Der Vorsprung liegt in der Technik

Schalung, Gerüst und Engineering im Ortbetonbau

Schalung und Rüstung: Im Ortbetonbau bilden sie eine notwendige, sich ergänzende Einheit. Wer deren Bauproduktivität nachhaltig verbessern will, sollte sie daher ganzheitlich planen, organisieren und einsetzen.

Wie sehr diese Zielsetzung heute vom direkten Zusammenwirken der Schalungs- und Gerüsttechnik abhängig ist, kann an den enormen Fortschritten abgelesen werden, die sich während der letzten 20 Jahre im Beton- und Stahlbetonbau ergeben haben. Hierzu gehören natürlich auch die Entwicklungsschübe innerhalb der Zement-, Betonzusatzmittel- und Stahltechnologie. Denn hochfeste Betone und hochduktile Stähle haben die Tragfähigkeit, Standsicherheit und Dauerhaftigkeit des Stahl- und Spannbetons wesentlich verbessert. Die dadurch erreichbare Architekturqualität in Form und Oberfläche bzw. die oft gigantischen Bauwerksdimensionen sind aber das Ergebnis von gerätetechnisch bedingten Verfahrensinnovationen, die aus Fortschritten in der Schalungs- und Gerüsttechnik resultieren.

Zusammenbringen, was im Ortbetonbau zusammengehört

„Wesentliche Randbedingungen, die im Zuge der Planung und der Realisation von Bauwerken und von Konstruktionen im Anlagenbau, im Schiffsbau und in anderen Industriezweigen zu beachten sind, werden durch die Auswahl der temporären Bauhilfsmittel, wie Traggerüste, Schalungen und Arbeits- und Schutzgerüste definiert.“ (1)

In der baukonstruktiven und baubetrieblichen Forschung und Lehre wird schon lange darauf verwiesen, dass für den Werkstoff Stahlbeton die Schalung und Rüstung zwei direkt miteinander verbundene gerätetechnische Produktionsmittel sind.

Ebenso oft wird betont, dass bei diesen beiden Systemen eine durchgängige Vernetzung aller zugehörigen geräte- und materialtechnischen Bauteilkomponenten und Bauteilgruppen wichtig ist – etwa in Form von Schalungsplatten, Aussparschalungen oder Wetterschutzdächern und Einhausungen. Denn erst in der Gesamtbetrachtung aller Faktoren können im Ortbetonbau schnittstellenarme und weitgehend reibungsverlustfreie Planungs- und Ausführungsabläufe erzielt werden. Wie notwendig und erfolgsversprechend eine solche Vorgehensweise für Bauunternehmen tatsächlich ist, kann im Hochbau an den Anteilen von Schalung und Rüstung in Form der direkten Rohbaukosten und Rohbau-Lohnkosten abgelesen werden.

Ortbetonbaukompetenz im Doppelpack

Bereits mit dem Stellen einer Schalung und dem nachfolgenden Einbau der Bewehrung und des Frischbetons ist die Gerüsttechnik immer Teil dieser Arbeitsabläufe. Je größer allerdings die geometrie- und lastbestimmten Ansprüche an den Schalungseinsatz werden, umso größer wird der Anteil der Gerüsttechnik am Gelingen solcher Betonbauwerke.

Vor allem im konstruktiven Hoch-, Ingenieur- und Infrastrukturbau reicht die Gerüsttechnik über ihre klassischen Funktionen als Arbeits- und Schutzgerüst weit hinaus. Hier begrenzt sich die Gerüsttechnik nicht nur auf die Bereitstellung sicherer Zugänge, Lager- und Arbeitsflächen oder Schutzeinrichtungen für eine sichere Höhenarbeit. Sondern sie bestimmt dort als Trag- oder Stützsystem der Schalungsunterkonstruktion folgende Funktionen:

die form- und oberflächenbildenden Eigenschaften der stehenden, geneigten oder liegenden Schalungsaufbauten,

die Ableitung der Eigen- und Verkehrslasten aus den Schalungsaufbauten,

schafft die Voraussetzung für die Mechanisierung der Schalungstakte und Schalungsvorgänge.

Diese Mechanisierung der Schalungstakte und Schalungsvorgänge wird durch die Integration von hydraulischen und elektrischen Antrieben in die Peri Variokit Verfahr- und Klettersysteme erreicht. Somit können die Schalungseinheiten nicht nur vertikal oder horizontal bewegt werden, sondern auch der komplette Positionier-, Ein- und Ausschalvorgang wird selbsttätig ausgeführt.

Effizienzsteigerung in der Schalungs- und

Gerüsttechnik

Jede Art von Systemschalung oder Systemgerüst besteht aus vorgefertigten Bauteilen mit definierten Längen- und Flächenmaßen und standardisierten Verbindungsmittel. Dadurch entstehen automatisch „integrierte“ Baukastensysteme.

Außerdem liegen Schalung wie Rüstung – vor ihrer Montage und Bereitstellung – immer als in Bauteile- und Bauteilgruppen „aufgelöste Bausätze“ vor. Deshalb hängt die Aufbaugeschwindigkeit und die Einsatzfähigkeit von Schalung und Rüstung maßgeblich von drei Faktoren ab:

von der Gesamtzahl der (flächen- bzw. stielförmigen) Bauteile und Verbindungsmittel für die Montage und Sicherung der Schalungs- oder Gerüstaufbauten,

von der Aufbauflexibilität und Anpassbarkeit an die Bauteil- bzw. Bauwerksgeometrie

und von der Tragfähig- und Standfestigkeit des Aufbaus beim Ableiten aller auftretenden Lasten.

Vor allem die Punkte zwei und drei bestimmen darüber, welche Material- und Zeitaufwände nötig sind, um bei steigender Bauwerkskomplexität aufbau- und verwendungssichere Schalung- und Gerüstkonstruktionen erstellen zu können.

Diese unterschiedlichen Anforderungen an die Schalungs- und Gerüsttechnik haben in den zurückliegenden 50 Jahren zu zwei unterschiedlichen Systemkonzepten geführt.

Baukastensysteme der ersten und zweiten

Generation

Bei dem älteren Systemkonzept wird in der Schalungs- und Gerüsttechnik „additiv“ vorgegangen.

Das heißt: Neue baukonstruktive und baurechtliche Anforderungen oder kundenspezifische Ansprüche werden durch die Entwicklung von zusätzlichen Ergänzungs- und/oder Sonderbauteilen aufgefangen. Die daraus entstehenden Vielfaltskosten durch ständig ansteigende Bauteilmengen und Teilevarianten haben zuerst in den baufernen Branchen des Automobil- und Maschinenbaus zu einem Umdenken in der Produktentwicklung geführt.

Ab Mitte der 1980er Jahre kam es dort zur Innovation der Plattformstrategien mit seinem sogenannten „integralen“ Systemkonzept. Dieses Systemkonzept vereint zwei scheinbar gegensätzliche Zielsetzungen: Mit einem Minimum an standardisierten Bauteilen soll ein Maximum an individuellen Anwendungen bzw. Ausführungen umsetzbar sein. Deshalb wird – um die Teile-Vielfalt begrenzen zu können – die Zahl der Funktionen pro Kernbauteil konsequent erweitert und über koppelnde Anschlüsse intelligent zu einem hochflexiblen Gesamtsystem miteinander verbunden.

Ab Ende der 1990er Jahre hat Peri für die Entwicklung seiner Schalungs- und Gerüsttechnik dieses integrale Systemkonzept zunehmend aufgegriffen. Zwei kundenorientierte Ziele waren dabei für Peri richtungsweisend:

ein hoher Anteil von wenigen Kern-Bauteilen in unterschiedlichen Anwendungen, um die Investitions- Betriebs- und Logistikkosten deutlich zu reduzieren

eine einfach ausführbare Planungs- und Montagelogik, um die Arbeitsproduktivität pro Zeiteinheit zu steigern.

Die Vorteile, die sich daraus für Bauunternehmen ergeben, nehmen mit steigender Bauwerkskomplexität zu. Konkret: Je mehr Öffnungen, Übergänge, Anschlüsse, Eckausbildungen, Krümmungen und Auskragungen ein Baukörper aufweist, umso zeit- und kostensparender wirkt sich die hohe Gleichteilquote der Peri-Systeme im Schalungs- und Gerüstbau aus.

Innovationsschub durch die Peri Schalungs- und

Gerüstsysteme

Wer auf die zurückliegenden 20 Jahre zurückblickt, entdeckt in der Peri Schalungs- und Gerüsttechnik mehrere Entwicklungen, die für den Ortbetonbau bahnbrechend sind und waren. Welche zeit- und kostenreduzierenden Effekte in der Schalungstechnik erreichbar sind, kann an der Entwicklungsgeschichte der Schalungssysteme Maximo und Duo abgelesen werden. Was beide Schalungsinnovationen konzeptionell verbindet, ist die Idee veränderter Montageabläufe mit dem Ziel, sowohl die Produktivität als auch die Anwendungssicherheit zu steigern. Bereits 2007 führte Peri die Rahmenschalung Maximo in den Markt ein. Mit der einseitig bedienbaren Ankertechnik und einer in der Elementmitte liegenden Ankerstelle ist sie in der Folgezeit zum Vorbild für das Hochleistungsschalen geworden. Die offensichtlichen montagetechnischen und betonästhetischen Vorteile dieser neuartigen Ankertechnik haben dazu geführt, dass heute nahezu alle namhaften Hersteller ähnliche Schalungslösungen anbieten.

Ähnlich verhält es sich mit dem 2016 vorgestellten Schalungssystem Duo, das für kleinflächige Betonbauteile ohne besondere Oberflächenansprüche entwickelt wurde. Sie weist eine nahezu selbsterklärende Montagetechnik auf, bei der die Systemanschlüsse und Verbindungsmittel nicht mehr per Hammerschlag fixiert werden müssen. Als innovative Leichtbaulösung wird sie inklusive der Schalhaut aus hochbelastbaren Faserverbundwerkstoffen hergestellt. Zudem hat Duo den Begriff der Universalschalung neu definiert: Mit nur einem einzigen System können Fundamente, Wände, Säulen und Decken geschalt werden.

Auch die beiden kompakten Baukastensysteme
Variokit und Peri Up markieren einen Innovationssprung. Der Peri Up Gerüstbaukasten hat den Vertikalaufbau in Rahmen- oder Stielbauweise zu einem einzigen System vereint. Trotz der Vereinheitlichung der beiden Aufbauweisen liegt die Gesamtzahl aller Teile unter 500.

Zudem hat der Peri Up Gerüstbaukasten bereits 1998 mit dem vorlaufenden, systemintegrierten Seitenschutz ein technisches Sicherheitskonzept realisiert, das seit 2019 durch die überarbeitete TRBS 2121-1 zur allgemeingültigen Richtlinie erklärt wurde.

Bei dem Variokit-Ingenieurbaukasten für den Schwerlastbereich ist es sogar gelungen, durchschnittlich 85 % aller Tragwerksanwendungen mit nur drei Kernbauteilen – Stahlriegel SRU, Kletterschiene RCS, Schwerlastspindel SLS – konstruktiv ausbilden zu können.

Die Schnittstelle zwischen Peri Up und Variokit basiert auf der identischen Maßordnung für die Bauteilgrößen und Verbindungsraster. Beide Systeme beziehen sich mit ihren Rastermaßen 12,5 cm, 25 cm und 50 cm auf die oktametrische Maßordnung der DIN 4172.

Mit diesem durchgängigen Aufbau- bzw. Verbindungsraster können Peri Up und Variokit im kombinierten Aufbau nahezu stufenlos an komplexe Bauwerksgeometrien oder speziell geforderte Lastableitung angepasst werden. Ihre Kombinierbarkeit ermöglichen integrierte Schalungs- und Gerüstaufbauten, die sonst im Bereich von Sonderkonstruktionen liegen oder nur durch materialaufwendige, zusätzliche Behelfskonstruktionen ausführbar sind.