Individueller Tunnelbau mit Ulma-MK-Schalwagen

Noch sind der Flughafen und die Messe Stuttgart mit dem öffentlichen Nahverkehr von der Innenstadt aus lediglich per S-Bahn erreichbar. Um eine zusätzliche Anbindung an das Liniennetz des Verkehrsverbunds Stuttgart zu erreichen, wird die Stadtbahnlinie U6 bis Ende 2021 um etwas mehr als drei Kilometer von der Endhaltestelle Fasanenhof bis Flughafen/Messe verlängert. Die neue Trasse wird teilweise entlang der Bundesstraße 27 in Richtung der Haltestellen Messe West und Flughafen/Messe geführt. Ab 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 Flughafen/Messe erstreckt. Die Haltestelle befindet sich in einem 100 m langen, U-förmigen Trog und ist zweigleisig mit einem 10 m breiten Mittelbahnsteig 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 Bereitstellungsanlage für bis zu zwei Doppeleinheiten an Stadtbahnwagen. Dieser knapp 700 m lange Teilabschnitt wird in offener Bauweise durch Ed. Züblin aus Stuttgart erstellt.

Montagearbeiten am Tunnelschalwagen: Die Baustelle musste während der gesamten Bautätigkeiten von oben angedient werden. (Bild: Ulma)

Der Tunnel wurde im Bereich der Haltestelle Flughafen/Messe als WU-Konstruktion ausgeführt. 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 Thomas Fiebig, Leiter Technik bei Ulma Construction, die nach Maß konzipierte Schalungslösung. „Durch 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 beide Schalwagen hydraulisch absenkbar. Sie wurden dabei 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 Ed. Züblin verantwortliche Bauleiter Wolfgang Heiko Wagner. „Der Aufbau ist sehr filigran und optimal abgestimmt auf die erforderlichen Querschnittswechsel. Zudem sind die Systemelemente sehr leicht hydraulisch nach oben und unten verstellbar und gut verfahrbar. Insgesamt hat uns das Handling auf der Baustelle sehr überzeugt.“ Zudem verfügt der Schalwagen über eine gut dimensionierte Durchfahrtsmöglichkeit, mit der es notfalls möglich gewesen wäre, mit dem Mischer durch den Schalwagen zu fahren – was hier jedoch nicht nötig war.

Die Betonage der 36 für den Tunnelbau erforderlichen 10 m langen Blöcke erfolgte vorwiegend im Wochentakt, beginnend mit dem breiten Querschnitt im Bereich der Endhaltestelle Flughafen/Messe, um sich dann in Richtung Rampenbauwerk vorzuarbeiten. 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“, so Wagner weiter. „Wir haben freitags betoniert und am darauffolgenden Montag ausgeschalt. Diesen Takt konnten wir im Verlauf der Arbeiten jedoch um einen Arbeitstag reduzieren, was den Baufortschritt entsprechend beschleunigte.“

Schalwagen auf Bahnschienen — Um den Schalwagen von einem Betonierabschnitt zum nächsten zu verfahren, war er auf einem System von Bahnschienen positioniert. (Bild: Ulma)

Bei dem individuell auf die Baustellensituation zugeschnittenen Schalungskonzept wurde die Schalwagenkonstruktion auf Basis von Ulma-MK-Riegeln 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 höchstmögliches Maß an Arbeitssicherheit zu garantieren, wurde der Schalwagen bereits in Rödermark zu transportfähigen Einheiten vormoniert“, betont Fiebig. „Damiz stand die untere Arbeitsebene und damit eine Absturzsicherung bereits zum Beginn der Betonage vollumfänglich zur Verfügung.“