Bisher endet die Stadtbahnlinie U6 im Gewerbegebiet Fasanenhof Ost, direkt vor dem Ende der Gemarkung Stuttgart nördlich der Autobahn A 8 Stuttgart – Ulm. Seit 2018 ist die gut drei Kilometer lange Weiterführung zur Messe Stuttgart und zum Flughafen im Bau. Für diesen Streckenabschnitt muss die Autobahn direkt hinter dem Gebiet Fasanenhof überquert werden. Dafür sorgt die insgesamt rund 130 Meter lange Brücke, welche dort die durchgehend zweigleisige Stadtbahnstrecke tragen wird. „Durch die verlängerte U6 entsteht eine umsteigefreie Direktverbindung von Gerlingen, vom Stuttgarter Hauptbahnhof, der Stuttgarter Innenstadt und den südlichen Stadtteilen Degerloch, Möhringen und Fasanenhof zur zukünftigen Verkehrsdrehscheibe Flughafen und zur Landesmesse. Das ist ein großer Gewinn für die Menschen in der Region und ein wichtiges Etappenziel für die SSB“, begründet der Technische Vorstand der Stuttgarter Straßenbahnen Thomas Moser die Verlängerung der U6 und damit die Bedeutung der neuen Brücke. Der Oberbürgermeister Leinfelden-Echterdingens, Roland Klenk, sieht in der erfolgten Brückenverschiebung „eine wichtige Hürde, die genommen wurde“. Die verlängerte Stadtbahnlinie U6 werde seine Stadt „noch ein Stück näher sowohl an Stuttgart als auch an Messe und Flughafen heranrücken“. Ein weiterer positiver Aspekt ist für den OB, dass die Straßen in Leinfelden-Echterdingen durch den verbesserten ÖPNV-Anschluss entlastet würden.
Das neue Brückenbauwerk befindet sich in exponierter Lage, in einem komplexen Umfeld eines großen Verkehrsknotens. Die Bundesautobahn A8 ist eine der wichtigsten Verkehrsadern des Landes. Die Anschlussstelle Stuttgart-Degerloch ist aus südlicher Richtung kommend eines der stark frequentierten Tore nach Stuttgart. Das Brückenbauwerk erschließt als Teil des schienengebundenen öffentlichen Personennahverkehrs im Raum Stuttgart das Messegelände, den Flughafen und den zukünftigen Fernbahnhof am Flughafen für das südliche Stadtgebiet Stuttgarts und das Einzugsgebiet zwischen Vaihingen und Sillenbuch.
Das Brückenelement wurde in den vergangenen Monaten neben der Autobahn gefertigt und musste nur noch in die richtige Lage gebracht werden. Das ging in den Morgenstunden des Sonntags spektakulär vonstatten. Mithilfe von vier Schwerlastmodultransportern wurde die rund 80 Meter lange Netzwerkbogenbrücke in der Nacht von Samstag auf Sonntag verschoben. „Das heißt, 1500 Tonnen Gewicht wurden mit 2000 PS im Schneckentempo einmal quer über die Autobahn bewegt!“, beschreibt es Bernd Schröder vom Tiefbauamt Stuttgart. Für diesen Brückeneinschub mussten beide Fahrrichtungen der Bundesautobahn gesperrt werden, hierzu wurden entsprechende Umleitungen eingerichtet. Der eigentliche Einfahrvorgang dauerte zwar nur rund drei Stunden, aber es bedurfte erheblicher Vor- und Nachbereitungsarbeiten, um den Fahrweg für die Schwerlastmodultransporter herzustellen und anschließend wieder zurückzubauen, ohne die Fahrbahnen der Autobahn zu beschädigen.
Im Bereich der neuen U6-Brücke besitzt die Autobahn drei Fahrstreifen pro Richtung. Zusätzlich sind zwei zweistreifige Verbindungsrampen von und zur B27 Richtung Stuttgart beziehungsweise Tübingen vorhanden. Die Möglichkeit zum Ausbau der Hauptfahrbahn der A8 auf je vier Fahrstreifen musste gewährleistet bleiben. Das Hauptfeld der Brücke wird die gesamten Verkehrsflächen stützenfrei überspannen und ermöglicht so auch eine künftige Verbreiterung der A8.„Der SSB ist mit dieser Konstruktion ein Meisterstück gelungen“, findet Stefan Heß, Abteilungsleiter Straßenwesen und Verkehr im Regierungspräsidium Stuttgart. Der erforderliche Einschub der Brücke über die Autobahn habe zwar zu einer kurzzeitigen Vollsperrung der Bundesautobahn geführt, „die verkehrlichen Vorteile einer weiteren öffentlichen Anbindung des Flughafens rechtfertigten diesen Eingriff jedoch“, so Heß.
Auch Steffen Schäfer, der Projektleiter der Neubaustrecke der Linie U6 Flughafen/Messe, ist von dem Bauwerk überzeugt. Es sei „nicht nur technisch anspruchsvoll, sondern auch optisch ansprechend und konnte nur durch die partnerschaftliche Zusammenarbeit aller Beteiligten in der Planungs- und Bauphase realisiert werden“. Er gibt zu bedenken, dass das Brückendeck dicht entlang der in Längs- und Querneigung verlaufenden Stadtbahngleise konstruiert werden musste, um den notwendigen Freiraum unterhalb der Brücke für den Straßenverkehr zu gewährleisten.
Die beauftragten beratenden Ingenieure schlaich bergermann partner standen vor einer Vielzahl an Herausforderungen. Zum Beispiel, dass der zentrale Abschnitt der Brücke aus einem durchgehenden Teil bestehen musste, und die Brücke sollte aus wenigen Komponenten vorgefertigt werden. Diese sollten zunächst auf dem Werkplatz neben der Autobahn entstehen, bevor der zentrale Teil am Stück über der Autobahn eingesetzt wird.
Den Ingenieuren war wichtig, dass neben Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit an das Brückenbauwerk auch ein gestalterischer Anspruch gestellt wird. Daher überspannt das Hauptfeld der Brücke die gesamte Verkehrsfläche nicht nur stützenfrei, wodurch umfangreiche Baumaßnahmen auf den schwer zugänglichen schmalen Grünstreifen zwischen den Verkehrsflächen und die damit verbundenen Beeinträchtigungen des fließenden Verkehrs vermieden werden, sondern es ergeben sich zusammen mit den geöffneten Seitenfeldern maximal freie Sichtbeziehungen für eine gute Orientierung im Bereich des hoch frequentierten Autobahnknotens. Dies gelang trotz der auf hohen Erddämmen angeordneten neuen Trasse.
Die Besonderheiten der Brücke forderten auch von der Arbeitsgemeinschaft aus Adam Hörnig (Aschaffenburg) und dem Stahlbauunternehmen MCE (Linz) einiges ab. „Der Einschubvorgang bedurfte einer sehr guten Vorbereitung, er ist für sich genommen schon eine Herausforderung“, so die Meinung der Geschäftsführer Dr. Dieter Reitz (MCE) und Wolfgang Hörnig. Sie kennen sich mit besonderen Brücken aus. Ihre Unternehmen gewannen bereits mehrere Deutsche Brückenbaupreise. Hörnig ist viermaliger Gewinner des Deutschen Brückenbaupreises, zuletzt für die Bleichinselbrücke in Heilbronn, bei der ebenfalls schon mit schlaich bergermann partner zusammengearbeitet wurde. MCE hat den Preis zuletzt mit der Rehteklappbrücke in Hamburg gewonnen. Die Brücke für die U6 über die Autobahn A8 ist extrem kompliziert, gespickt mit vielen in dieser Form erstmalig eingesetzten Einbauteilen und Materialien. Ein großer Teil des Tragsystems ist im Erduntergrund versteckt. Hörnig ist sich sicher: „Die Brücke hat das Zeug zum Deutschen Brückenbaupreisträger.“
Filigran und leicht: Das Tragwerk der Brücke
Das Brückenbauwerk gliedert sich in zwei Seitenfelder mit je rund 24 Meter Spannweite und das zentrale Bogenfeld mit 80 Metern Bogenspannweite. Der Schwung der schlanken Bogen wird optisch in geneigten Stahlbetonstützen bis zum Boden fortgesetzt. Die lichte Spannweite von Fundament zu Fundament der schrägen Stützen beträgt 107 Meter. Die Hauptspannweite wird durch einen Netzwerkbogen überspannt, welcher über sprengwerkartige schräge Stützen und beidseitig angeordnete Seitenfelder integral gelagert ist. Die Fahrbahnplatte ist als massive, längs und quer vorgespannte Spannbetonplatte ausgebildet. Die Bogen des Hauptfeldes bestehen aus verschweißten Stahlhohlkästen. Die geneigten, sich kreuzenden Hängeseile bestehen aus Carbon-Zugelementen. „Es handelt sich unserem Kenntnisstand nach um die erste kommerzielle Anwendung von Carbonseilen bei einer Netzwerkbogenbrücke“, betont Lorenz Haspel von schlaich bergermann partner.
Klassischerweise besteht eine Brücke aus einem Hauptträger, der an beiden Seiten auf den sogenannten Widerlagern aufgesetzt wird. Bei dieser Brücke ist das anders: Der Bogen selbst wird ohne Auflager, sozusagen statisch nahtlos, bis in die Fundamente fortgeführt. Deshalb endet der Bogen nicht auf Höhe der Fahrbahnplatte, sondern durchquert die Hauptträger und verläuft unterhalb von ihnen weiter Richtung Erdboden. Im Erdreich bilden Fundamente auf 25 Meter tief gegründeten Pfählen ein Auflager für die Last. Die dadurch entstehenden Seitenfelder der Brücke, praktisch die Anfangs- und Endstücke, geben später in Kombination mit 26 Meter langen Zugankern im Boden den notwendigen Halt für das Gesamttragwerk.
Ein Vorteil dieser Bauweise ist, dass die sonst üblichen beweglichen Auflagerpunkte der Brücke auf Widerlagern und Stützen entfallen. Solche Auflagerpunkte stellen unterhaltsbedürftige Bauteile dar, welche nur mit Sperrungen einzelner Fahrspuren der Autobahn begutachtet werden könnten. Im vorliegenden Fall werden die Auflagerpunkte durch die gewählte Gesamtkonstruktion der Brücke obsolet und dadurch spätere Sperrungen der Autobahn und fortlaufende Revisionskosten vermieden.
Eine weitere besondere Anforderung für das Brückenbauwerk bildete der Umstand, dass die bisherige Endhaltestelle der Stadtbahn ebenerdig im Gewerbegebiet liegt, während nur rund 150 Meter davon entfernt die Brücke bereits eine lichte Durchfahrthöhe von 4,70 Meter über der Autobahn aufweisen muss. Die Steigung der Rampe für die Stadtbahnzüge soll aber nicht höher als 8,5 Prozent geneigt sein. Auch die südliche Brückenrampe Richtung Flughafen soll möglichst kurz sein, damit sie schmal bleibt und wenig Ackerfläche beansprucht. Daher wurden Hauptträger und Tragplatte möglichst flach ausgeführt, zudem unterstreicht die möglichst dicht entlang der Schienenneigung konstruierte Fahrbahnplatte die äußerst filigrane Konstruktion der Brücke.
Technische Angaben (Maße gerundet):
Länge des Überbaus gesamt: 127 m
Stützweite von Seitenfeld zu Seitenfeld 107 m (Anfangs- und End-Elemente der Brücke)
Spannweite Bögen: 80 m
Maximale Höhe des Bogens (Bogenstich): 8.5 m
Breite des Überbaus: 8,5 – 11,7 m
Brückenfläche: 1424 Quadratmeter
Längsgefälle: von 3,5 bis minus 4,4 Prozent
Gesamtgewicht: 1500 t (zum Zeitpunkt des Einfahrvorgangs)
72 Stück Carbonzugelemente im Netzwerkbogen
Technik in Kurzform
? Integrale Netzwerkbogenbrücke in Stahlverbund- und Spannbetonbauweise
(Länge = 130 Meter, Breite 12 Meter, Höhe Netzwerkbogen: 8,5 Meter)
? Bogenelemente werden in den Seitenfeldern über geneigte V-Stiele in das Brückenfundament weitergeführt
? Seitenfelder der Brücke bestehen neben dem Fahrbahndeck je aus geneigten V-Stielen, Schrägscheiben und einer Zugscheibe
? Fahrbahndeck wird in der Mitte von Hängern des Netzwerkbogens getragen und an den Seitenfeldern von den V-Stielen und den Schrägscheiben gestützt
? Brückenfundamente bestehen je aus einer Kombination von Bohrpfählen und Zugankern
Verwendetes Material
? Fahrbahnplatte (Spannbetong), V-Stützen sowie die Schräg- und Zugscheiben aus Stahlbeton
? Bogen aus Stahl
? Zugelemente des Netzwerkbogens aus Carbon
? Anfahrrampen zur Brücke aus kunststoffbewehrter Erde, gegründet auf Rüttelstopfsäulen
Besonderheiten
? Sehr schlanke, offene und feine Brückenkonstruktion bei maximal möglicher, stützenfreier (!) Spannweite über die Autobahn
? Höchste Anforderungen an Planung und Präzision in der Bauausführung
? Integrale Konstruktion = keine revisionspflichtigen Brückengleitlager, sehr instandhaltungsfreundliche Konstruktion
? Herstellung neben der Autobahn A 8 = minimaler Eingriff in Autobahnbetrieb (nur Einschubtermin mit Vor- und Nacharbeiten)
Innovationen
? Weltweit erstmals Einsatz von Zugelementen aus gebündelten Carbonfasern bei einer Netzwerkbogenbrücke (Durchmesser der Zugstangen nur 32 Millimeter)
? Vorteile:
o Leichter Baustoff = günstige Eigenschaft für die Brückenstatik
o Instandhaltungsfreundliches Bauteil in diesem Einsatzgebiet, da weitaus dauerhafter bzw. ermüdungsresistenter als konventionelle Stahlseile
Aufstellung wie ein „Bausatz“: So entsteht die Brücke
Der Hauptteil der Brücke, also der Mittelteil mit dem zentralen Bogenelement, wurde neben der Autobahn in nur neun Monaten Bauzeit komplett vorgefertigt. Stahlbögen, Carbonseile und Fahrbahnträgerplatte bilden also jetzt eine freistehende Einheit. Die Ansätze der Brückenbogen am Ende der Hauptträger sind so ausgeführt, dass die Stahlanschlussbewehrung herausragt. Somit können die noch folgenden beiden Brückenseitenfelder nahtlos und kraftschlüssig mit dem Hauptteil verbunden werden.
Zunächst wird der fertiggestellte Hauptteil der Brücke über die Fahrbahnen der Autobahn gebracht und in seine endgültige Lage abgesetzt. Das passiert während einer Vollsperrung der Autobahn am 2. und 3. Mai 2020. Der Hauptteil wird dabei auf provisorische Stützen links und rechts der Autobahn platziert und sitzt dann bereits genau in der Lage der späteren Stadtbahnstrecke. Nach dem Einfahrvorgang sind also weitere Sperrungen der Autobahn nicht mehr notwendig.
Die beiden je gut 24 Meter langen Seitenfelder der Brücke werden anschließend neben der Autobahn gebaut und mit dem Hauptteil verbunden, während sich die zugehörigen Fundamente bereits im Boden befinden und ebenfalls daran angeschlossen werden. Somit sorgen die Seitenfelder für die endgültige durchgehende Verbindung und Komplettierung des Gesamtbauwerks zwischen den Brückenfundamenten und dem Hauptteil. Da der Brückenbogen aus dem Hauptteil durch die Seitenfelder schräg seitlich nach unten fortgesetzt wird, sind die Hilfsstützen dem Bau der Seitenfelder nicht im Weg. Wenn die Seitenfelder fertiggestellt sind, werden die Hilfsstützen entfernt und die Brücke zeigt sich in endgültiger, ästhetischer Form.
Und wie kam der 1500 Tonnen schwere mittlere Hauptteil der Brücke an seinen Platz? Dafür sorgten motorisierte Niederflur-Schwerlastmodule, die Fachleute sprechen von SPMTs – Self-Propelled Modular Transporter. Ähnlich wie ein Rollbrett, nur eben mit ferngesteuertem Motor. Dazu ist der Gerüstunterbau, auf dem die Brücke nach und nach entstand, schrittweise wieder zurückgebaut worden, sodass der Hauptteil nur noch auf zwei Tragjochen stand. Die Fahrwerke nahmen die Brücke an den Tragjochen auf und brachten sie funkgesteuert über den vorbereiteten Einfahrplanum bis zur Autobahn, was bereits in der Vorphase der Sperrung der Autobahn erfolgte, natürlich im Zeitlupentempo. Auf der Autobahn selbst wurden ab der Vollsperrung als erstes die Leitplanken und sonstiges Zubehör entfernt. Dann erhielten die Fahrbahnen eine Ausgleichsschicht aus Schotter. Zusätzlich wurden Stahlplatten im Fahrweg ausgelegt. Insgesamt wurden für die provisorischen Schutzmaßnahmen rund 1300 Tonnen Material kurzfristig angeliefert und verdichtet. Nachdem die Brücke ihren Bestimmungsplatz erreicht hatte, lief alles umgekehrt ab: Entfernen der Stahlplatten, Ausbau der Schüttung, Montage der Leitplanken und Endreinigung der Fahrbahnen. In der Hauptsache ist es diese Materiallogistik, für welche ein Großteil der Sperrzeitenbenötigt wurde, während der eigentliche Einschub der Brücke nur etwa drei Stunden brauchte.
Auch nach dem Bau der bisher noch fehlenden Seitenfelder der Brücke, der bis Ende 2020 erfolgen soll, ist das Gesamtbauwerk noch nicht fertig: Die beiden Zufahrtsrampen in Gestalt von Erddämmen werden vollends bis an den Beginn der Brückenkonstruktion angeschüttet. Dann muss der ganze Erdkörper wie üblich drei bis vier Monate ruhen, also etwa bis zum ersten Vierteljahr 2021, um sich vollends zu setzen. Erst dann folgt der so genannte stadtbahntechnische Ausbau, also die Verwandlung in eine Schienenstrecke, mit dem Legen der Gleise, Setzen der Fahrleitungsmasten und Einbau der Zugsicherung, sprich Kabel und Signale.
Ein Teil des Ganzen: Die Linie U6
Der gut drei Kilometer lange Streckenabschnitt Fasanenhof – Flughafen mit der großen Brücke über die Autobahn ist Teil der gesamten, rund 26 Kilometer langen Stadtbahnlinie U6 Gerlingen – Stuttgart – Flughafen. Während die Relation Gerlingen – Stuttgart-Möhringen seit über 50 Jahren besteht, folgte 2010 zunächst der knapp drei Kilometer lange Neubau vom Freibad Möhringen über das Wohngebiet Fasanenhof bis ins gleichnamige Gewerbegebiet. Diese Strecke wurde bereits als Teil der geplanten Verlängerung zum Flughafen ausgelegt, die nun verwirklicht wird.
An dem jetzt neu dazukommenden Streckenabschnitt Fasanenhof Ost – Flughafen gibt es zwei Unterwegshaltestellen: Die Stadt Leinfelden-Echterdingen erhält am nordöstlichen Ortsrand den Halt Stadionstraße, der das dortige Wohn- und Gewerbegebiet erschließt. Am Rande des Messegeländes folgt die Haltestelle Messe West, die den Westeingang der Messehallen gut erschließt. Kurz danach folgt bereits die Endhaltestelle Flughafen/Messe. Sie liegt in Tieflage in einem Trog, ist jedoch nach oben offen, und sie ist ebenerdig zur Messepiazza angebunden. Sie befindet sich in zentraler Lage beim Messeeingang Ost, an der Flughafenstraße, beim Zugang Richtung Flughafenterminal und direkt bei den Hotels am Flughafen. Die bestehende Haltestelle der S-Bahn und der geplante unterirdische Filderbahnhof liegen in der Nähe.
Um den wertvollen Ackerboden der Filder zu schonen, schmiegt sich die gesamte Strecke weitmöglichst an die parallele Bundesstraße 27 an. Der Bahnkörper wird als extensiv begrüntes Magerwiesengleis ausgeführt, das als ökologisch hochwertig gilt. Auf Höhe des Messegeländes folgt ein kurzer Tunnel, die Endhaltestelle liegt halb vertieft. Vor der Endstation wird eine Abstellanlage eingerichtet, auf der zwei Stadtbahn-Doppeleinheiten bereitgestellt werden können. Gemeinsam mit dem zweiten Bahnsteiggleis und zwei Doppeleinheiten, die vor der Endhaltestelle warten, können so in kürzestem Abstand insgesamt sechs Doppeleinheiten mit rund 3000 Plätzen den Abtransport vor allem beim Ende von Messeveranstaltungen beschleunigen. Die gesamte Neubaustrecke Fasanenhof – Flughafen liegt auf Gebiet des Landkreises Esslingen.
Nach der Eröffnung der Gesamtstrecke werden werktags Stadtbahnzüge doppelter Länge mit 80 Metern eingesetzt, so dass pro Zug rund 200 Sitzplätze geboten werden und im Bedarfsfall knapp 300 Stehplätze. Die Fahrten erfolgen im Normalfall im Zehn-Minuten-Takt. Der Flughafenbereich wird unabhängig vom Flugverkehr als eigenständiges Verkehrsgebiet betrachtet, aber auch als Drehscheibe des Öffentlichen Nahverkehrs, so dass die SSB sowohl mit Einpendlern in Richtung Flughafen rechnet wie auch mit Pendlern in Richtung Stuttgart Mitte und Stuttgart Süd/Gewerbegebiet Möhringen/Vaihingen. Somit schafft sich die U6 ein solides tägliches Fahrgastpotenzial unabhängig von Messeveranstaltungen oder dem Flugverkehr. Daher ist daran gedacht, eine zusätzliche Stadtbahnlinie Flughafen – Fasanenhof – Dürrlewang einzuführen, die über ein kommendes Gleisdreieck südwestlich von Möhringen eine Direktverbindung bieten wird. Gleichzeitig ergäbe sich damit ein Fünf-Minuten-Takt zu Flughafen/Messe. Vom Flughafen aus ist die Stuttgarter City in 30 Minuten erreichbar, Degerloch in 20 Minuten und Möhringen sowie Dürrlewang in 15 Minuten. Nach Inbetriebnahme der neuen Eisenbahninfrastruktur am Flughafen mit dem Filderbahnhof werden für die U6 auf dem Abschnitt zum Flughafen rund 4500 Fahrgäste pro Tag erwartet.
Auf dem wesentlichen Teil der Strecke entlang der B 27 sind Gleisanlagen und kleinere Brücken bereits erstellt, die Haltestellen im Bau. Nach heutigem Stand wird die Eröffnung gegen Ende 2021 angestrebt.
Die Bauchronik
2010 Eröffnung Strecke Möhringen (Freibad) – Fasanenhof Ost
2013 Vorstellung des Planungspakets U5/U6/S2 (Verkehrsknoten Flughafen/Filder)
2014 Vorstellung der Detailplanung U6, Planungswettbewerb für die Brücke
2015 Beginn der Planfeststellung,
2016 Erlass Planfeststellungsbescheid
2017 Vorarbeiten für Streckenbau
2018 Juli: offizieller Spatenstich am Flughafen
Ende 2021: geplante Eröffnung
Fakten in Kürze
Streckenlänge 3,2 Kilometer (Bahnkilometer 2,8 bis 6,0)
Neue Haltestellen 3 (Leinfelden-Echterdingen Stadionstraße; Messe West; Flughafen/Messe)
Autobahnbrücke 107 Meter Länge stützenfrei
Anzahl Streckengleise 2
Anzahl Weichen 12 (2 bei Ausfahrt Schelmenwasenstraße; 10 bei Endhaltestelle und Abstellanlage Flughafen)
Größte Steigung 8,5 Prozent (nördlich der Autobahn)
Zuglänge 80 Meter
