Tunnelfertigung nach Maß mit Ulma-Schalwagen

Derzeit sind der Flughafen und die Messe Stuttgart mit dem öffentlichen Personennahverkehr von der Stuttgarter Innenstadt aus lediglich mit der S-Bahn erreichbar. Um eine zusätzliche Anbindung an das Liniennetz des Verkehrsverbunds Stuttgart zu erreichen, wird die bestehende Stadtbahnlinie U6 im Auftrag der Stuttgarter Straßenbahn AG um etwas mehr als drei Kilometer von der Endhaltestelle Fasanenhof bis zum Flughafen/Messe verlängert.

Hierfür wird die neue Trasse teilweise entlang der Bundesstraße B 27 in Richtung Haltestelle Messe West und Flughafen/Messe geführt. Ab der Haltestelle Messe West senkt sich die oberirdische Trasse über ein 140 m langes Rampenbauwerk ab und mündet schließlich in einen 375 m langen, in offener Bauweise erstellten Tunnel, der sich bis zur neuen Haltestelle Flughafen/Messe erstreckt. Die Haltestelle befindet sich in einem 100 m langen, U-förmigen Trog und ist zweigleisig mit einem 10 m breiten Mittelbahnsteig ausgeführt. Die Endhaltestelle ist so für einen verdichteten Takt und erhöhten Veranstaltungsverkehr ausgelegt.

Der zunächst zweigleisig verlaufende Tunnel weitet sich im Verlauf auf 12 m Breite auf, um einem dritten Gleis Platz zu bieten. Das zusätzliche Gleis dient als Kehr- und Breitstellungsanlage für bis zu zwei Doppeleinheiten an Stadtbahnwagen. Der Baubeginn für diesen insgesamt knapp 700 m langen Teilabschnitt in offener Bauweise erfolgte im Juli 2018 durch die Ed. Züblin AG, Stuttgart. Die Fertigstellung des Teilabschnitts ist für Juni 2020 geplant.

Tunnelfertigung auf technisch höchstem Niveau

Die Herstellung des als WU-Konstruktion ausgeführten Tunnels im Bereich der Haltestelle Flughafen/Messe erfolgte in offener Bauweise. Im Rahmen eines aufgelösten Verfahrens wurden nacheinander die 1,05 m starke Bodenplatte, die 90 cm dicken Wände und die rund 1,05 m starke Decke gefertigt. Nach Fertigstellung der größtenteils einhäuptig, als vorlaufende Takte gegen Verbau betonierten Wände wurde die Tunneldecke mit einem von Ulma Construction individuell auf den veränderlichen Tunnelquerschnitt zugeschnittenen, elektrisch verfahrbaren und hydraulisch absenkbaren Tunnelschalwagen hergestellt.

„Die in Stuttgart eingesetzte, aus dem Ingenieurbaukasten MK konzipierte Schalungslösung besteht aus zwei gekoppelten Segmenten“, erläutert Dipl.-Ing. Thomas Fiebig, Leiter Technik bei Ulma Construction, die für das Infrastrukturprojekt in Stuttgart nach Maß konzipierte Schalungslösung. „Durch die Verwendung eines 8,21 m sowie eines 4,00 m breiten Systemelements konnten wir den für den Bahnhofsbereich erforderlichen Querschnitt von 12,21 m sowie den im übrigen Leistungsbereich geforderten Querschnitt von 8,21 m optimal bedienen“.

Um ein sicheres, einwandfreies Ausschalen des Betons zu ermöglichen, sind die beiden Schalwagen hydraulisch absenkbar. Sie wurden im Rahmen der Baumaßnahme über ein System von Bahnschienen verfahren. Während die 8,21 m breite Ausführung über einen eigenen elektrischen Antrieb verfügt, um den Schalwagen selbständig von einem Betonierabschnitt zum nächsten zu verfahren, wurde das kleinere Koppelelement mit Baustellenmitteln bewegt.

„Das Konzept des Ulma Schalwagens hat uns von vornherein überzeugt“, berichtet der bei der Ed. Züblin AG verantwortliche Bauleiter Wolfgang Heiko Wagner, M.Eng. „Der Aufbau ist sehr filigran, und optimal abgestimmt auf die hier erforderlichen Querschnittswechsel. Darüber hinaus sind die Systemelemente sehr leicht hydraulisch nach oben und unten verstellbar und gut verfahrbar. Insgesamt hat uns das Handling auf der Baustelle sehr überzeugt“.

Darüber hinaus verfügt der Schalwagen über eine gut dimensionierte Durchfahrtsmöglichkeit, mit der es im Notfall sogar möglich gewesen wäre, mit dem Mischer durch den Schalwagen zu fahren. Diese Option kam jedoch nicht zum Tragen.

Schnelle Baufortschritte

Der aus Brandschutzgründen im gesamten Tunnel verwendete PP-Faserbeton wurde lagenweise in einer Stärke von 30 bis 45 cm gleichmäßig und symmetrisch eingebaut. Dabei galt es, eine horizontale Verschiebung der Betonmasse und damit eine Überlastung der Struktur zu vermeiden.

„Beim Betoneinbau haben wir zunächst im Wochentakt gearbeitet“, erläutert Wagner die Baustellenabläufe. „Hierfür haben wir freitags betoniert und am darauffolgenden Montag ausgeschalt. Diesen Takt konnten wir im Verlauf der Arbeiten jedoch um einen Arbeitstag reduzieren“, so Wagner weiter.

Im Rahmen des individuell auf die Baustellensituation in Stuttgart zugeschnittenen Schalungskonzepts wurde die Schalwagenkonstruktion auf Basis der Verwendung von MK-Riegeln von Ulma so ausgeführt, dass ein sicherer Abtrag der Lasten aus der Schalung in die Sohle über jeweils zwei Reihen von vertikalen Stützen erfolgt. Diese Stützen sind in Längsrichtung des Schalwagens ausgesteift, um die Gesamtkonstruktion zu stabilisieren und die längs verlaufenden Lasten aufzunehmen. Die vertikalen Lasten werden über die Fahrträger in die Gründung abgeleitet.

Während des Betoniervorgangs erfolgt die Lastableitung über Hydraulikzylinder und Titan-Absenkkeile, während des Verfahrens über die Rollen des Schalwagens. „Um ein höchst mögliches Maß an Arbeitssicherheit zu garantieren, wurde der Schalwagen bereits in Rödermark zu transportfähigen Einheiten vormoniert“, erläutert Fiebig einen weiteren wesentlichen Vorteil des Ulma-Schalwagenkonzepts. „Dies hatte den Effekt, dass die untere Arbeitsebene und damit eine Absturzsicherung bereits zum Beginn der Betonage vollumfänglich zur Verfügung stand“, so Fiebig weiter.

Die Inbetriebnahme des neuen Streckenabschnitts ist für Ende 2021 geplant. Dann erschließt die Endhaltestelle Flughafen/Messe neben dem Osteingang der Messe auch den Flughafen Stuttgart und die daran angeschlossene Airport City. Zudem besteht Anschluss an den geplanten Filderbahnhof, den Fernbusbahnhof und die S­Bahn.

Ulma Construction GmbH

www.ulmaconstruction.de