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Beim Bau der Koralmbahn wird der neueste Tunnelschalwagen DokaCC zunächst im Grüntunnel von Kühnsdorf erprobt. Foto: DokaDüsseldorfer Deckel: Rohrstützen zur Aussteifung der Schlitzwand. Fotos: HarscoWie Granit: Die NOEplast-Steinsturktur „Granit IV“ kommt der Oberflächenbeschaffenheit der ursprünglichen Albertkanal-Brücke sehr nahe. Foto: NOEInternational: Mithilfe zweier hydraulisch bedienbarer PeriI-Schalungsmaschinen entsteht derzeit in China der längste Unterwassertunnel der Welt. Die Innenschalung fährt hydraulisch über Vorschubträger in die Bewehrungskörbe ein. Foto: PeriBeim Bau der Koralmbahn wird der neueste Tunnelschalwagen DokaCC zunächst im Grüntunnel von Kühnsdorf erprobt. Foto: DokaDüsseldorfer Deckel: Rohrstützen zur Aussteifung der Schlitzwand. Fotos: HarscoWie Granit: Die NOEplast-Steinsturktur „Granit IV“ kommt der Oberflächenbeschaffenheit der ursprünglichen Albertkanal-Brücke sehr nahe. Foto: NOEInternational: Mithilfe zweier hydraulisch bedienbarer PeriI-Schalungsmaschinen entsteht derzeit in China der längste Unterwassertunnel der Welt. Die Innenschalung fährt hydraulisch über Vorschubträger in die Bewehrungskörbe ein. Foto: Peri

Schalung ohne Grenzen

18.10.2013

Technische Bauwerke bieten Herausforderungen. Sei es durch ihre Größe, Spannweite, Höhe oder ­Massivität. Einen wesentlichen Anteil am Gelingen hat die moderne Schalungstechnik, dank der solche Projekte sicher, wirtschaftlich und effizient ausgeführt werden können. 

Ob große Industrieanlagen, Brücken, Tunnel, Staudämme, Wasserbauwerke oder Kraftwerke, der effiziente Schalungseinsatz auf der Baustelle hat einen wesentlichen Einfluss auf die Durchführbarkeit und Wirtschaftlichkeit von Bauvorhaben. Zu den wichtigsten Innovationstreibern der Schalungstechnik zählt die Effizienzsteigerung beim Auf- und Abbau. Im Hinblick auf dieses Kriterium werden von den Herstellern laufend Sonderschalungen bzw. -zubehörteile entwickelt, mit denen diese individuellen Arbeiten besonders effizient ausgeführt werden können. Zur Effizienz gehört auch, nur so viel Schalung samt Zubehör auf der Baustelle zu haben wie erforderlich. Dafür sorgen clevere Logistik­systeme, mit denen z. B. auch die Transportwege der Schalungselemente vor Ort optimiert werden können, um nur einige der vielfältigen Aufgaben dieses Bereichs zu nennen. 

Im richtigen Takt

An einem spektakulären Projekt ist gerade der deutsche Schalungs- und Gerüstspezialist Peri beteiligt. In Südchina wird derzeit die 35 Kilometer lange Straßenverbindung über den Perlfluss gebaut, die künftig die Städte Hongkong, Macao und Zhuhai verbinden soll. Neben den Brückenbauwerken ist der sechs Kilometer lange Unterwassertunnel das Herzstück des Projekts. 

Erfahrungen in diesem Bereich sammelten die Ingenieure von Peri bereits im Rahmen der Bauarbeiten des 3,6 Kilometer langen Oeresundtunnels zwischen Dänemark und Schweden. In China musste beinahe die doppelte Tunnellänge geschafft werden. In einer imposanten Feldfabrik wurden an Land in zwei Produktionslinien insgesamt 33 Tunnelelemente hergestellt. Mithilfe zweier Schalungsmaschinen werden jeweils 22,5 Meter lange Abschnitte im Taktschiebeverfahren nacheinander hergestellt. Insgesamt acht solcher Segmente bilden zusammen ein Tunnelelement. Komplett in ein Trockendock hydraulisch ausgefahren, werden diese Stahlbeton-„Fertigteile“ beidseitig mit Schottwänden wasserdicht verschlossen, über ein Absenkbecken auf Meeresspiegelniveau gebracht und für das Ausschwimmen vorbereitet. Pontons stabilisieren die Tunnelbauteile beim Schleppvorgang bis zur Absenkposition im offenen Meer.

Die hydraulisch bedienbare Schalungslösung von Peri besteht pro Produktionslinie für zwei Tunnelröhren und eine mittig angeordnete Servicegalerie aus sechs Hauptbaugruppen: Bodenschalung, zwei Außenschalungen sowie drei Innenschalungen. Zudem sorgen zwei unterschiedliche Stirnschalungen für die lagerichtige Aufnahme der Abdichtungen zwischen den einzelnen 22,5-Meter-Segmenten sowie an den beiden Enden jedes 180-Meter-Elements. Die Innenschalungen bilden zusammen mit den 50 Meter langen Fachwerkträgern in deren Zentrum ein horizontales Verschubwerk, um nach jedem Arbeitsgang wieder zurück in Betonierpostion und somit in die vorgefertigten Bewehrungskörbe einzufahren. 

Sohle, Außenwände und Decke ließ Peri monolithisch und vor allem ankerlos herstellen. Dadurch werden Tausende von Ankerstellen eingespart – dies minimiert die Gefahr von Undichtigkeiten und beschleunigt die Arbeitsvorgänge. Etwa 30 Stunden werden für die Betonage eines kompletten Segments benötigt und dabei etwa 3.600 Kubikmeter Beton in Form gebracht. Insgesamt wurden knapp eine Million Kubikmeter Beton zu „Fertigteilen“ verarbeitet, die sich auf dem Meeresgrund zu einem Tunnelbauwerk zusammenfügen lassen. 2016 soll die neue Verbindung für den Verkehr freigegeben werden.

Innovation für den Tunnelbau

Unter der Erde aktiv ist auch der österreichische Schalungspezialist Doka. Aktuell ist das größte Projekt zum Ausbau des österreichischen Eisenbahnnetzes im Laufen: Die 130 Kilometer lange Koralmbahn wird Teil der internationalen, 1.700 Kilometer langen Nord-Süd-Schienenverbindung, die die Ostsee mit dem Mittelmeer verbindet. Sowohl der Fern- als auch der regionale Schienenverkehr profitieren davon. So wird sich beispielsweise die Fahrzeit zwischen Graz und Klagenfurt von drei auf eine Stunde verkürzen. Die Inbetriebnahme erfolgt schrittweise seit Ende 2010, die gesamte Strecke soll voraussichtlich im Jahr 2023 fertiggestellt sein.

Beim Bau des 495 Meter langen Grüntunnels in Kühnsdorf setzt die ausführende Baufirma sehr erfolgreich den Prototyp des neuesten Tunnelschalwagens DokaCC ein. Er wurde Ende August 2012 durch das Montageteam von Doka direkt auf der Baustelle vormontiert und läuft seit September zuverlässig, wodurch der Bau zügig voranschreitet. Durch den optimierten Systemraster ist der Schalwagen problemlos vom Regelquerschnitt an den vergrößerten Querschnitt beim Lärmschutzbereich an den Tunnelportalen anpassbar. Dazu werden die Top50-Elemente hinausgespindelt und die Passbereiche geschlossen. Die ausführende Baufirma lobt besonders das effiziente und sichere Handling der innovativen Schalungslösung.

Der passende Deckel

Ein neues Unter-Tage-Produkt entwickelten die Harsco-Schalungsplaner im vergangenen Jahr. Für den Bau einer neuen Tiefgarage in Düsseldorf wurde ein in der Höhe anpassbarer, zerleg- und daher handversetzbarer Stützbock zur Herstellung einhäuptiger Wände konstruiert. Notwendig wurde dies, da die Tiefgarage in der sogannten „Deckelbauweise“ hergestellt werden musste. Dies ist ein spezielles Bauverfahren zur Herstellung von Tunneln und Baugruben, das seine Premiere in den 1970er-Jahren beim Bau der Düsseldorfer U-Bahn feierte. Dabei werden von der Geländeoberkante aus Schlitz- oder Bohrpfahlwände und eventuell auch Zwischenstützen erstellt, auf die dann ein Deckel betoniert wird. Danach erfolgt der Bodenaushub unter dem Deckel.

Bei der neuen Tiefgarage am Düsseldorfer Brabarossaplatz reichen die neun wechselseitigen Stockwerke in den Boden 16 Meter tief in den Boden. Die Herausforderungen an die Schalungsplaner waren hoch. Aufgrund der Deckelbauweise wurden diverse Sonderschalungen und -lösungen für die Abstützung der Wandschalungen entwickelt. Für den Randbereich der Deckelschalung, in dem später die darunterliegende Wand angeschlossen wird, entwickelte Harsco Infrastructure beispielsweise spezielle Aussparungskästen, die beim Ausbaggern geborgen wurden und sich bei der Schalung des nächsten Deckels wieder verwenden ließen. Die Kästen erfüllten gleich mehrere Aufgaben: Sie ermöglichten das Einklemmen und Fixieren des für die Wasserdichtigkeit erforderlichen Fugenbandes und schafften eine Auflagerfläche für die Anschlussbewehrung Decke/Wand. Um außerdem das nachträgliche Einbringen des Wandbetons zu ermöglichen, wurden Einfüll- und Entlüftungsrohre vorgesehen.

Eine weitere knifflige Schalungsaufgabe stellte die Herstellung der einhäuptigen Außenwände unterhalb der Decke dar. Auch hierfür haben sich die Schalungsplaner etwas einfallen lassen: Sie entwickelten einen von Hand versetzbaren Sonderstützbock aus Stahlteilen, der sich flexibel auf ein Höhenraster zwischen 1,20 und 2,40 Meter einstellen lässt. Innerhalb der Geschoße standen zwar Hubwagen bereit, aber großteils wurde das Material von Hand bewegt. Deshalb kam als Wandschalung auch die handbedienbare Rasto/Takko-Schalung zum Einsatz. Je komplexer die Baustelle, umso wichtiger die planerischen Vorarbeiten. Bauleiter Peter Wigger: „Der enorme planerische Aufwand zahlt sich wirklich aus. Alle Lösungen sind maßgeschneidert auf die Bedingungen unserer Baustelle abgestimmt.“

Lösungen für die Hydrotechnik

Infrastruktur bedeutet jedoch nicht nur Tunnel und Verkehrswege. Auch in den Bereichen Wasserausbereitung, Kraftwerke und Analgentechnik sind hochentwickelte Schalungslösungen nicht mehr wegzudenken. Darauf hat sich das Vorarl­berger Unternehmen RSB Formwork Technology spezialisiert. Kunden in aller Welt vertrauen auf die 30-jährige Erfahrung und das Know-how des Unternehmens. RSB-Schalungen werden u. a. zum Bau von Faultürmen, Becken, Behältern, Wassertürmen und Windkrafttürmen aus Stahlbeton eingesetzt. Aktuell wird das Know-how von RSB beim Bau der Umweltschutzanlage der Lenzing AG eingesetzt, wofür das Fußacher Unternehmen die Schalungslösung liefert. Konkret werden drei Rundbecken gebaut, wovon eines als Pufferbecken und zwei als Biologiebecken dienen.

Die Becken umfassen eine Höhe von 9,2 Metern und wurden in vier Abschnitten mit einer speziellen horizontalen Zylinderholzschalung errichtet. Für den gesamten Schalungsprozess ist das verfahrbare Arbeitsgerüst ein wesentlicher Bestandteil, um alle Abschnitte reibungslos zu bearbeiten. Eine Herausforderung für das RSB-Team war der Umstand, dass der Behälter innen komplett mit PE-Folie auszukleiden war. Bei jedem Abschnitt wurde die Folie auf die Innenschalung aufgebracht und somit direkt einbetoniert. Die fachgerechte Montage der Zylinderschalung wurde vor Ort vom RSB-Richtmeister unterstützt. Die Schalungsplanung erfolgte in enger Zusammenarbeit mit der Baufirma Haider Gebrüder & CO. Bauleiter Michael Knapp war mit dem gemeinsamen Projekt sichtlich zufrieden: „RSB ist der Spezialist für Rundschalungen. Auch in kommenden Projekten werden wir gern wieder zusammenarbeiten.“

Gestaltungsmittel Schalhaut

Neben der konstruktiven Nutzung wird Beton mittlerweile immer häufiger aufgrund seiner optischen Gestaltungsmöglichkeiten eingesetzt. Klassische Sichtbetonwände bei Wohn- oder Bürobauten mit oder ohne Struktur sind längst keine Seltenheit mehr. Immer häufiger kommen Strukturmatrizen auch bei Infrastrukturprojekten zum Einsatz. Darauf spezialisiert hat sich der Hersteller NOE-Schaltechnik. Die Matrizen eignen sich besonders zur Herstellung von Sondertexturen und Einzelfertigungen, die durch einen gummielastisch erhärtenden Flüssigkunststoff abgegossen werden. Solche Kunststoffmatrizen sind mit einem Relief versehen, das sich wie ein Stempel auf die Oberfläche des fertigen Betons überträgt. Matrizenschalungen eignen sich für große Texturtiefen und vereinfachen außerdem die Handhabung, da der Rückenaufbau den Elementen Steifigkeit verleiht. Sie können auf die Schalung aufgeklebt oder in diese eingestellt oder eingelegt werden. 

Zum Einsatz kamen die Strukturmatrizen auch beim Neubau der Albertkanal-Brücke in Belgien. Da der Albertkanal zurzeit ausgebaut wird, musste die Brücke aus dem Zweiten Weltkrieg abgerissen bzw. durch eine neue Brücke ersetzt werden. Die Brücke selbst ist eine Stahlbrücke mit einer Breite von 18,5 Meter und einer Gesamtlänge von 195 Meter. Eines der vorherrschenden Baumaterialien der Brücke ist weißer Sichtbeton, der mit ockerfarbenen Pigmenten versehen wurde und damit an natürlichen Granit erinnert. Um diesen Eindruck zu unterstützen, entschieden sich die Planer dafür, die Oberfläche des Betons mithilfe von NOEplast-Strukturmatrizen zu gestalten. Die Wahl fiel auf die NOEplast-Steinstruktur „Granit IV“.

Sie spiegelt die Oberfläche grob behauenen Granits wider und bildet mit ihren unterschiedlichen Furchen eine gute Basis für eine Oberflächenbeschaffenheit, die der ursprünglichen Brücke sehr nahe kommt. Um diesen Eindruck noch zu unterstreichen, verwendeten die Verantwortlichen zusätzlich einen Oberflächen- bzw. Erstarrungsverzögerer. Dadurch wird das Erstarren des Betons unterbunden. Dies hat zur Folge, dass die oberste Zementschicht nicht aushärtet und nach dem Ausschalen mit einem scharfen Wasserstrahl ausgewaschen werden kann, wodurch die Gesteinskörnung sichtbar wird und zum unverwechselbaren Erscheinungsbild der Brücke beiträgt.
 

Autor/in:
Jürgen Niederdöckl
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