Das Projekt Stuttgart 21 ist nicht nur der Bau eines neuen Hauptbahnhofs in der Landeshauptstadt, sondern umfasst auch die umfassende Neugestaltung des Bahnknotens Stuttgart. Neben dem Hauptbahnhof entstehen neue Bahnhöfe, darunter ein neuer Fernbahnhof am Flughafen, sowie zahlreiche Kilometer Schienenwege, Tunnelröhren, Durchlässe und Brücken. Das gesamte Bahnprojekt Stuttgart-Ulm beinhaltet neben Stuttgart 21 auch den Neubau der Schnellfahrstrecke Wendlingen-Ulm, die bereits im Jahr 2022 eröffnet wurde. Das zentrale Element von Stuttgart 21 ist der neue unterirdische Durchgangsbahnhof, der den bisherigen Kopfbahnhof ersetzen wird.
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