festen Dachplatte. Ein zweites Endsegment ist rollengelagert und in Längsrichtung auf dem Rahmen verschiebbar. Auf diese Weise kann der Kern mit Zwischenteilen erweitert werden. Die beiden verbundenen Endsegmente bilden eine Box in der Mindestgröße von 1828 mm x 1828 mm. Durch zusätzliche Füllsegmente zwischen den Endsegmenten lassen sich beliebige Innenlängen erzielen. Die beiden quer laufenden 1828 mm langen Außenschalungen haben vier zusätzliche Verlängerungselemente von 51 mm sowie vier zusätzliche Verlängerungselemente von 102 mm an beiden Seiten, voraus sich die drei verschiedenen Stärken ergeben. Diese zwei Querschalungen rollen zwischen den beiden 6705 mm langen Längsschalungen.

Die Schalungen können verbunden werden, um so sämtliche Kombinationen an Wandstärken und Kernabmessungen herzustellen. Alle Schalungen lassen sich zum Ausschalen und einfachen Zugang für den Einbau von Bewehrung und Aussparungen 800 mm weit öffnen. Öffnen und Schließen der Außenschalung erfolgt hydraulisch. Sämtliche Füllsegmente und die beweglichen Endsegmente sind mit einer hydraulischen Verriegelung ausgestattet. Diese Hydraulikverriegelung besteht aus drei einzelnen Stiften, die jeweils über einen Hydraulikzylinder aktiviert werden. Durch die hydraulische Verriegelung wird verhindert, dass Arbeiter während der Montage den Kern betreten. Alle Außenschalungen sind mit Sicherheitsböden und Zugangsleitern ausgestattet. Darüber hinaus lieferte Construx eine zusätzliche Arbeitsbühne zwischen Außenschalungen und Innenkern.

Die Zukunft von Beton gestalten

Construx erfüllt die Anforderungen seiner Kunden, um so die am besten geeignete Lösung zur Herstellung der Transformatorenstationen aus Fertigteilen zu erzielen. Das Ergebnis soll immer ein zufriedener Kunde sein. Construx ist ein ingenieursorientiertes Unternehmen, das auf das Engagement, die Kreativität und die Erfahrung seiner Mitarbeiter setzt. Dabei ist das Ziel, eine Partnerschaft aufzubauen, anstatt nur Lieferant zu sein, wenn es darum geht, schlüsselfertige Lösungen für die Problematik von Schalungen im Fertigteilwerk und auf der Baustelle zu liefern.