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Schalungs-Sonderkonstruktion für U-Bahn-Station "Flughafen/Messe Stuttgart"

Komplexe Schuppengeometrie ermöglicht

Von Jennifer Schüller

Die Verlängerung der Stadtbahnlinie U6 in Stuttgart erlaubt es Reisenden künftig ohne Umsteigen den Flughafen in nur 30 Minuten zu erreichen. Dazu wird die bestehende Strecke um 3 km erweitert. An der neuen Endhaltestelle, direkt zwischen dem Messeeingang und dem Flughafen, werden in insgesamt 18 Takten architektonisch anspruchsvolle Schuppenwände erstellt.

Stuttgart. – Im Jahr 2018 begannen die Arbeiten zur Verlängerung der Stadtbahnlinie U6 in Stuttgart. Auf drei Kilometern Länge soll im Rahmen dieses Projektes bis 2021 die bereits bestehende Strecke bis zum Flughafen erweitert werden. Für die Ausführung des Rampen-, Tunnel- und End-haltestellenbauwerks zeichnet Züblin verantwortlich. Zur Herstellung besonderer Wandgeometrien am Endbahnhof der Strecke werden spezielle Sonderkonstruktionen des Schalungsherstellers Meva eingesetzt. "Die Entwicklung dieser Schalungslösungen war eine echte Herausforderung", erklärt Jochen Moosmann, Leiter Sonderkonstruktion bei Meva, auf der Baustelle am Stuttgarter Flughafen. "Bei den meisten Schalungselementen handele es sich um Sonderkonstruktionen, die in dieser Form vermutlich nicht noch einmal auf einer anderen Baustelle zum Einsatz kommen werden. Mehrere Monate hätten die Planung und die Absprachen mit Züblin in Anspruch genommen. Gerade wird Block 59, der sich auf Höhe des Mövenpick-Hotels befindet und später den Haltestellenbereich für die U-Bahn bilden wird, betoniert. Dementsprechend benötige das Team zwischen zweieinhalb bis drei Wochen für einen Abschnitt beziehungsweise Block.

Etwa 9 Meter hoch sind die Wände an dieser Stelle. Das verlangt der Konstruktion einiges ab, denn es sei nicht leicht, Wände dieser Höhe in einem Guss herzustellen – noch dazu in Sichtbetonklasse SB3. Um besonders glatte und gleichmäßige Betonoberflächen zu erzielen, wurde die Sonderschalung mit der alkus-Vollkunststoff-Platte ausgestattet. Die Platten wurden von hinten verschraubt, um Abdrücke von Schrauben zu vermeiden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Abstützung der Schalungselemente in der engen Baugrube Platz finden müssen.

Doch die Wandhöhe an sich ist nicht der Grund, warum Moosmann bei dem Projekt von einer "anspruchsvollen Aufgabe" spricht: es ist die besondere Geometrie der Wände, die Meva bei der Erstellung der passenden Schalungslösungen einiges abverlangte. "Das Besondere an den Wänden ist eine kleine Nische. In dieser soll später die Beleuchtung angebracht werden", sagt er. Die Architektenpläne zeigen die Wände in einer Art Versatz, wie schräg angeordnete, aufrecht stehende Dominosteine. Bei Meva bezeichnet man diese spezielle Geometrie als Schuppen.

Unter Spannung: Die verzinkten Schrägstützen Triplex von Meva sorgen dafür, dass die Wände beim Betonieren ausreichend abgestützt werden.

Im nicht überdachten Haltestellenbereich zwischen Kongresshotel im Norden und Flughafen im Süden ragen die sogenannten Schuppenwände empor. Ihre Höhe ist jedoch nicht gleichbleibend und orientierte sich in der Planung an einem nahegelegenen Rad- und Gehweg. Die Schuppen haben eine Breite von vier Metern. Oben kragen die Wände aus und verjüngen sich. Diese Verjüngung wurde mittels einer Rückseitenschalung erzielt.

"Es ist das erste Mal für uns, dass wir eine Wand dieser Art und Weise ausgeführt haben", sagt Heiko Wagner, Bauleiter bei Züblin. "Der Aufwand war daher schwer einzuschätzen." In Zusammenarbeit mit Meva sei diese Premiere jedoch von Erfolg gekrönt gewesen.

In insgesamt 18 Takten werden die komplexen Schuppenwände nun erstellt. Ihre spezielle Geometrie wurde bereits beim Einbringen der Bewehrung deutlich. Am aufwändigsten gestaltete sich jedoch die Ausbildung der Nische zwischen den Schuppen. Aufgrund der späteren Anbringung von Leuchten in der Nische konnte nicht einfach mit einer rechteckigen Aussparung geplant werden. Stattdessen galt es, auch die elektrische Versorgung zu gewährleisten. Außerdem benötigte man einen Nischenanfänger am Boden, um die unterschiedliche Winkellage zu den Blockfugen zu berücksichtigen.

"Um die Nischenschalung sicher zwischen den Schuppen einzubringen, mussten mehrere Aspekte beachtet werden", erklärt Moosmann. "Zum einen wird sie durch den Rahmen hindurch an der Schalung verschraubt. Zum anderen sind passgenaue Holzplatten in der Aussparung integriert, um dem Frischbetondruck Stand zu halten. Zusätzlich wird ein L-förmiges Metallteil in die Nischenschalung eingebracht. Dabei wird die lange Seite des L am Rahmen der Schuppenschalung fixiert. Sie dient bei einer Schütthöhendifferenz und auftretender Frischbetondruckdifferenz zwischen zwei Schuppen als horizontale Sicherung, indem der Druck in den Rahmen abgeleitet wird." Um die Nischenschalung nach der Betonage wieder zu entfernen, wurde sie nicht rechteckig, sondern trapezförmig konstruiert und mit Gelenkecken versehen. Auf diese Weise können die Elemente leichter wieder entfernt werden, erklärt Moosmann.

Beim Betonieren ist Erfahrung gefragt. Nur wenn der Betoniervorgang einschließlich Verdichten fachgerecht ausgeführt wird, kann die Sichtbetonklasse SB3 erreicht werden, die Züblin bei dem Projekt an dieser Stelle anstrebt.

Neben dieser komplexen Detaillösung wurden die Meva-Ingenieure aber auch im Großformat gefordert, denn die Geometrien der Schuppenwände unterscheiden sich auf der Nord- und der Südseite. Beispielsweise ist die Anordnung der Schuppen entgegengesetzt. Aber auch die rückseitige Verjüngung unterscheidet sich aufgrund des umgebenden Geländes. So erhält die 140 Meter lange Südseite auf der Rückseite eine Schräge, während auf der nur 93 Meter langen Nordseite eine Rinne hergestellt wird. "Unsere Bauabläufe unterscheiden sich, je nachdem in welchem Bereich gearbeitet wird", sagt Wagner über die Herausforderungen bezüglich der Nord-Süd-Differenz. "Anfangs mussten wir besonders konzentriert arbeiten. Nach etwa zwei Einsätzen hatten wir dann den Bogen raus."

Da die Schuppenwände nicht nur über unterschiedliche Rückseiten verfügen, sondern auch nach oben über die Baugrube hinausragen, war der Einsatz einer ausschließlich einhäuptigen Schalung nicht möglich. Deshalb erarbeitete Meva eine Möglichkeit, die ein- und zweihäuptige Arbeitsweise zu kombinieren.

Der untere Bereich wird mit Hilfe des Stützbocks STB 450 und der Industrieschalung Mammut 350 gegen die Baugrubenwand betoniert. Aufgrund der unterschiedlichen Rückseiten hat der einhäuptige Bereich auf der Nordseite eine Wandstärke von etwa einem Meter und auf der Südseite von 1,3 Metern. An der Nordwand ist zudem der einhäuptige Bereich höher. Daher treten höhere Lasten auf, sodass jeder Stützbock mit drei Triplex-Stützen gesichert wurde. An der Südwand genügen zwei der modularen Schwerlaststützen von Meva. Die Abstützung kann somit einfach an die unterschiedlichen Höhen angepasst werden. Im oberen Bereich der Schuppenwände wird schließlich aus der einhäuptigen eine zweihäuptige Schalung. Eine Stahlrahmen-Konstruktion von Meva hält den rund 2,5 Meter hohen Abschnitt.

Blick auf einen Teilabschnitt: Eine der Herausforderungen stellt der knapp bemessene Raum dar.

Die Funktion des Stahlrahmens gleicht einem Trockenanker. Im gesamten Bereich des Stahlrahmens wird die Schalung somit nicht durchgeankert. Anfangs sah die Planung vor, den oberen Bereich doppelhäuptig auszuführen. Um ein gleichmäßiges Bild zu erhalten, hätte man daher auf der gesamten Fläche Blindkonen setzen müssen. Der von Meva vorgeschlagene Einsatz eines Trockenankers ermöglicht es, auf den aufwendigen Einsatz von Blindkonen zu verzichten. So kann eine glatte Sichtbetonoberfläche entstehen.

Die Verlängerung der Stadtbahnlinie U6 wurde von der Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB) in Auftrag gegeben. Wenn das Projekt fertig gestellt ist, wird es möglich sein, innerhalb von 30 Minuten von der Stuttgarter Innenstadt zum Flughafen zu gelangen. Die Schuppenwände sollen bis Ende des Jahres fertig gestellt werden. Insgesamt rechnet Züblin damit, alle Arbeiten bis April 2020 abzuschließen. Danach wird die SSB die Gleise verlegen. Voraussichtlich 2021 soll die U-Bahn-Linien-Verlängerung in Betrieb genommen werden. Im Zeichen von Stuttgart 21 wurde nun außerdem eine Direktanbindung vom Bahnverkehr an den Stuttgarter Flughafen beschlossen. Diese Arbeiten sollen nach Abschluss des U6-Projekts aufgenommen werden.

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