Der Bau einer Trasse für die neue Linie U 81 ist das aktuell größte Verkehrsinfrastruktur-Projekt in Düsseldorf. Durch die Ausbaustrecke wird es künftig auch eine direkte Stadtbahnverbindung zwischen Hauptbahnhof und Flughafen geben. Als Baustoff kommt unter anderem CO 2 -effizienter Zement und Beton von Dyckerhoff zum Einsatz.
Auf dem 1,9 km langen ersten Bauabschnitt ist eine Trasse geplant, die ab 2025 den Flughafen der nordrheinwestfälischen Landeshauptstadt mit dem existierenden Stadtbahnnetz an der Haltestelle Freiligrathplatz verbinden soll. Von dort kann die neue Linie U 81 dann auf dem bereits bestehenden Schienennetz über die Altstadt zum Hauptbahnhof weiterfahren.
Zement mit reduziertem Klinkergehalt
Im ersten Bauabschnitt entstehen nicht nur zwei Brücken, eine davon fast einen halben Kilometer lang, sondern auch ein knapp 200 m langes Dammbauwerk und, auf fast 400 m Länge, ein Tunnel mit unterirdischem Bahnhof am Flughafen-Terminal. Weiterhin werden verschiedene Rampen gebaut sowie zwei ebenerdige Stecken, so genannte Niveaustrecken.
Der Beton für die verschiedenen Bauwerke wird von Dyckerhoff geliefert. Zwischen Oktober 2020 und Dezember 2022 hat die Betonniederlassung Rhein-Ruhr die Baustellen mit rund 60.000 m³ Beton für die Rohbauten aus ihren Werken Kaarst und Düsseldorf beliefert. Etwa 11.000 m³ werden noch bis voraussichtlich Ende 2023 folgen. In den kühleren Monaten werden nahezu alle für den Trassenbau eingesetzten Betone mit dem Hochofenzement „HOZ Doppel“ hergestellt. In den heißen Monaten kommen dagegen Betone mit Sommerrezepturen zum Einsatz, um die Erstarrungszeiten anzupassen. Diese enthalten den Hochofenzement „Aquadur Doppel“.
Beide genannten Zemente haben Hüttensand als Hauptbestandteil. Der für klassischen Portlandzement typische Zementklinker ist bei diesen Produkten also reduziert. HOZ Doppel kann bis zu 65 % und Aquadur Doppel sogar bis zu 80 % Hüttensand enthalten. Das wirkt sich positiv auf den CO 2 -Fußabdruck aus. Der ist bei HOZ Doppel etwa 39 % und bei Aquadur Doppel sogar etwa 52 % niedriger als bei einem reinen Portlandzement der Festigkeitsklasse 42,5 N. Angesichts solcher Werte überrascht es nicht, dass die beiden Hochofenzemente zur „CGreen“-Produktlinie von Dyckerhoff gehören.
Für die Qualität des Trassenbetons hat der hohe Hüttensandanteil indessen keine negativen Folgen. Im Gegenteil: Die klinkerreduzierten Zemente eignen sich wegen ihrer geringen Hydratationswärme gut für Konstruktionen des Hoch- und Ingenieurbaus sowie für massige Bauteile. Außerdem bieten sie einen hohen Widerstand gegen betonangreifendes Wasser.
Vielfältige Betonlösungen
Doch zurück zur neuen Bahntrasse. Am Freiligrathplatz wurde bereits die bestehende Haltestelle für den Betrieb der U 81 ausgebaut. Um den Fahrbetrieb plangerecht aufrecht erhalten zu können, war dort eine hohe Frühfestigkeit des Betons von mindestens 30 N/mm² nach 52 Stunden beziehungsweise 37 N/mm² nach 78 Stunden gefordert. Für diese herausfordernde Bauaufgabe kam ein besonders leistungsfähiger Dyckerhoff-Beton auf Basis des Portlandzements „PZ Dreifach“ zum Einsatz.
Hinter der ausgebauten Haltestelle entsteht zwischen den Gleisen der bestehenden U 79 das 118 m lange Rampenbauwerk zur Brücke Nordstern, das einen Höhenunterschied von fast sieben Metern überwindet. Daran schließt sich die neue Brücke über den „Nordstern“ an. Dabei handelt es sich um eine 12 m breite Stahlkonstruktion, die auf einer Länge von fast 480 m in großem Bogen über den Düsseldorfer Verkehrsknotenpunkt Nordstern führt.
Der Brückenstahl liegt auf fünf innen hohlen Stützpfeilern auf. Wegen der notwendigen Gewichtsersparnis wurden die Pfeilerköpfe mit Leichtbeton verfüllt. Die dafür benötigten 114 m³ Beton der Rohdichteklasse 1,2 wurden ebenfalls mit klinkerreduziertem Hochofenzement HOZ Doppel sowie einer leichten Liapor-Gesteinskörnung hergestellt.
Von der Brücke Nordstern wird ein gut 180 m langer Dammabschnitt weiter in Richtung Flughafen führen. Dafür ist ein etwa elf Meter breiter Stahlbetontrog mit U-Querschnitt in einer Bauhöhe von 4,00 bis 5,80 m zu bauen. Daran wird sich eine knapp 100 m lange Spannbetonbrücke („Tor 1“) anschließen, bevor die neue Trasse über eine kurze Rampe in eine 300 m lange Niveaustrecke übergeht.
Zur Erhöhung des Frost-Tausalz-Widerstands werden die Kappen der Brücken- und Dammbauwerke mit einem LP-Beton der Festigkeitsklasse C25/30 ausgeführt. Das Innere dieses Materials verfügt über ein System kleinster Luftporen, die bei der Betonherstellung durch Hinzufügen von Luftporenbildnern (LP) entstanden sind. Dadurch kann sich eingedrungenes Wasser, das im Winter gefriert, ausdehnen, ohne dass es zu Rissen im Bauteil kommt.
Taucher verarbeiten Unterwasserbeton
Die Arbeiten am geplanten unterirdischen Bahnhof unweit des Flughafen-Terminals erstrecken sich über rund 600 m. Die Tunnelrampe (in Form eines Trogbauwerks), das Tunnelbauwerk und der neue U-Bahnhof werden in offener Bauweise errichtet. Zur Absicherung der Baugrube gegen nachrutschende Erde und eindringendes Grundwasser dienen Schlitz- und Trägerbohlwände, errichtet mit knapp 20.000 m³ Beton der Festigkeitsklasse C25/30.
Da die Tunnelsohle mit Grundwasser vollgelaufen war, kam in diesem Bereich Unterwasserbeton C25/30 in drei Betonagen zu je 800 m³ zum Einsatz. Dieser Beton muss gut fließfähig und entmischungsstabil sein, damit auch ohne Verdichtung ein kompaktes, tragfähiges Bauteil entsteht. Der Unterwassereinbau erfolgte durch Taucher, die den Beton mithilfe von Fallrohren auf der Tunnelsohle aufbrachten (Kontraktorverfahren). Der Zufluss des Transportbetons erfolgte über Dyckerhoff-eigene Mastpumpen. Die Taucher und die Pumpe wurden von einem Schwimmponton auf der Grundwasseroberfläche koordiniert.
Die hier beschriebenen Arbeiten betreffen nur den ersten Bauabschnitt des Projekts U 81. Geplant sind noch drei weitere Abschnitte. Dabei wird die Trasse über eine Rheinquerung in Richtung Neuss mit Anschlüssen an die Orte Meerbusch und Krefeld sowie in Richtung Osten über den Flughafen-Bahnhof bis nach Ratingen erweitert. Durch das Gesamtprojekt sollen das Messegelände, der Flughafen, der Gewerbepark Airport City sowie die Nachbarkommunen künftig von der Düsseldorfer Innenstadt aus schneller mit öffentlichen Verkehrsmitteln erreichbar sein. So will man nicht zuletzt den Straßenverkehr in der Region deutlich entlasten.