Cement 2013/6 Omlegging Zuid-Willemsvaart

6 2 01 3

Foto: Ben Vulkers

str uc tie s va kb lad ov er be to nc on

Foto: Hering-Bau

vakblad over betonconstructies

ROC Mondriaan, Den Haag Gevelelementen in schoonbeton met Dyckerhoff witcement Omlegging Zuid-Willemsvaart

65 jaar ent Cem

6 2 013

Dyckerhoff WEISS – de estheet onder de cementen www.dyckerhoff-weiss.de www.dyckerhoff.nl

ent Cem

Omlegging Zuid-Willemsvaart

“Structural Anchoring Systems” voor

Gevel Renovatie

van Natuursteen- (Marmer & Graniet) , Beton- en Keramiekgevels

Uniek Gevelrenovatiesysteem

VD-I Fasade is een roestvrijstalen verankeringssysteem voor het vervangen van conventionele, vaak verroeste, gevelverankeringen.

Renovatie zonder demontage van de gevelplaten Nagenoeg onzichtbare montage

De in de gevelplaat geboorde gaten worden afgesloten met een schijf van de geboorde kern. De afdichting van het boorgat resulteert in een praktisch onzichtbare afsluiting.

Standaard M12 - M16 - M20

NIEUW!

MEER INFO: 0168 - 33 12 40

Munterij 8, 4762 AH Zevenbergen ■ Postbus 17, 4760 AA Zevenbergen ■ T 0168 - 33 12 400 ■ E info@bbtec.nl

BBTEC_FASSADE_HiRes.indd 1

■

www.bbtectools.com

12-08-13 08:44

GROEN BETON energieproducerende gebouwen BETONkernactivering C2C Prestaties levensduur EPC = 0 CO2-footprint sustainability Rc = 5

Duurzaam Bouwen met Beton Regionale praktijkseminars 2013-2014 Workshops ‘Groen Beton’ en ‘Duurzaam Gebouw’ Wat zijn de actuele ontwikkelingen in duurzaam bouwen met beton? Hoe past beton in het C2Cconcept? Hoe draagt thermische activering van de betonconstructie bij aan een energiezuinig gebouw, of zelfs een energieproducerend gebouw? Wat zijn de kostenconsequenties?

kort en krachtig. Altijd op een inspirerende locatie, letterlijk en figuurlijk zo dicht mogelijk bij de praktijk van ontwerpers, adviseurs en bouwers.

Deze en vele andere vragen komen aan de orde in de seminarserie ‘Duurzaam Bouwen met Beton’. Dit zijn regionale bijeenkomsten, kleinschalig en interactief,

www.cementenbeton.nl/milieucommunicatie

Postbus 3532 5203 DM ‘s-Hertogenbosch www.cementenbeton.nl info@cementenbeton.nl (073) 640 12 31

Meer informatie Bekijk de presentaties en video-samenvattingen van voorgaande seminars op: Eerstkomende editie: 16 oktober 2013, Orion, Wageningen.

16 oktober Orion, Wageningen Ector Hoogstad Architecten

5 juni Innovatoren, Venlo Jo Coenen Architects & Urbanists

(Foto: Petra Appelhof)

De regionale bijeenkomsten ‘Duurzaam Bouwen met Beton’ worden georganiseerd door het Cement&BetonCentrum in samenwerking met BFBN en VOBN.

23 april Christiaan Huygens College, Eindhoven RAU architecten (Foto: Kees van Pelt)

inhoud

oktober 2013 / jaargang

65

4-51

52

72

Omlegging Zuid-Willemsvaart

Interview Jos Kronemeijer

Uniek gekromde vormen in prefab beton

Bij ’s-Hertogenbosch wordt in opdracht

Het lijkt haast of er beton door zijn

Tijdens de uitvoering van ‘De Groene

van Rijkswaterstaat gewerkt aan de

aderen stroomt, zo enthousiast is Jos

Verbinding’ tussen Rotterdam en

omlegging van de Zuid-Willemsvaart.

Kronemeijer, senior specialist

Albrandswaard is ervoor gekozen een

Cement selecteerde de mooiste

materiaaltechnologie bij Volker

deel van de constructie om te zetten van

kunstwerken uit dit grote project.

InfraDesign, over zijn vak.

in het werk gestort naar prefab beton.

4 Samenwerking sleutel tot succes

20 Sluis met enkele draaideuren

T

T

De nauwe samenwerking tussen WillemsUnie

Sluis Empel, een van de twee nieuwe

en Rijkswaterstaat zorgt voor een succesvolle

sluiscomplexen, wordt per sluishoofd voorzien van

ontwerp- en uitvoeringsfase van de

een enkele draaideur .

Zuid-Willemsvaart.

26 Twee schuine kokerbruggen 8 Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart

80 Cementonline 80 Colofon

T

T

Een van de zes nieuwe bruggen over het nieuwe

Omdat de omlegging van de Zuid-Willemsvaart

kanaal is Brug N279. Het kunstwerk is uitgevoerd

in de tenderfase slechts op hoofdlijnen was

met twee nagenoeg identieke, gekromde

uitgewerkt, moesten de ontwerpteams belangrijke

tweecellige kokerbruggen.

keuzen maken.

32 Vier bruggen, één visie 14 Kruisend water door Sifon Aa

T

T

Van de vier in het werk gestorte voorgespannen

De kruising van het riviertje de Aa met de

plaatbruggen is Brug Graafsebaan het meest

Zuid-Willemsvaart vindt plaats met een

complex.

indrukwekkende betonnen sifon.

2

6 2 013

Inhoud

Redactioneel

Voorpagina: binnenkant (instroom) sifon Wamberg foto: WillemsUnie

Doorstromen Dit themanummer van Cement gaat over een geweldig groot project: de omlegging van het kanaal de Zuid-Willemsvaart bij ’s-Hertogenbosch, recent omgedoopt tot Máximakanaal. Deze omlegging was hard nodig. Het water- en wegennetwerk in en rondom de stad begonnen aardig dicht te slibben. Het oude kanaal was niet meer breed genoeg voor al het transport en de groter wordende schepen vanuit de havens van Rotterdam, met als gevolg meer vrachtwagens op de weg

40 Fietsen over de Zuid-Willemsvaart

T

en dus meer files, fijnstof en CO2-uitstoot.

Om het fietsverkeer vanaf Rosmalen naar

Soms is dan een grote ingreep nodig om al die ‘aders’ weer goed

’s-Hertogenbosch veilig te laten passeren, wordt

te laten doorstromen. Dat is beter voor de economie van de

een fietsbrug aangelegd, uitgevoerd als in het

regio én de leefbaarheid van de binnenstad. Het ‘hart’ ’s-Herto-

werk gestorte voorgespannen brug.

genbosch klopt straks weer volop en kan er hopelijk weer jaren in goede gezondheid tegenaan.

46 Het water is welkom

T

Om hoogte te winnen wordt de spoorbrug over de

De vele mensen die aan dit project hebben gewerkt zullen af en

Zuid-Willemsvaart uitgevoerd als een trogbrug

toe wel tureluurs moeten zijn geworden van wat er bij komt kij-

waarvan het dek in dwarsrichting is

ken als je zoveel verschillende stromen ‘even’ verlegd. Dat zijn er

voorgespannen.

nogal wat! Vaar-, auto-, trein- en fietsverkeer. En dan heb ik het nog niet eens over gwe-leidingen.

58 Verticaal landschap

Dat wij in deze gezamenlijke bouwuitdagingen in staat zijn dit

Ze zijn zacht, rond en glad en het licht speelt

soort complexe projecten te engineeren is eigenlijk best bewon-

ermee: de betonnen honingraatelementen van de

derenswaardig. In deze Cement leest u over diverse brugontwer-

Parkpergola in het Máximapark in Utrecht.

pen, kruisende waterstromen, sluisdeuren, kortom: een nummer waar het hart sneller van gaat kloppen.

64 Textielgewapend beton (1) Onderzoek naar textielgewapende

Het zal u niet verbazen dat voor al deze projecten een korte

betonconstructies aan Technische Universiteit

bouwtijd werd gevraagd. Op opstoppingen zit niemand te

Dresden toont mogelijkheden nieuw materiaal.

wachten. Maar doet u mij een plezier: als u binnenkort langs deze indrukwekkende kunstwerken rijdt, veroorzaak dan alstublieft geen kijkersfile, want dat zijn de ergste! Neem beter de tijd om thuis of op kantoor alles over deze projecten te lezen in deze Cement.

Extra artikelen online

Dick Hordijk

Voorkomen is beter dan genezen

Voor reacties: d.hordijk@cementonline.nl

Een afstudeeronderzoek naar de mogelijkheden van een tweede draagweg op basis van het vervormingsgedrag. Aan de hand van het onderzoek is een tool ontwikkeld waarmee snel een tweede draagweg kan worden ontworpen. Zie ook p. 39.

Inhoud

6 2 013

3

1

thema

WillemsUnie De WillemsUnie v.o.f. is een samenwerkingsverband tussen Van Hattum en Blankevoort, KWS Infra, GMB Civiel en Van den Herik kust- en oeverwerken. Op vlakken waar de eigen competenties niet toereikend zijn, wordt de WillemsUnie ondersteund door strategische partners als Cofely, Vialis en Liebregts.

Nieuwe verbinding tussen bestaande Zuid-Willemsvaart en de Maas

Samenwerking sleutel tot succes 4

6  2 013

Samenwerking sleutel tot succes

ir. Evert Aukema1) Rijkswaterstaat ing. Jaap Blokland2) WillemsUnie v.o.f.

1 Door de omlegging en opwaardering van de Zuid-Willemsvaart wordt Noord-Brabant beter bereikbaar via het water en zal het vrachtverkeer op de weg afnemen foto: Rijkswaterstaat, Joop van Houdt

Bij ’s-Hertogenbosch wordt in opdracht van RijksMáximakanaal

waterstaat gewerkt aan de omlegging van de

Op 20 september 2013 maakte Rijkswaterstaat bekend dat het

Zuid-Willemsvaart. Met een 9 kilometer lang stuk

nieuwe deel van de Zuid-Willemsvaart het Máximakanaal gaat

nieuw kanaal, recent omgedoopt tot Máxima-

heten.

kanaal, wordt aan de oostkant van de stad een nieuwe verbinding gemaakt tussen de bestaande Zuid-Willemsvaart bij Den Dungen en de Maas.

Om dit project mogelijk te maken worden diverse zeer uiteenlopende kunstwerken gerealiseerd. De omlegging is het grootste aanlegproject voor vaarwegen van de komende tien jaar.

Het nieuwe deel van de Zuid-Willemsvaart loopt globaal tussen ’s-Hertogenbosch en Empel aan de westzijde en Rosmalen aan de oostzijde door. Het tracé gaat langs bedrijventerrein De Brand (aan de zuidzijde van ’s-Hertogenbosch) en door natuurgebied de Koornwaard (aan de noordzijde) (fig. 2). Naast de omlegging wordt ook gewerkt aan de opwaardering (verbreding en verdieping) van de bestaande Zuid-Willemsvaart tussen ’s-Hertogenbosch en Veghel, en worden de bruggen in dit deel van het kanaal verhoogd.

Dankzij de omlegging hoeven schepen niet meer door de binnenstad met als gevolg minder vrachtverkeer op de weg, minder files, minder uitstoot van CO2 en fijnstof en dus een verbetering van de leefbaarheid van de binnenstad. Vanaf 2015 kunnen zogenoemde Klasse-IV-schepen – met drie lagen containers – vanaf de havens van Rotterdam, via de Maas en de nieuwe verbrede Zuid-Willemsvaart naar Veghel varen.

Hiermee wordt een belangrijk deel van Noord-Brabant beter bereikbaar over water, met als doel een duurzame, economische ontwikkeling van de regio. Verwacht wordt dat een groot deel van de goederen die nu over de weg worden vervoerd, in de toekomst per schip zullen gaan.

Voor het project is, na overleg met de bestuurlijke partijen in de regio, in mei 2008 een Tracébesluit vastgesteld. Hierin ligt vast welke kruisende wegen en waterwegen worden hersteld in de vorm van een brug over of een sifon onder het kanaal. Ook zijn de bijbehorende kunstwerken op hoofdlijnen bepaald.

Onderdelen project In het kanaal bevinden zich twee sluizen: één bij Hintham en één bij Empel in de primaire waterkering van de Maas. De sluis bij Hintham heeft een vast peilverschil van 2,7 m. Bij de sluis bij Empel wordt tot maximaal 2,5 m afgeschut of tot 2,4 m opgeschut. Bij deze sluis komt ook een spui-/gemaalcomplex voor de peilbeheersing van het nieuwe kanaal.

De kruisende wegen zorgen voor in totaal acht vaste bruggen over het kanaal. De hoogte van deze bruggen is vastgesteld op 7,25 m boven het streefpeil van het kanaal. De brug in de A59 is al eerder aangelegd in het kader van het project verbreding A2 rondweg ’s-Hertogenbosch.

Voorts komen er een kruising van het spoor ’s-Hertogenbosch – Nijmegen met de direct naastliggende Tivoliweg en een nieuwe onderdoorgang in de Empelseweg. Beide worden verzorgd door ProRail.

Voor kruisende waterlopen worden in totaal vier sifons aangelegd, waarvan de sifon in de Aa de grootste is. Voor de overige waterhuishouding worden nog vier gemalen aangelegd en tevens diverse waterlopen aangepast.

Ten slotte worden langs het kanaal diverse ecologische voorzieningen aangelegd die passen in de regionale visie vastgelegd in het landschaps- en natuurcompensatieplan bij het Tracébesluit.

Direct oostelijk naast het kanaal wordt door de gemeente ’s-Hertogenbosch het Kanaalpark aangelegd. In het plan is ook de aanleg van een nieuwe beek, de Rosmalense Aa, opgenomen. Het nieuwe park en de beek voorzien in een ecologische verbinding tussen de Aa en de Maas.

Aanbesteding De aanbesteding van de omlegging is gestart in 2009 en zijn er twee aparte Design&Construct-contracten op de markt gezet: ProRail de spoorkruising met bijbehorende werken en Rijkswaterstaat het kanaal met alle overige kunstwerken.

ProRail ) Ir. Evert Aukema is technisch manager bij Rijkswaterstaat. ) Ing. Jaap Blokland is projectdirecteur van de WillemsUnie en werkzaam bij Van Hattum en Blankevoort bv.

1 2

Samenwerking sleutel tot succes

ProRail heeft bij de aanbesteding ervoor gekozen met de geselecteerde aannemers in een aantal overlegronden de belangrijkste risico’s van het werk door te nemen en samen te zoeken naar optimalisaties en kansen in het contract. Veel aandacht is

6 2 013

5

thema 2 Tracé van de omlegging van de Zuid-Willemsvaart 3 Brug N279, Nijvelaar foto: Marc van Venrooij

4 Impressie van het kanaal in de nieuwe situatie

besteed aan de bouwlogistiek en het minimaliseren van hinder voor de omgeving. Een lastige opgave omdat het spoor over ruim een kilometer fors omhoog moest, vlak langs tuinen van bewoners. ProRail heeft gegund op basis van laagste prijs in combinatie met CO2-prestatieladderkorting. MNO Vervat heeft de aanbesteding gewonnen.

Rijkswaterstaat Bij de aanbesteding van Rijkswaterstaat is gekozen voor een contract op hoofdlijnen met relatief weinig eisen. Het zwaartepunt van het contract vormde het te realiseren Tracébesluit.

Een van de doelen bij deze aanbesteding was de ontwerpinspanningen tijdens de aanbesteding te minimaliseren, door alleen op hoofdlijnen te ontwerpen en te ramen. Om de risico’s voor de inschrijvers te beperken en voor de opdrachtgever inzichtelijk te maken, konden bij de inschrijving voor een beperkt aantal risico’s verwachtingswaarden en maximumwaarden worden opgegeven.

Belangrijk deel van de opdracht was verder, dat de opdrachtnemer nog een deel van de eisen, de nadere uitwerking van het Tracébesluit, moest gaan ophalen bij de toekomstige beheerders: gemeenten, provincie en waterschap.

Tijdens de aanbesteding is de eerste selectie door Rijkswaterstaat uitgevoerd op basis van een plan van aanpak voor de aspecten ‘samenwerking tussen Rijkswaterstaat en opdrachtnemer’ en ‘wijze van toepassen van de principes van Systems Engineering’. Als gunningscriteria zijn hieraan in de tweede fase voor het Plan van Inschrijving nog de aspecten ‘beperken hinder’ en ‘duurzaamheid’ toegevoegd.

Samenwerking

2

Een gedegen samenwerking tussen de WillemsUnie en Rijkswaterstaat vormde de basis voor het Plan van Inschrijving. Die samenwerking begon al met de dialoogfasen. Door open en heldere communicatie hebben de WillemsUnie en Rijkswaterstaat een team gevormd, zijn duidelijke afspraken gemaakt en was alle informatie transparant en traceerbaar. Rijkswaterstaat is door de WillemsUnie betrokken bij de projectaanpak en

3

6

6 2 013

Samenwerking sleutel tot succes

4

heeft inzicht gekregen in de genomen stappen. ‘Samenwerken’ was in deze fase ‘samen delen’.

In de contractfase is hierop verder gebouwd. De onderlinge verantwoordelijkheden zijn scherp gedefinieerd. Ook hier waren transparantie en traceerbaarheid sleutelwoorden, mede door Systems Engineering, dat een integraal onderdeel van de projectaanpak vormt. In deze fase is ‘samenwerken’ ‘samen beheersen’.

De samenwerking vormt de basis voor de integrale aanpak van ontwerp, omgevingsmanagement en uitvoering. Het gaat daarbij om gezamenlijk ontwerpen, voorbereiden, inkopen, kansen benutten en risico’s beheersen. De uitvoering vindt plaats door het ‘uitgeven’ van werkpakketten aan organisaties die deze het beste kunnen doen. De overallaansturing en -begeleiding van deze werkpakketten blijft echter een taak van de WillemsUnie.

Omgeving Speciale aandacht gaat uit naar de omgeving. Gezien de omvang van de omlegging en de impact die dit project heeft

voor de omgeving, is het beperken van de hinder(beleving) die door de realisatie ontstaat een van de belangrijkste taken.

Regelmatig vinden informatieavonden plaats. De hoge opkomst en de vele discussies laten zien dat de omlegging van de ZuidWillemsvaart leeft. De hinder(beleving) is niet alleen tijdens de realisatiefase proactief beheerst en wordt zo nodig bijgestuurd, maar is ook meegewogen in de ontwerpkeuzen. Dit met het oog op het beperken van hinder door onderhoud en beheer in de gebruiksfase.

Tot slot De aanpak het contract te gunnen op hoofdlijnen met relatief weinig eisen heeft vruchten afgeworpen. In een vroeg stadium zijn de wensen opgehaald bij de stakeholders en zijn deze in het ontwerp meegenomen. Rijkswaterstaat en de diverse stakeholders zijn bij de vaststelling van het definitieve ontwerp intensief betrokken. De omlegging van de Zuid-Willemsvaart is een voorbeeld van een integrale aanpak waarin gebruik wordt gemaakt van de kennis en kunde van alle betrokken partijen. Het is een samenspel van grond, stortsteen, staal, asfalt en beton. Ook hierbij geldt: goed samenspel is de sleutel tot succes. ☒

● Projectgegevens

project omlegging Zuid-Willemsvaart opdrachtgever Rijkswaterstaat opdrachtgever spoorbrug ProRail opdrachtnemer WillemsUnie opdrachtnemer spoorbrug MNO Vervat vormgeving Zwarts & Jansma Architects

Samenwerking sleutel tot succes

7

thema

Integratie tussen ontwerpteams en uitvoerende aannemers

Ontwerpproces ir. Leon Lous1)

Om de bestaande verbinding door ’s-Hertogenbosch

Volker InfraDesign bv, WillemsUnie v.o.f.

te ontlasten, wordt momenteel gewerkt aan een omlegging van de Zuid-Willemvaart tussen Den Dungen en de Maas. Na opdrachtverlening door RWS is de combinatie WillemsUnie in het najaar van 2010 gestart met het maken van een VO. Omdat het project in de tenderfase slechts op hoofdlijnen was uitgewerkt, moesten de verschillende ontwerpteams belangrijke keuzen maken. Hierbij is nauw overleg gepleegd met de opdrachtgever.

De omlegging van de Zuid-Willemsvaart bestaat in hoofdlijnen uit de aanleg van een nieuwe klasse-IV-vaarweg tussen de Maas en Den Dungen, in totaal ongeveer 9 kilometer lang.

De belangrijkste onderdelen van het project zijn: – realisatie drie aansluitingen (twee aansluitingen op de Maas ) ir. Leon Lous is technisch manager ontwerp van de WillemsUnie

1

8

6 2 013

en één aansluiting op de bestaande Zuid-Willemsvaart); – realisatie twee sluiscomplexen bij Empel en Berlicum; – realisatie zes bruggen voor het wegverkeer over de nieuwe vaart; – realisatie viaduct in de N279; – realisatie fietsbrug; – realisatie vier sifons; – realisatie zes gemalen (waarvan twee op sluiscomplex Empel); – realisatie fietspaden en onderhoudswegen (onder andere op de kanaaldijken); – realisatie en aanpassing niet-kruisende wegen; – realisatie afschermende voorzieningen; – realisatie ecologische inpassing; – verlegging en verwijdering kabels en leidingen.

Ontwerpteams De ontwerporganisatie van WillemsUnie is onderverdeeld in vier ontwerpdisciplines: sluizen, bruggen, grond-, weg- en waterbouw, en sifons & gemalen. Elk ontwerpteam wordt aangestuurd door een ontwerpleider. De ontwerpers in deze teams waren werknemers van Volker InfraDesign, Arcadis en

Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart

1

Zuid-Willemsvaart de combinanten (GMB Civiel, KWS Infra, Van Hattum en Blankevoort en van den Herik kust- en oeverwerken). Ook de werkvoorbereiders van de combinanten maken deel uit van de teams. De technisch manager ontwerp stuurde de ontwerpleiders aan en was daarmee als MT-functionaris binnen WillemsUnie verantwoordelijk voor een goed en uitvoerbaar ontwerp.

Het ontwerp is tot en met het UO uitgewerkt door de WillemsUnie. Vervolgens is het overgedragen aan de uitvoerende aannemers.

Van KIO naar VO In de tenderfase heeft de WillemsUnie gekozen voor een uitwerking op schetsniveau in een KIO-formulier (Kritische Informatie Objecten) (fig. 4). Dit KIO-formulier was het eindproduct van de tenderfase. In deze formulieren komen materiaalhoeveelheden, faseringen, eventuele hulpconstructies, kansen en risico’s aan bod. Aan dit document, dat de basis vormde voor de calculatie, is bijgedragen door zowel ontwerpers als werkvoorbereiders.

In de zomer van 2010 is het werk gegund aan de Willems-

Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart

Unie. Onderdeel van het contract was de verplichting de 1 Ondersteuningsconstructie brug Nieuwe Empelseweg wensen en eisen bij de verschillende stakeholders op te halen.

De belangrijkste stakeholders in het project zijn: gemeente Den Bosch, gemeente Sint-Michielsgestel, provincie NoordBrabant en het waterschap Aa en Maas. Nadat alle wensen en eisen duidelijk waren, is de WillemsUnie gestart met het maken van een VO. In dit VO is de vertaalslag gemaakt van het ‘Ambitiedocument kunstwerken’. In dat document, dat is opgesteld door Zwarts & Jansma Kengetallen omlegging Architecten, is de vormgeving in hoofdlijnen Zuid-Willemsvaart beschreven. De vertaalslag is gerealiseerd in 9 km kanaal samenwerking met architectenbureau I’M archi2,2 miljoen m3 zand, waarvan tecten. Zwarts & Jansma Architecten was 1,65 miljoen m3 wordt hergebruikt gemachtigd de vormgeving van de verschillende 200 000 ton stortsteen kunstwerken definitief goed te keuren.

70 000 ton asfalt 52 000 m3 beton

Vanwege de uitvoeringsplanning is ervoor gekozen de vergunningsaanvragen al op basis van het VO in te dienen. Om dit proces goed te laten verlopen, is intensief contact geweest met de afde-

6 2 013

6250 ton wapening 1100 ton voorspanning 3,5 km definitieve damwand

9

thema

profiel plasdraszone, ter indicatie.

1:20

1:2

N.A.P.

4,50

2,00 1:20

4,20

46,50

NAP +6.100 NAP +5.400

0,70 kanaaldijk west breuksteen 90/180 mm: gewicht 380 kg/m 2

13,70

1:3

17,76

NAP +6.100 NAP +5.450

kp NAP +4.700

1:3

kp NAP +0.180

geotextiel

breuksteen 90/180 mm: gewicht 380 kg/m 2 geotextiel

19,38

west

oost

1:2 kanaaldijk oost

1:2

2

27,26

onderhoudspad 7,50 2,00 3,50 2,00

43,00 as kanaal

7,50 2,00 2,00 3,50 2,00

onderhoudspad

7,50 2,00 3,48 2,02

0,80

west

2,00

as kanaal

20,20

oost kp NAP +2.000

kanaaldijk west

2:3

NAP +2.750 kanaaldijk oost

N.A.P.

bp NAP -2.520

damwand

damwand

3

lingen Bouw- & Woningtoezicht en is het VO uitgewerkt met behulp van 3D-modellen. Deze 3D-modellen combineerden alle ontwerpen van de verschillende ontwerpdisciplines en vormden de basis voor de visualisaties die door Zwarts & Jansma Architecten en de welstandscommissies werden getoetst. Doordat de VO’s in 3D werden gepresenteerd, verliep de toetsing door de architecten en de welstandscommissies zeer voorspoedig. Alle vergunningsaanvragen met uitzondering van de fietsbrug zijn vóór 1 april 2012 aangevraagd, het tijdstip waarop de Eurocode nog niet van toepassing was.

Alle grote ontwerpkeuzen zijn afgewogen in Trade Off Matrices (TOM). Deze werden in gezamenlijk overleg met RWS en de stakeholders besproken. Belangrijk aspect in de TOM was LCC

(Life Cycle Costs). Het contract met RWS schreef voor dat ontwerpkeuzen moesten worden beoordeeld op dit aspect.

Hoewel er geen onderhoudsverplichting in het contract stond, was op deze manier geborgd dat beheer en onderhoud ook in de ontwerpafweging werd meegenomen. Dit heeft er onder andere toe geleid dat bij sluis Hintham stalen sluisdeuren zijn toepast, terwijl houten sluisdeuren in aanschaf goedkoper waren.

Als afsluiting van het VO is een review georganiseerd waar ook RWS en stakeholders bij aanwezig waren. Het VO werd vastgelegd in een variantennota die bestond uit tekeningen, berekeningen, TOM’s en een plan van aanpak. Dit vormde de basis voor de verdere uitwerking in het DO.

5

10

6 2 013

Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart

2 Trapeziumprofiel ten zuiden van sluis Hintham 3 Bakprofiel ten noorden van sluis Hintham 4 Schets uit KIO-formulier 5 Ondersteuningsconstrcutie brug Nieuwe Empelseweg

combiwand/landhoofd

H constructie 1,70m (C35/45) 47,00m weg 50,00m weg

H constructie 0,90m (C35/45) 28,00m weg 30,00m weg

7,20

H constructie 0,90m (C35/45) 28,00m weg 30,00m weg

kp NAP + 4.700

4

DO-fase In de DO-fase is het VO verder uitgewerkt tot een ontwerp waarin alle definitieve materiaalhoeveelheden, tekeningen en berekeningen zijn vastgelegd in een Ontwerpnota en Plan van aanpak (fig. 6). In dit Plan van aanpak werd de scopebeschrijving tussen de verschillende combinanten vastgelegd en zijn fasering, hulpconstructies enzovoort voorgeschreven. Voor sommige ontwerpen die erg complex waren, zoals de in het werk voorgespannen kokerbrug, zijn second opinions opgesteld. De DO-fase werd afgesloten met een ontwerpbespreking waar de betreffende stakeholders en RWS aanwezig waren.

Karakteristieken kanaal – waterpeil tussen Sluis Schijndel en sluis Hintham is NAP +4,7 m; – waterpeil tussen Sluis Hintham en Empel is NAP +2,0 m; – doorvaarthoogte is 7,25 m; – diepgang schepen maximaal 3,0 m, diepte kanaal is 4,2 m; – breedte kanaal met natuurlijke oevers is 21,3 m; – talud oevers is 1:3; – totale breedte op waterlijn is 46,5 m;

Overdracht naar uitvoering Op basis van het DO werd een werkpakket uitgegeven aan de uitvoerend aannemer. De betonnen constructies zijn gerealiseerd door GMB Civiel en Van Hattum en Blankevoort. Het werkpakket bestond naast het ontwerp ook uit keuringsplannen, vergunningsvoorwaarden en materiaalspecificaties. Op basis van dit werkpakket kon de uitvoerend aannemer zijn voorbereiding starten en werd een budget vastgesteld voor de uit te voeren werkzaamheden. Het werkpakket kan dus worden beschouwd als een ‘bestek’ tussen de WillemsUnie en een van de combinanten. Omdat de WillemsUnie als koepelorganisatie het aanspreekpunt voor RWS was, bestond er eenduidigheid over de communicatie tussen RWS en aannemer.

Parallel aan de overdracht van de werkzaamheden naar de uitvoerend aannemer werd door de WillemsUnie het UO afgerond. In deze fase hebben de meeste werkvoorbereiders, die in de VO- en DO-fase binnen WillemsUnie verantwoordelijk waren voor het Plan van aanpak, bij de uitvoerend aannemer een rol als projectcoördinator gekregen. Deze opzet zorgde ervoor dat alle kennis vanuit de WillemsUnie geborgd was bij de uitvoerend aannemer. Hierdoor bleef de voorbereidingstijd

Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart

– ten noorden van sluis Empel is breedte kanaal met natuurlijke oevers 38,525 m, talud oevers is 1:3, totale breedte op waterlijn is 63,725 m; – breedte op waterlijn t.p.v. bruggen is 40,85 m (normaal profiel klasse IV).

beperkt en waren er geen discussies tussen de WillemsUnie en de uitvoerend aannemer over de maakbaarheid van het ontwerp.

Site-engineering Technische vragen en afwijkingen tijdens de uitvoering worden met behulp van een workflow-programma ingediend bij de site-engineeringscoördinator. Deze stuurt een team van ontwerpers aan dat voornamelijk bestaat uit constructeurs die ook het VO, DO en UO hebben opgesteld.

De verantwoordelijkheid voor de site-engineering is na gereedkomen van het UO overgegaan van de technisch manager

6 2 013

11

thema 6 DO-tekening 3D Langsdoorsnede Beusingsedijk

29 577 voorgespannen betonnen dek d=900 mm

49 306

voutes

voorzetwand oplegging hoogte verankerd 200 mm blokken met opstort

voorgespannen betonnen dek d=1700 mm kolom d=1000 mm

29 577 voutes voorgespannen betonnen dek d=900 mm

wrijfgording kanaalpeil +4700 m (alarmpeil +0,20/-0,10) paalfundering vibro palen 450x450 mm Ø508/610 mm te lood schoorstand 5:1 paalfundering 450x450 mm schoorstand 5:1 vibro palen Ø508/610 mm te lood

ECO zuilen + rode split opsluitband

6

paalfundering 450x450 mm schoorstand 5:1

vibro palen Ø508/610 mm te lood

ontwerp naar de technisch manager uitvoering. De siteengineeringscoördinator is tevens verantwoordelijk voor de totstandkoming van as-built informatie.

Systems Engineering Systems Engineering vormde een integraal onderdeel van de projectaanpak. Nadat alle eisen en wensen van de stakeholders waren opgevraagd, kon het totale eisenpakket worden vastgesteld.

In elke ontwerpfase voor ieder object is gestart met het opstellen van een verificatieplan. Vervolgens werden de verificaties van deze eisen vastgelegd in het verificatierapport. Alle eisen werden aangetoond door middel van ontwerpdocumenten en materiaalspecificaties die werden opgedragen aan de uitvoerend aannemer. Aan het einde van het UO zijn daarmee alle verificaties uitgevoerd.

Om aan te tonen dat er ook wordt gebouwd volgens tekening, werden keuringen door de uitvoerend aannemer uitgevoerd.

Deze keuringen werden enerzijds al gedaan vanuit het kwaliteitssysteem van de uitvoerend aannemer, maar door WillemsUnie werden ook keuringen voorgeschreven die de werking van het totale systeem aantonen. Het door keuringen aantonen van de verschillende componenten van een sluis, toont immers nog niet aan dat het sluiscomplex als geheel goed functioneert.

Veiligheid in het ontwerp Bij alle combinanten van de WillemsUnie staat veiligheid hoog in het vaandel. In elke ontwerpfase zijn per object sessies georganiseerd waarbij de hoofd-veiligheidsdeskundige aanwezig was. Op deze manier zijn alle veiligheidsrisico’s onderkend en

12

kolom d=1000 mm

vibro palen Ø508/610 mm schoorstand 5:1

gekwantificeerd. Hierbij werd onderscheid gemaakt naar veiligheidsrisico’s in de bouwfase en gebruiksfase.

Voor de sluizen en sifons & gemalen zijn deze risico’s ook beschouwd in het kader van de Machinerichtlijn. Extra nadruk is gelegd op de constructieve veiligheid in de bouwfase, aangezien statistiek uitwijst dat in deze fase de meeste ongelukken gebeuren. De berekeningen van de ondersteuningsconstructies, stempelramen en bekistingen worden door de leverancier van de uitvoerend aannemer gemaakt. Deze worden echter door een onafhankelijk constructeur van de uitvoerend aannemer getoetst en daarna pas ter toetsing voorgelegd bij WillemsUnie.

De site-engineer van WillemsUnie toetst vervolgens nog op integraliteit en of alle gehanteerde uitgangspunten correct zijn.

Conclusies De keuze voor een uitwerking op hoofdlijnen in de tenderfase en deze vast te leggen in een KIO-formulier was een juiste beslissing. Aan het einde van het UO is immers gebleken dat alle gekozen concepten geen significante wijzigingen hebben ondergaan en dat de materiaalhoeveelheden met een voldoende kleine bandbreedte konden worden opgesteld. Het realiseren van een ontwerp in de koepelorganisatie en het feit dat werkvoorbereiders deel uitmaken van het ontwerpteam, zijn beide als zeer positief ervaren. Het resultaat was namelijk een goed en uitvoerbaar ontwerp dat ‘gedragen’ werd door de uitvoerend aannemer. Doordat de werkvoorbereiders na het DO ook een rol kregen bij de uitvoerend aannemer, kon de voorbereidingstijd worden verkort. ☒

6 2 013

Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart

specialist in loopvlakstructuur

GIAN® structuurmatten voor een antislipstructuur en gevelmotief in beton Voorbeelden van betonafdrukken van de GIAN structuurmatten om het prefab betonelement te voorzien van een antislipstructuur

Maarten de Graaf: ‘Beton functioneler, veiliger en fraaier maken, dat is ons doel.’

voor meer informatie: info@companero.nl / www.companero.nl

Gorinchem 15, 16 en 17 oktober 2013 Openingstijden: 13.00 - 21.00 uur

www.cementonline.nl Hét online platform voor de constructeur

•

Dé vakbeurs voor de betonbranche Wilt u een gratis bezoek brengen aan deze vakbeurs?

Inclusief de nieuwste CUR-Aanbevelingen in het online archief!

• Ga naar onze website: www.evenementenhal.nl/beton-go • Vul onderstaande code in: 7130003602 • En ontvang uw entreebewijs.

Bouwplaats Academie Platform waar theorie en praktijk samenkomen

Alle jaargangen van Cement in het online archief,

Behaal nu uw certificaat!

Geef u op via www.bouwplaatsacademie.nl

altijd up-to-date

• Het laatste nieuws op constructief gebied • Constructeursgids online doorzoekbaar Evenementen

HAL

HARDENBERG GORINCHEM VENRAY

Evenementenhal Gorinchem Franklinweg 2, 4207 HZ Gorinchem T 0183 - 68 06 80 I www.evenementenhal.nl E gorinchem@evenementenhal.nl

Gelijktijdig vindt SGA Vakdagen plaats

thema

Ongelijke kruising van rivier de Aa met Zuid-Willemsvaart

Kruisend water door Sifon Aa Door de aanleg van een nieuw deel van de Zuid-Willemsvaart

ook het riviertje de Aa. Een indrukwekkende betonnen sifon

worden bestaande verbindingen doorbroken. Dit geldt niet

zorgt voor een kruising van deze rivier onder het nieuwe

alleen voor het aanwezige wegennet en de bestaande kabels

kanaal. In het ontwerp zijn verschillende uitdagingen

en leidingen. Waterverbindingen worden evenmin ontzien, zo

aangegaan om aan alle eisen te kunnen voldoen.

14

6  2 013

Kruisend water door Sifon Aa

1

ing. Roel Hoving Arcadis Nederland bv, WillemsUnie v.o.f. ing. Berry Hol GMB Civiel bv, WillemsUnie v.o.f.

A

1 Sifon Aa in uitvoering, juni 2013 2 Dwarsdoorsnede 3 Langsdoorsnede

B

D

C

1705

5250

5150

24 210 5150

E

F 5250

G 1705

MV. bestaand

6.250+ 3.750+

Ø610*16 (S235J2) gem. grondwater 2.600+

3200

4.500+ 4.000+

1.000+ 0.500+ N.A.P. 0.125AZ24-700 (S355GP) 1.1251.5502.050ontlastbuis 4.000-

600

150 5.5506.0506.1756.1757.0007.1757.175-

12.500-

4750

MV. 3.350+ G.H.W. 2.700+ G.L.W. 2.400+ AZ24-700 (S355GP)

21 400 ontlastbuis 400

4750

400

4750

400

4750

600 150 6.1757.175filter gedeelte in stijgbuis

filter gedeelte in stijgbuis

12.500-

2

Bij de inschrijving is bewust gekozen niet meer dan een schetsontwerp te maken. Door middel van een risicogestuurde aanpak

dilatatie

500

dilatatie

ASAS 4100 1659

500

AS 7142

500 5250

13 13 000 (moot 5) 22 500

500 3500 500 dilatatie

12 2358

stortnaad

11 12 650 12 650 (moot 4) 22 000

stortnaad

9 10 12 650 (moot 3) 22 000 942 126 589

1550

12 650 4242

Varianten

0 350

5.5506.1757.175-

8 13 000 (moot 2) 21 250

28.500-

500

0.500+ N.A.P. 1.5502.050-

7 4008

dilatatie

6.250+ 4.500+ 4.000+

17 600

stortnaad stortnaad 500 350 0 50 0

6

500 3500 500 dilatatie

AS AS 1659

circa 4000 m3 beton en 670 ton wapeningsstaal verwerkt.

Gezien de grote lengte van de sifon is deze door middel van dilataties opgedeeld in zes afzonderlijke moten. Hiermee worden de invloeden van verhinderde krimp-, kruip- en temperatuurvervormingen beperkt.

Het geheel staat op 516 Gewi-trekpalen die gecombineerd met de ondergrond de paal-/plaatfundering vormen.

500 3500 500

De kruising van het riviertje de Aa met de Zuid-Willemsvaart vindt plaats met een sifon, een betonnen kunstwerk dat zorgt voor de onderdoorgang van het riviertje. De sifon moet hierbij het maatgevende afvoerdebiet van de Aa kunnen verwerken en moet gedurende het belangrijkste deel van het jaar te passeren zijn voor vissen. Vooral de grote spreiding in het af te voeren debiet, van minimaal 1,5 m3/s tot maximaal 74 m3/s (1/100 jaar), was bepalend voor de dimensionering van de constructie. Ook de kruising onder een hoek van 35° was constructief een grote uitdaging.

De betonconstructie bestaat uit vier kokers en is 110 m lang en circa 21,50 m breed (fig. 2 en 3). De kokers hebben een inwendige afmeting van 4,75 × 3,00 m2. In totaal wordt in de constructie

14.5003

Kruisend water door Sifon Aa

6 2 013

15

thema

4

is uit een aantal principevarianten een keuze gemaakt. Hierna zijn de grootste kostendragers bepaald en geprijsd. Voor de uitvoering van de sifon was in een vroeg stadium al afgestapt van bouwmethoden als (pneumatisch) afzinken en boren. Een zwaarwegend argument hiervoor was de aanwezige beschikbare ruimte, waardoor het niet nodig was te zoeken naar snelle, ruimtebesparende en hinderbeperkende bouwmethoden.

Met een traditionele aanpak (droge bouwkuip en in het werk gestort beton) als uitgangspunt, zijn tijdens de inschrijving drie subvarianten overwogen: 1 een prefab hangduiker; 2 stalen damwanden met onderwaterbetonvloer en in het werk gestort dek; 3 volledig in het werk gestort.

en veiligheid, in combinatie met de beschikbare ruimte, heeft uiteindelijk geleid tot de keuze voor optie 3, een volledig in het werk gestorte sifon in een droge bouwkuip.

Vispasseerbaarheid In het Tracébesluit ligt verankerd dat niet alleen de waterverbinding in stand moet worden gehouden, maar dat ook de vismigratieroute intact moet blijven. Uit onderzoek is gebleken dat een vispopulatie niet snel een hindernis in een watergang zal nemen.

Daarom is hier in het ontwerp veel aandacht aan besteed. Door ervaringen van ecologen te delen en gebruik te maken van aanwezige kennis bij het waterschap, zijn de belangrijkste randvoorwaarden gesteld ten aanzien van de vispasseerbaarheid. Vooral de toegestane minimale en maximale stroomsnelheid waren hierbij bepalend. Het doel was de stroomsnelheid zo veel als mogelijk binnen 0,10 m/s en 0,50 m/s te houden.

Vanuit het waterschap bestond tevens de wens om de sifon te kunnen gebruiken voor peilbeheer op de rivier ‘de Aa’. In drie van de vier kokers van de sifon wordt hiertoe een automatische ‘klepstuwconstructie’ aangebracht. Hierdoor kunnen de

Een extra randvoorwaarde was het in stand houden van de Aa tijdens de uitvoering van de werkzaamheden. Bij de eerste twee varianten is overwogen tijdens de uitvoering de rivier deels door de kuip te laten stromen. Alleen bij optie 3 werd uitgegaan van een volledig omgelegde rivier, noordelijk buiten de bouwkuip van de sifon (foto 4). De relatieve eenvoud, degelijkheid

50 45 40 35 30 zetting [mm]

25 20 15 10 0 5

16

staalfundering paalfundering

5 0

1 2 3 4 funderingsdruk [kPa]

6 2 013

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20 6

Kruisend water door Sifon Aa

7 Horizontale verplaatsing moot 8 Horizontale verplaatsing sifon in lengterichting 9 Verbinding anker in constructie

4 Luchtfoto Sifon Aa, 3 juli 2013 foto: Sander Meijering

5 Steenbestorting vergelijkbare sifon Wamberg 6 Zettingsverloop moot 4 sifon Aa

F betonwand boven ankers

500

50

afm. schotel 60*350 mm

-0.325/-6.375

7

60140

-0.125/-6.175

200

e

125

oplengen met Ø50)

F

e

koppel-/verloopstuk anker Ø40 (hoog)/Ø63.5(laag) Ø40 oplengen met Ø50) grout Ø200

8

omstandigheden in de vierde koker, de zogenoemde ‘viskoker’ qua stroomsnelheid worden geoptimaliseerd.

Naast de juiste stroomsnelheid zijn er meer specifieke zaken waarop is ingespeeld. Zo is de koker voorzien van een grove steenbestorting (60-200 kg per stuk) om luwten (=rustplaatsen) voor de vissen te creëren (foto 5). Tevens worden drempels in de viskoker voorkomen door een gelijke aansluiting op de waterbodem. In de krooshekken zijn speciaal vormgegeven openingen voorzien om de vis zo natuurlijk mogelijk de sifon in te geleiden.

OWB

paallengte

-1.125/-7.175

F

75

F

oplenging

1000

350

moot 5: -25.500/-27.000 (Ø63.5) -16.000 (Ø40)/-26.500/-28.000 (Ø63.5)

9

Het meeste af te voeren lekwater in de bouwkuip werd veroorzaakt door uit het slot gelopen damwanden ontstaan door de aanwezigheid van zeer stijve zandlagen.

Paal-/plaatfundering Optimalisatie onderwaterbeton Al in een vroeg stadium van het ontwerp bleek dat er, conform CUR-Aanbeveling 77, een zeer dikke vloer (circa 2,2 m) nodig was om aan de eisen ten aanzien van de waterdichtheid van de vloer te kunnen voldoen. Omdat voor de bezwijkveiligheid met een beduidend dunnere vloer (circa 1,0 m) zou volstaan, is binnen de mogelijkheden van CUR-Aanbeveling 77 gezocht naar een optimalisatie van de vloerdikte. Deze optimalisatie is gevonden door slim gebruik te maken van de waterremmende werking van de aanwezige kleilaag, direct onder het aanlegniveau van het onderwaterbeton (en de hieronder aanwezige ziltige zandlagen).

Uit conservatieve berekeningen bleek (o.a. rekening houdend met watervoerende scheuren in de vloer), dat het debiet door deze kleilaag zeer beperkt zou blijven (0,5 à 5,0 m3/uur voor de gehele bouwkuip met een oppervlakte van circa 2650 m2). Door het toepassen van ontlastbuizen in de kassen van de damwanden naar de zandlaag tussen het onderwaterbeton en de kleilaag, kon het lekwater eenvoudig worden afgevoerd (fig. 2). Door bij het storten van de vullaag alle kassen met een uitsparing te verbinden, kon het water met een dompelpomp eenvoudig worden afgevoerd zonder hinder voor de bouwwerkzaamheden. Tijdens de uitvoering bleek het debiet door de kleilaag zeer beperkt te zijn.

Kruisend water door Sifon Aa

Ten behoeve van de realisatie van de bouwkuip zijn Gewi-trekpalen toegepast om de onderwaterbetonvloer te verankeren. Het toepassen van deze palen als drukpalen voor de definitieve fundering lag dan ook zeer voor de hand. De navolgende aspecten speelden bij de keuze voor de fundering een belangrijke rol: – De funderingsdruk onder de vloer van de sifon zal lager zijn dan de optredende korrelspanningen direct naast de sifon, als gevolg van de aangebrachte grondophoging. Een fundering op staal behoorde dan ook tot de mogelijkheden, aangezien grondmechanisch bezwijken als gevolg van de funderingsdruk onder de sifon is uitgesloten. Vanwege de optredende trekbelasting bij onderhoud in de gebruiksfase blijven trekankers echter noodzakelijk.

– Hoewel geotechnisch bezwijken van de fundering van de sifon is uitgesloten, bleken de te verwachten zettingen onder de constructie, bij een volledig op staal gefundeerde situatie, behoorlijk fors te zijn: berekend op maximaal 220 mm voor de zwaarst belaste moot.

– Het voor de bouwfase benodigde puntniveau van de Gewitrekpalen (op trek) was rekentechnisch onvoldoende om ook voor de eindfase het benodigde draagvermogen op druk te kunnen leveren in het geval van een volledige fundering op palen.

6 2 013

17

thema 10 Detail nok 11 Ankerverbinding in buitenwand hooggelegen moten 12 Visualisatie instroomzijde sifon Aa 20

18 2

614 opstort 500*150*18 mm + glijfolie 2 mm

De combinatie van bovenstaande factoren hebben ertoe geleid dat uiteindelijk is gekozen voor een gecombineerde paal-/plaatfundering.

1818

20

909

Om de invloed van Gewi-palen op de optredende zettingen van de sifon te kunnen berekenen, is de navolgende procedure gevolgd: – Voor diverse (aangenomen) waarden van de funderingsdruk wordt de zakking van de sifon berekend.

– Voor diverse (aangenomen) waarden voor de optredende paalbelastingen wordt de zakking van de sifon berekend.

Hierbij is aangenomen dat de volledige negatieve kleef in rekening moet worden gebracht tot en met de diepst gelegen kleilaag boven het niveau van de paalpunt.

– Op basis van de in rekening gebrachte belasting op de palen kan een resterende funderingsdruk worden bepaald.

– Door de (resterende) funderingsdruk grafisch uit te zetten tegen de berekende zakking van de sifon voor zowel een fundering op staal als een fundering op palen, kan ter plaatse van het snijpunt van de beide lijnen de resterende funderingsdruk onder de sifon en de zakking van de sifon worden afgelezen (fig. 6).

opstort 500*150*18 mm + glijfolie 2 mm

10

heden in de ondergrond in rekening gebracht. Deze waarde ligt ruimschoots binnen de vervormingscapaciteit van het toegepaste voegprofiel (W9U).

De berekeningen van het paaldraagvermogen conform de norm betreffen uiteraard een ondergrens van het daadwerkelijk te leveren paaldraagvermogen. Hierdoor zullen de daadwerkelijke zettingen van de sifon naar verwachting lager uitvallen. Voor de krachtswerking in de betonvloer is ervan uitgegaan dat de Gewipalen het benodigde (druk)draagvermogen leveren. Een bedding onder de vloer is niet in rekening gebracht, om de zetting van de ondergrond onder de sifon in rekening te kunnen brengen.

Horizontale stabiliteit sifon

koppelanker Dywidag Ø40 L = 6000 mm, gesegmenteerd in 3 gelijke delen Ø60

opstort 1250*200*18 mm glijfolie 2 mm

1500

Ø130

1500

ankerschotel 220*220 t = 45 mm

1500

De sifon kruist de nieuw aan te leggen Zuid-Willemsvaart onder een hoek, waardoor de moten van de sifon in bovenaan-

buis verlopend in diameter

Ø60

18 2

614

Uit de figuur volgt een maximale zetting van de zwaarst belaste moot van de sifon van circa 42 mm (exclusief dookwerking onderwaterbeton). Voor de aangrenzende moot is op vergelijkbare wijze een zetting berekend van 21 mm, wat resulteert in een verschilverplaatsing van (42 – 21 =) 21 mm over de voeg. Door overlapping van de spreiding van de funderingsdrukken in de ondergrond zal deze waarde verder nivelleren. Conform art. 10.8 van NEN 6740 hoeft er maar 50% in rekening te worden gebracht als de daadwerkelijke optredende verschilverplaatsing over de voeg (50% × 21 mm = 11 mm). Hiermee worden ongelijkmatig-

ankerschotel 220*220 t = 45 mm

909

10 10

20 2010

1542

500

740

740

500

1542

300 11

18

6 2 013

Kruisend water door Sifon Aa

12

zicht een parallellogramvorm hebben. Hierdoor treedt er een excentriciteit (koppel) op tussen de resultante van de optredende gronddruk tegen de beide buitenwanden van een moot.

De moten van de sifon zullen hierdoor zijdelings willen verplaatsen en om hun zwaartepunt willen roteren (fig. 7).

Tevens is de sifon aan het uiteinde afgeschuind waardoor de lengte van de beide buitenwanden, en dus de grond- en waterdrukken aan weerszijden van de eindmoten, niet gelijk zijn. Dit zal het zijdelings verplaatsen en roteren van de eindmoten versterken.

Door de resulterende waterdruk (in de lengterichting) van de gehele sifon op de sifonvloer van moot 2 en 5 (fig. 3), wordt eveneens een aandrijvend koppel (fig. 8) geleverd dat tegengesteld is.

Bij een ongedilateerde sifon zal een beperkte steundruk van de omringende grond al snel voldoende weerstand bieden. Bij een gedilateerde sifon is een aanzienlijke steundruk nodig om een rotatie van de afzonderlijke moten tegen te gaan, wat gepaard gaat met grote horizontale verplaatsingen. De verdraaiing van de dilataties ten opzichte van de lengteas (parallellogramvorm van de moten) versterkt dit belastingseffect.

Om de horizontale stabiliteit van de sifon te waarborgen, zijn de volgende maatregelen genomen: – Door de lengte van beide buitenwanden gelijk te houden, worden ongelijke horizontale grond- en waterdrukken aan weerszijden van de sifon beperkt. De sifon is hiertoe uitgebreid met een open bak en de sifonvloer eindigt recht (fig. 8).

– Aan weerszijden van de uitstroom is de hoogte van het maaiveld geminimaliseerd op NAP +4,50 m.

– De eerste en laatste sifonmoot worden ter plaatse van de voegen gekoppeld met de naastgelegen moten.

Om de rotatie tussen twee moten onderling tegen te gaan, zijn het dak en de vloer voorzien van ‘horizontale nokken’ (fig. 10).

Met de gekozen vormgeving van de ‘nokken’ worden de moten

Kruisend water door Sifon Aa

in zijwaartse richting tegen elkaar gedrukt. Hierdoor worden ongelijke verplaatsingen in zijwaartse richting voorkomen en zijn de benodigde steundrukken van de omringende grond beperkt. De nokken zijn zodanig uitgevoerd dat vervormingen in lengterichting van de sifon niet worden verhinderd en een haakse wandaansluiting wordt verkregen met voldoende ruimte voor het dilatatievoegprofiel en de koppelankers.

Ter plaatse van de eerste en laatste voegovergangen in de hooggelegen moten zijn in de buitenwanden Dywidag Ø40 staven toegepast (fig. 11). Hierdoor wordt het openstaan van deze mootvoegen, als gevolg van rotatie, voorkomen. Eventuele drukkrachten worden ook direct afgedragen (beton op beton).

Door de trekankers van een gesloten celschuimomhulling (20 mm rondom) te voorzien, wordt voorkomen dat de ankers op een verticale afschuifkracht worden belast als gevolg van ongelijke zakkingen tussen de moten onderling.

Tot slot De aanpassing van een wegverbinding met een brug over een kanaal zal door velen als een logische en vanzelfsprekende oplossing worden gezien. De aanpassing van een waterverbinding is minder vanzelfsprekend, zeker in deze afmeting. Dit komt deels omdat deze vaak aan het zicht wordt onttrokken: een groot deel van de sifon zal permanent onder het nieuwe kanaal verdwijnen. Maar in technisch opzicht is een sifon minstens even uitdagend als een brug.

Momenteel is het object in uitvoering en de verwachte ingebruikname is medio november 2013. De constructie is geschikt om voor onderhoud te worden drooggezet. Echter door de toepassing van onderhoudsarme producten kan het nog wel jaren duren voordat dit ook werkelijk zal gebeuren en de constructie weer opnieuw daglicht ziet. ☒

6 2 013

19

1

thema

Het sluitstuk van de Zuid-Willemsvaart: Sluis Empel

Sluis met enkele draaideuren 20

De omlegging van de Zuid-Willemsvaart bevat twee

Deze sluis wordt namelijk per sluishoofd voorzien van

nieuwe sluiscomplexen: Hintham en Empel. Van deze

een enkele draaideur en vormt het sluitstuk van het

twee sluizen is Sluis Empel het meest aansprekend.

nieuwe kanaal, de aansluiting op de Maas.

6  2 013

Sluis met enkele draaideuren

ir. Ramon de Groot, ir. Rogier Schippers Volker InfraDesign bv, WillemsUnie v.o.f.

1 Luchtfoto sluiscomplex Empel, 9 juli 2013 2 Impressie sluiscomplex Empel 3 Bovenaanzicht van de twee sluisdeurconcepten

Maas

aanvaarbeveiliging

spui/gemaal voorziening

sluiskolk

sluishoofd

brug Empelse dijk kanaal 2

Sluis Empel is op het moment van schrijven van dit artikel in uitvoering en zal geschikt worden voor het schutten van CEMT klasse-IV-schepen. De sluis heeft een effectieve kolkafmeting van 115,5 × 12,6 × 3,5 m. De kolk wordt aan beide zijden afgesloten met een sluishoofd, voorzien van een enkele draaideur.

Deze deuren zijn 13 × 14 m2 groot, hebben een gewicht van circa 100 ton en zijn daarmee de grootste enkele draaideuren van Nederland. Ter bescherming van de deuren tegen een schip dat doorschiet, worden in de kolk twee aanvaarbeveiligingen geplaatst. Naast de sluis bevat het complex een spui-/gemaalvoorziening om het overtollig water van het kanaal op de Maas te lozen. Ook is er een hooggelegen brug die de verkeersverbinding over de Empelsedijk hersteld (fig. 2).

De sluisdeuren scheiden het kanaal van de Maas. Het kanaalpeil wordt beheerst op NAP +2,0 m, terwijl de waterstand op de Maas kan variëren tussen NAP -0,9 m en NAP +7,8 m. Dit betekent dat Sluis Empel ‘dubbelkerend’ is, het water in de Maas kan hoger of lager zijn dan in het kanaal. De sluis moet dus vanaf twee richtingen water kunnen keren. Wanneer het water op de Maas lager staat dan het kanaalpeil, moeten

21 m

Ontwerp & werkvoorbereiding De discipline Werkvoorbereiding is zeer nauw betrokken bij het ontwikkelen van het Voorlopig Ontwerp (VO) en het Definitief Ontwerp (DO). In het VO zijn in samenwerking met Werkvoorbereiding de verschillende ontwerpafwegingen gemaakt.

Daarnaast zijn in het DO door de disciplines Geotechniek en Werkvoorbereiding de werkzaamheden in en rondom de bouwputten en de sluiskolk afgestemd. De fasering is namelijk niet alleen van invloed op het ontwerp, maar ook op een voorspoedige uitvoering. De Werkvoorbereiding heeft de fasering aan het eind van het DO vastgelegd in een Plan van Aanpak. De resultaten van deze samenwerking zijn terug te zien bij de bouw: de complexe fasering wordt voortvarend uitgevoerd en de nauwe toleranties worden probleemloos gerealiseerd.

Onderdeel primaire waterkering In het Tracébesluit is vastgelegd dat het sluiscomplex moet zijn voorzien van een dubbele onafhankelijke waterkering tegen hoog water op de Maas. Deze dubbele kering

21 m

12,6 m

12,6 m sluis met enkele draaideur

sluis met dubbele puntdeuren

Sluis met enkele draaideuren

schepen van het kanaal naar beneden worden geschut (ca. 345 dagen per jaar). Als het water in het kanaal hoger staat dan de Maas, moeten deze schepen van het kanaal omhoog worden geschut (ca. 15 dagen per jaar). Hierbij is de eis gesteld dat de totale schuttijd, inclusief het openen en sluiten van de deuren en het nivelleren van het waterpeil, nooit meer dan 10 minuten in beslag mag nemen. Er wordt alleen geschut bij waterstanden op de Maas tussen NAP -0,5 m en NAP +4,4 m.

6 2 013

3

21

thema

4 Bovenaanzicht Sluiscomplex waarin de eerste en tweede primaire waterkering zijn aangegeven 5 Bovenaanzicht sluishoofd, met in te storten voorzieningen tekening: 4 en 6: Jansen Venneboer

6 Sluishoofd met aan te storten aanslag en halsbeugel, 18 juli 2013

Enkele draaideuren De keuze voor enkele draaideuren is een direct gevolg van de eis dat Sluis Empel ‘dubbelkerend’ moet zijn. Per sluishoofd is dan slechts één deur met grendel nodig. De WillemsUnie heeft het concept van enkele draaideuren in de tenderfase bedacht als alternatief voor het toepassen van een dubbele set puntdeuren per sluishoofd (fig. 3). Het contract bood de mogelijkheid de uiteindelijke beslissing over de aanbesteding heen te tillen (methode inschrijven met onzekerheden). Hierdoor is de beslissing om daadwerkelijk enkele draaideuren te gebruiken, in samenwerking met Rijkswaterstaat en het Waterschap Aa en Maas, genomen in de VO-fase.

Het toepassen van enkele draaideuren is een goedkoper alternatief dan de dubbele set puntdeuren, zonder dat er wordt getornd aan de betrouwbaarheid, beschikbaarheid en veiligheid van de sluis. De twee grootste voordelen van enkele draaideuren zijn, dat er inclusief reservedeuren slechts drie grote in plaats van tien kleine deuren nodig zijn en dat de bouwkuip en het betonwerk van de sluishoofden kleiner kan zijn (12,6 m in plaats van 21 m). Dit formaat enkele draaideur bevindt zicht wel op de grens van wat zowel logistiek als technisch mogelijk is.

1e primaire kering 2e primaire kering

4

beschermt onder andere ’s-Hertogenbosch en Rosmalen tegen overstromingen (fig. 4). De eerste primaire waterkering bestaat uit nieuwe dijklichamen, lokaal voorzien van damwandplanken, die de bestaande Empelsedijk verbinden met het noordelijk sluishoofd. Indien de noordelijke deur faalt ten tijde van hoogwater op de Maas, treedt de tweede primaire waterkering in werking. Deze tweede primaire waterkering wordt gevormd door binnendijks gelegen dijklichamen en het zuidelijke sluishoofd.

Bescherming tegen overstroming van het sluiscomplex is van groot belang in zowel de gebruiksfase als de realisatiefase.

Daarom zijn het ontwerp en de bouwfasering opgesteld in nauw overleg met Waterschap Aa en Maas. Met behulp van een risicodossier zijn diverse faalmechanismen per fase uitvoerig onderzocht en zijn maatregelen getroffen om de risico’s op verantwoorde wijze te beheersen.

De draaias van beide enkele draaideuren ligt aan de oostzijde (fig. 5). Op dit punt wordt de deur aan de onderkant vastgehouden door de taats en aan de bovenzijde door de halsbeugel. Als de deur dicht is, rust hij tegen de aanslag (foto 6). Dit is een stalen profiel dat zowel in de drempel als in de wanden is aange-

6

5

halsbeugel oost wand

west wand

halsbeugel

verticale aanslag

horizontale aanslag (drempel)

grendel

taats cilinder

22

6 2 013

Sluis met enkele draaideuren

7 3D-weergave enkele draaideur 8 Doorsnede van het sluishoofd bij de deurnis 9 Bovenaanzicht wrijving noordelijk sluishoofd met de grond

belast. Hierdoor komt het sluishoofd als het ware op poten te staan, waardoor er geen wrijving kan ontstaan aan de onderzijde. Bovendien kunnen de palen geen horizontale belasting opnemen. Gevolg is dat alleen belasting kan worden opgenomen in het verticale vlak tussen het sluishoofd en de grond.

Om deze reden is de vloer van het sluishoofd met deuvels verbonden aan de definitieve damwanden (fig. 8). De damwanden worden op deze manier gemobiliseerd om de schuifkracht op de grond af te dragen. De bouwkuipwanden worden namelijk niet getrokken, maar in de definitieve constructie opgenomen.

aangrijpingspunt cilinder

halspen

In het sluishoofd van 12,6 m lang kan niet genoeg wrijving worden ontwikkeld om weerstand te bieden aan een hoog Maaspeil. Om toch voldoende wrijving te creëren, is ook in de kolk een owb-vloer aangebracht. Deze vloer is 1,2 m dik en bevindt zich onder de naastgelegen eerste 25 m van de kolk.

Hierop kan het sluishoofd de overgebleven kracht afdragen.

Deze owb-vloer draagt vervolgens zijn kracht af op de kolkwanden, zodat er voldoende wrijving ontstaat en het hori-

rinketschuiven

taatskom

14 850

2200

damwand

damwand

deuvels

deuvels

12 780

bracht. Door middel van een rubber op de deur wordt de waterdichtheid gegarandeerd. Aan de westzijde van het sluishoofd zorgt de grendel ervoor dat de deur dicht blijft, ook als het water in het kanaal hoger is dan het Maaspeil (negatief keren).

De deur wordt open en dicht bewogen door middel van de cilinder die zich ook aan de oostzijde bevindt. Omdat de deur alleen open kan als het waterniveau aan beide kanten gelijk is, bevat de deur rinketschuiven (fig. 7). Door deze te openen, nivelleert het waterniveau in de kolk.

3400

2100 2000

7

onderwaterbeton

constructievloer GEWI 8

Sluishoofden De sluisdeuren dragen de waterdruk af naar de sluishoofden.

Een van de belangrijkste onderdelen bij het ontwerp van een sluishoofd is het borgen van het horizontale evenwicht.

Wanneer het maximale Maaspeil optreedt, moet het sluishoofd een druk van meer dan 16 MN kunnen weerstaan. Hiervoor wordt gebruikgemaakt van de wrijving tussen de grond en het sluishoofd. Aan de onderzijde van het sluishoofd kan geen wrijving worden ontleend, omdat de onderwaterbetonvloer (owb-vloer) van de bouwkuip op Gewi-palen (verticale trekelementen) is gefundeerd. In de bouwfase nemen deze ankerpalen trek op om de owb-vloer beneden te houden, maar tijdens de gebruiksfase van de sluis worden de Gewi-palen op druk

Sluis met enkele draaideuren

wrijving langs het sluishoofd

steenbestorting kolk ingegoten met colloïdaal beton

sluishoofd OWB in de kolk

wrijving lans de kolkwand

6 2 013

9

23

thema

10 Aanvaarbeveiliging Sluis Empel

tekening: tekening Janssen Venneboer

11 Doorsnede van de kolkwand

Aanvaarbeveiligingen

1300

deuvels damwand

6900

Het sluishoofd is een zeer robuuste betonnen constructie. De vloer is 2 m dik en de wanden zijn tussen de 2,2 en 4,2 m dik (fig. 8). Hierdoor ontstaat een zeer stijve U-bak. Er treedt een vervorming op, loodrecht op de sluisas, van maximaal +/- 20 mm in de gebruiksfase. Deze vervormingen ontstaan als gevolg van wisselende waterstanden en bovenbelasting.

Tijdens de bouw vervormen beide wanden theoretisch nog 30 mm, bovenop de vervorming in de gebruiksfase. Daarnaast moet rekening worden gehouden met de bouwtoleranties van het beton (+/- 20 mm). De optelling van de vervormingen en de toleranties is te groot om de ‘In Te Storten Onderdelen’ (ITSO’s) voor de deur te plaatsen. Om de deur goed af te kunnen stellen, moeten deze namelijk met een tolerantie van +/- 2 mm worden ingestort. Om die reden worden de ITSO’s voor de sluisdeur als taats en aanslagen (foto 6), gespaard en pas aan het einde van de bouw ingestort. De halsbeugel wordt in de laatste stort (bovenste 3 m van de wand) meegenomen.

Vervolgens worden de taats en de aanslag uitgelijnd op de ingemeten positie van de halsbeugel.

waaraan zich een staalkabel bevindt (fig. 10). De slagboom valt met een hamerkop in een stalen sponning, zodat de staalkabel vastzit. Een remcilinder zorgt ervoor dat een gelijkmatige spanning op de kabel staat als de slagboom naar beneden is.

Op het moment dat de deur in het noordelijke sluishoofd opengaat, komt de slagboom van de zuidelijke aanvaarbeveiliging naar beneden en vice versa. Als een schip zou doorschieten, wordt de slagboom kapot gevaren en remt de staalkabel het

750

zontale evenwicht is gewaarborgd (fig. 9). Ten behoeve van het horizontale evenwicht van het zuidelijke sluishoofd is ook in de zuidelijke voorhaven een owb-vloer gestort.

betonschil

anker

Zoals eerder vermeld, worden in de sluiskolk twee aanvaarbeveiligingen geplaatst (fig. 2). Deze aanvaarbeveiliging moet ervoor zorgen, dat de deur niet kan worden aangevaren door een schip die doorschiet in de kolk. De aanvaarbeveiliging treedt in werking als het waterniveau van de Maas zich boven NAP +2,75 m bevindt. Op dat moment kan het water bij een kapotte deur over de kanaaldijken stromen.

De aanvaarbeveiliging wordt uitgevoerd als een slagboom

500 11

oostzijde

slagboom

hamerstuk

remcilinder

westzijde

kolk

10

24

6 2 013

Sluis met enkele draaideuren

12 Uitvoering kolkwanden, 28 juni 2013

12

en trosbelastingen. Deze belastingen worden in het model over een wandhoogte van 2 m gespreid. De interactie met de grond en de schroefgroutankers is met veren gemodelleerd.

schip binnen 5,5 m af. Hierbij kan maximaal een energie van 2000 kNm worden opgenomen.

Kolk Efficiëntie

De kolkbodem bestaat voor het grootste deel uit een steenbestorting met open colloïdaal beton. De wanden bestaan uit een combinatie van staal (damwand) en (deels) gewapend beton (fig. 7). De stabiliteit wordt verzekerd met schroefgroutankers.

De damwand is aan de binnenzijde voorzien van een 6,9 m hoge betonschil van 500 mm dik en deze reikt tot een 0,5 m onder de laagste waterstand in de kolk (fig. 11 en foto 12).

Zowel de verticale als horizontale doorsnede van de samengestelde constructie is gemodelleerd.

In de verticale doorsneden zijn externe en grondbelastingen in rekening gebracht met behulp van D-Sheet Piling (geotechnisch verenmodel). Op basis van de momenten en dwarskrachten die uit dit model volgen, zijn de verticale wapening en de schuifspanning tussen de damwand en de betonschil bepaald.

Om deze schuifspanning op te nemen, worden deuvels op de damwand geschoten. Het moment en dus ook de schuifspanning zijn beide het grootst rondom het anker. Dit is meegenomen in de deuvelconfiguratie (fig. 11).

Bij het aanbrengen van de ruim 240 m kolkwand is efficiëntie van groot belang. Daarom is in het ontwerp al rekening gehouden met een aantal uitvoeringsaspecten: – Bij de plaatsingstolerantie van de damwand (+/- 90 mm) is met een betonschildikte van 410 mm gerekend, in plaats van met de theoretische dikte van 500 mm.

– De haalkommen zijn in het beton verankerd en niet direct bevestigd aan de damwand. Hierdoor kunnen ze direct op de kist worden aangebracht en in één keer voor het achternet worden geplaatst. Dit leidt ook nog eens tot een mooie strakke uitstraling aan de voorkant van de betonschil (foto 12).

– In de fasering is meegenomen dat de kolk tot een 0,5 m onder de onderkant van de betonschil wordt uitgegraven.

Hierdoor kan tijdens de bouw van de betonschil vanaf het zand worden gewerkt. Nadat de wanden klaar zijn, wordt de sluis pas tot op de uiteindelijke diepte ontgraven.

– Het beton in de kassen van de damwand is, op de kassen bij voegen na (om de circa 15 m), niet gewapend.

In de horizontale doorsnede is het beton gemodelleerd in een 1D-staafwerkmodel. Op deze doorsnede werken scheepsstoot-

Dit alles leidt tot een soepele uitvoering, vrijwel zonder afwijkingen. ☒

Sluis met enkele draaideuren

6 2 013

25

1

thema

Brug N279 bestaat uit twee nagenoeg identieke tweecellige kokerbruggen

Twee schuine kokerbruggen Nabij de zuidelijke aansluiting van de nieuwe Zuid-Willemsvaart op het bestaande kanaal, wordt Brug N279 gerealiseerd. Deze brug verzorgt de oost-westverbinding voor het regionale verkeer in de N279. De brug is één van de zes nieuwe bruggen over het nieuwe kanaal en zal worden uitgevoerd als twee losse kokerbruggen.

26

6 2 013

Twee schuine kokerbruggen

ing. Dave Kosterink PMSE, RC Volker InfraDesign bv, WillemsUnie v.o.f.

1 Luchtfoto Brug N279, 5 juli 2013 2 Inpassing Brug N279, Viaduct N279 en Brug Beusingsedijk

Het kunstwerk ligt ter hoogte van kilometrering 117 430 m (fig. 2) in de N279 tussen Veghel en ’s-Hertogenbosch. Beide kokerbruggen hebben een breedte van 16,05 m. Voor de variant met twee ‘smalle’ kokerbruggen in plaats van één brede is gekozen, omdat in het ontwerp is afgeweken van het oorspronkelijke Tracébesluit. Aanvankelijk was het de bedoeling uit te gaan van 2 × 1 rijstrook met in- en uitvoegstroken. In de ontwerpfase is uitgegaan van een 2 × 2-variant. Door de realisatie van twee losse bruggen kon bij afkeuring van het gewijzigde Tracébesluit, zonder grote aanpassingen het oorspronkelijke Tracébesluit worden uitgevoerd.

Overspanningen Gezien de schuine kruisingshoek van de N279 met de nieuwe Zuid-Willemsvaart is de middenoverspanning ruim groter dan die van de overige bruggen. De hoofdoverspanning over het kanaal is vastgesteld op basis van het profiel van vrije ruimte (PVR), de kruisingshoek en de plaatsing van de middensteunpunten. Ook is rekening gehouden met de mogelijk toekomstige verbreding van het kanaal. De breedte van het PVR ter plaatse van de kruisende wegen op basis van ‘krap profiel’ is 35,80 m. Om in de toekomst een verruiming van ‘krap profiel’ naar ‘normaal profiel’ mogelijk te maken, moest worden gerekend met een totale breedte van het PVR van (35,80 + 5,05 = ) 40,85 m (exclusief toleranties en wrijfgording langs damwand kanaalpand).

De eisen met betrekking tot het PVR, in combinatie met de schuine hoek en een vastgestelde breedte van de poer van 11,0 m, resulteerden voor brug 1 in een totale lengte van 213 m.

De totale lengte is opgebouwd uit drie overspanningen van respectievelijk (1,0 m)*, 51,5 m, 108,16 m, 51,5 m (en 1,0 m).

Brug 2 heeft een totale lengte van 201 m, opgebouwd uit drie overspanningen van respectievelijk (1,0 m), 48,5 m, 102,10 m, 48,5 m (en 1,0 m) (tabel 1, fig. 3).

De ondersteuning van de brug wordt verzorgd door twee landhoofden ter plaatse van as 1 en 4 en twee tussensteunpunten op as 2 en 3 (fig. 4). *Waarden tussen haakjes zijn de lengten voor de aslijn.

Tabel 1 Kruisingshoeken en veldlengten brug 1 en 2 kruisingshoek as weg as kanaal [°]

veld as 1-2 // as weg [m]

veld as 2-3 // as weg [m]

veld as 3/4 // as weg [m]

Brug N279 (zuidkant) KW01 (brug 1)

31,1

51,5

108,16

51,5

Brug N279 (noordkant) KW02 (brug 2)

33,1

48,5

102,1

48,5

Twee schuine kokerbruggen

2

Ontwerpafwegingen In de ontwerpfase heeft het ontwerpteam enkele keuzeafwegingen en optimalisaties beschouwd. Net als voor de andere onderdelen van het project bestaat het projectteam behalve uit een constructeur en een 3D-modelleur, ook uit een werkvoorbereider. Met de toevoeging van werkvoorbereiders in de ontwerpteams wordt beoogd om met Trade-Off-Matrices een betere afweging te kunnen maken ten aanzien van uitvoeringsmethode, planning, kosten en hoeveelheden.

Beton In het variantenonderzoek is een afweging gemaakt tussen een volledig betonnen brug, een volledig stalen brug en een staalbetonvariant. Hieruit is gebleken dat een volledig betonnen variant economisch en planningstechnisch de beste keuze is.

Belangrijk in deze afweging is dat het kanaal nog moet worden gegraven. Dit geeft de mogelijkheid om eerst de volledige brug te bouwen en vervolgens pas het kanaal onder de brug door te graven.

De brug wordt uitgevoerd als twee in het werk gestorte voorgespannen tweecellige kokerbruggen in C70/85. Om schuifspanningen door torsie en dwarskracht op te kunnen vangen, was ter plaatste van de steunpunten een circa tweemaal zo hoge kokerdoorsnede nodig. De hoogte van de koker varieert tussen 2,0 m ter plaatse van de landhoofden en het middenveld en 4,0 m ter plaatse van de middensteunpunten.

Opwippen Door de relatief korte eindoverspanningen en de niet-haakse landhoofden (ca. 32°) zouden vasthoudconstructies op de landhoofden nodig zijn om het opwippen van de brugeinden tegen

6 2 013

27

thema 3 3D-overzicht brug 2 4 De brug wordt ondersteund door twee twee landhoofden 5 De voorspankanalen in het dek lopen ter plaatse van de middensteunpunten as 2 en as 3

3

te gaan. Door plaatsing van de steunpunten haaks op de wegas en door ballastbeton toe te passen in de kokercellen over de laatste 24 m van de bruggen, werd voldoende oplegdruk gecreëerd en waren vasthoudconstructies niet nodig. Ook is overwogen het middenveld met een lichter beton (C53/65, γ = 22 kN/m3) uit te voeren. Dit bleek binnen de gestelde uitvoeringstermijn echter niet realiseerbaar. Vooral ten aanzien van vermoeiing ontbreekt documentatie en goede regelgeving.

Ook waren geen referentieprojecten bekend. Daarom is afgestapt van deze oplossingsrichting. Om het middenveld toch lichter te houden, is ervoor gekozen de doorsnede te reduceren door toepassing van C70/85. Hierdoor kon de kokerwanddikte van 500 tot 400 mm worden gereduceerd.

wand was weer minder voorspanning nodig om het eigen gewicht op te nemen.

De voorspankanalen zijn in vijf groepen gebracht. In het dek lopen ‘rechte’ voorspankanalen ter plaatse van de middensteunpunten as 2 en as 3 (fig. 5). In de vloer lopen voorspankanalen in het begin van veld 1, in het midden van veld 2 en in het einde van veld 3.

De voorspanning wordt door middel van voorspanconsoles ingebracht in de constructie (fig. 6). Een belangrijk aandachtspunt bij het toepassen van rechte kabels in de koker, is de controle op voldoende overlap tussen de kabels in de vloer en het dek. Een vuistregel hierbij is 3 à 4 maal de hoogte van de beschouwde doorsnede. Dit komt neer op het controleren van de verschoven momentenlijn.

Voorspanning Horizontale krachtsafdracht

De voorspanning in de koker is alleen in de vloer en het dek aangebracht en niet in de wanden. Daardoor was reductie van de wanddikte tot 400 mm mogelijk (de benodigde voorspanning zou niet hebben gepast in de wanden). Met deze dunnere

Voor de waarborging van de horizontale krachtsafdracht is een aantal afwegingen gemaakt. Van invloed op deze krachtsafdracht is de calamiteitssituatie aardbeving. Conform NEN 6702

1 1

2

5728

2294

E

D

C

B

A

2

16 055

2306

5728

3 3

5*250=1300 714 1 6 7

4

16*300=4800

713 5*260=1300 46 40 41 86 87 92 150 163 400

300

727 2324 69 70 164 164 400

300

400

47 150 52 53 164

4

16*300=4800

as ille -W

id Zu 5

rt

aa

sv

m

4

28

6 2 013

Twee schuine kokerbruggen

6 Principe voorspanconsole 7 Stellen oplegblok met dwarsfixatie t.p.v. tussensteunpunten

moet rekening worden gehouden met 10% van de permanente belastingen als horizontaalkracht. De minimale oplegdruk bij de landhoofden maakt het onlogisch om de horizontale belastingen daar af te dragen. Omdat het ook niet gewenst is vanuit het ‘Ambitiedocument Kunstwerken Zuid-Willemsvaart’ een rempijler te realiseren, is ervoor gekozen de krachten op te laten nemen door opleggingen met een dwarsfixatie ter plaatse van de tussensteunpunten (foto 7).

6

Bovenbouw De bovenbouw van de brug bestaat uit tweemaal een tweecellige kokerligger (fig. 8), elk verlopend van een hoogte van 4,0 m bij de tussensteunpunten naar 2,0 m bij de eindsteunpunten en het middenveld. De platen van het dek hebben een verlopende hoogte van 300 tot 400 mm. De wanden van de koker zijn 400 mm dik. De ondervloer heeft een dikte van 300 mm en verloopt bij de tussensteunpunten tot 700 mm. Om de stabiliteit van de kokerdoorsnede in dwarsrichting te waarborgen, zijn dwarswanden nodig. Vooral ter plaatse van de tussensteunpunten ontstaan immers torsiekrachten. Deze dwarswanden

hebben een dikte van 1 m ter plaatse van as 1 en 4 en een dikte van 1500 mm ter plaatse van as 2 en 3. De dwarswanden op as 2 en as 3 zijn voorgespannen.

De bovenbouw is zowel horizontaal als verticaal gekromd. In het horizontale vlak heeft de brug een kromming met een straal van circa 800 m (fig. 2). In het verticale vlak heeft de ondervloer een kromming van 600 m (tussen de steunpunten) en het dek een kromming van circa 6000 m (fig. 10). Deze krommingen worden gerealiseerd door de kokerconstructie in rechte moten van circa 12 m op te delen.

7

Twee schuine kokerbruggen

6 2 013

29

thema 8 Vormtekening kokerdoorsnede 9 Bovenlaag poerwapening tussensteunpunten 10 3D-aanzicht Brug N279

C

1658 D

1810

A

De bovenbouw wordt ondersteund door drie opleggingen ter plaatse van de landhoofden en twee opleggingen bij de middensteunpunten. Ter plaatse van de landhoofden is de

400

1265

1659

2300

G

300

E

250

2306

1800

1659

300

400

16 055

1900

1810

1900

1658

1800

C

1800

2300

1800

400

865

E

5728

300

F

16 055

5728

300

2294

D

1800

B

1800

A

250

Zoals beschreven is er één brug met een lengte van 213 m en één van 201 m. Met behulp van het rekenprogramma ALP is een beschouwing gemaakt van de invloed van de kortere overspanningen van brug 2 ten opzichte van brug 1. De effecten van permanente belastingen op de twee bruggen met verschillende overspanningen zijn met elkaar vergeleken. De invloed hiervan bleek gering. Daarom is gekozen om de grotere brug door te rekenen en voor brug 2 dezelfde dimensies en hoeveelheden toe te passen.

400

5127

400 11 455

5128

400 B

8

bovenbouw in het DO-doorgerekend op basis van kalotopleggingen. De noordelijke kalotopleggingen krijgen een dwarsfixatie. Ter plaatse van de middensteunpunten (op de kolommen) worden rubberoplegblokken toegepast. Ook hier krijgen de noordelijke blokken een dwarsfixatie. In figuur 7 is het stellen van het oplegblok met dwarsfixatie te zien. De stalen ring rond de kolom is voor aanbrengen enkele graden verwarmd ten opzichte van de buitentemperatuur. Deze ring spant zich daardoor licht op tegen de bovenrand van de kolom.

9

In de brug wordt circa 3000 m3 C70/85 beton verwerkt. De voorspanning is verdeeld over 10 kabels 19 × Ø15,7 mm in de vloer van veld 1 en 3, 28 kabels 19 × Ø15,7 mm in de vloer van veld 2 en 56 kabels 19 × Ø15,7 in het dek ter plaatse van de twee tussensteunpunten. In de twee eindvelden is 2 × 320 m3 ballastbeton

10

30

6 2 013

Twee schuine kokerbruggen

11 Begin onderlaag poerwapening tussensteunpunten

toegepast tegen het opwippen van de brugeinden. Voor de gehele brug kunnen deze hoeveelheden met twee worden vermenigvuldigd, aangezien brug 2 nagenoeg gelijk is aan brug 1.

Onderbouw De onderbouw van de brug bestaat uit twee landhoofden en twee tussensteunpunten. De landhoofden zijn gefundeerd op 22 prefab palen vierkant 450 mm en een poer van 3,5 × 11,5 × 2,0 m3. De twee tussensteunpunten van de brug hebben elk 32 vibropalen Ø560 mm onder een poer van 8,5 × 16,0 × 2,5 m3. Op de poer staan twee kolommen met een diameter van 2,0 m. Op deze in totaal vier kolommen rust bijna het gehele gewicht van de brug. Omdat per tussensteunpunt één kolom een horizontale fixatie heeft, worden de poeren bovendien excentrisch belast in de calamiteitscombinatie aardbeving (horizontaal). Dit zorgt voor grote krachten in de poer.

In het gebied tussen de kolommen treden hoge dwarskrachten op. Hier is veel dwarskrachtwapening nodig. Om het vlechten gemakkelijker te maken, zijn dwarskrachtstaven met T-heads toegepast (foto 9). Omdat er tevens weinig ruimte voor de verankeringslengte van de buigtrekwapening onder in de poer is (lokaal vier lagen Ø40 mm in langsrichting!), zijn ook hier T-heads toegepast (zie foto 11 voor eerste laag).

Uitvoering Aangezien het kanaal pas wordt gegraven als Brug N279 gereed is, biedt het de uitvoering de mogelijkheid om de volledige bekistingsconstructie op torentjes te plaatsen. Om zetting van de bekistingsconstructie te voorkomen, is lokaal de met klei vervuilde bovenste laag afgegraven en vervangen door een zandlaag. Op deze zandlaag zijn vervolgens stelconplaten geplaatst, waarop de torentjes zijn neergezet. Vervolgens is hierop de bekistingsconstructie gesteld.

Als eerste zijn de landhoofden en tussensteunpunten gemaakt.

Bij de tussensteunpunten is ervoor gekozen de wapeningskorven voor de kolommen volledig prefab te plaatsen, voordat het funderingsblok voor de poer was gestort. Vanwege de grote hoeveelheid wapening in de kolom voorkwam dit, dat laslengten – indien zou zijn gewerkt met stekwapening vanuit de poer – moesten worden toegepast.

De bovenbouw van de brug wordt vanaf het begin gebouwd op zijn steunpunten. Op de landhoofden sluit de bekistingsconstructie aan op dummy’s (voor de oplegblokken) en ter plaatse van de tussensteunpunten wordt de bovenbouw direct op zijn definitieve oplegblokken geplaatst. Nadat de gehele brug gereed is, wordt er steunpunt voor steunpunt gevijzeld. De dummy’s worden vervangen voor de definitieve opleggingen en op de

Twee schuine kokerbruggen

11

tussensteunpunten worden de oplegblokken door het vijzelen even ‘ontspannen’. Hierdoor worden vervormingen uit de bouwfase (scheefstand blok) geneutraliseerd.

De totale brug is opgedeeld in achttien moten. Deze moten worden gefaseerd gestort. Om het stortproces van het C70/85 beton onder controle te krijgen, is samen met de betonmortelleverancier een mock-up (proefstuk) gemaakt alvorens de eerste stort van de werkelijke brug is gedaan. De mock-up bestond uit het storten van een moot van 6 m van één kokercel inclusief de wapening en de voorspanconsoles. Op basis van deze mock-up en nog aanvullende storten, is het beton zo veel mogelijk geoptimaliseerd ten behoeve van de verwerkbaarheid op de bouwplaats.

Een van de conclusies van de mock-up is het beton in betonmixers met 6 m3 te laten leveren in plaats van de gebruikelijke 10 m3. Op deze manier kan normaal gesproken zonder hapering een continu stortproces worden gerealiseerd.

In foto 1 is de voortgang van de bouw van de N279 te zien.

Duidelijk te zien is een deel van het nieuwe kanaal, de nieuwe brug in aanbouw en daarboven de huidige N279 en het huidige kanaal. Een deel van de vloer op de tussensteunpunten en het middenveld is al gestort, tevens zijn de wandkisten op de tussensteunpunten te zien.

Op dit moment wordt volop gebouwd aan de eerste van de twee bruggen. Binnenkort zal ook gestart worden met de opbouw van de ondersteuningsconstructie van de tweede brug.

Voor het bouwen van de tweede brug zal met een tweede bouwstroom worden gewerkt. Uiteindelijk zullen beide bruggen halverwege 2014 in gebruik worden genomen. ☒

6 2 013

31

thema

Over de nieuwe Zuid-Willemsvaart worden in totaal zes bruggen voor wegverkeer aangelegd.

Vier van de zes worden uitgevoerd als doorgaande, in het werk gestorte plaatbruggen. Het zijn de bruggen Beusingsedijk, Graafsebaan, Bruistensingel en Nieuwe Empelseweg. Ze zijn verdeeld over het gehele traject van de nieuwe vaarweg (fig. 2). Het ontwerp van de vier bruggen is in grote lijnen identiek. De Graafsebaan was door de grote kruisingshoek het meest complex.

Brug Graafsebaan door grote kruisingshoek meest complex

Vier bruggen, één visie 32

6 2 013

Vier bruggen, één visie

1

ing. Michael van Nielen PMSE RC Arcadis Nederland bv, WillemsUnie v.o.f.

1 Brug Graafsebaan na ontkisten dek 2 Locatie plaatbruggen in het traject van de omlegging Zuid-Willemsvaart

overspanning over de landschappelijke zone aan de kant van Rosmalen (oostzijde). De hoofdoverspanning en de oostelijke overspanning zijn in basis ongeveer even lang (circa 40 m). De overspanning aan de westzijde is korter. In het ambitiedocument is gesteld dat de verhouding westoverspanning, hoofdoverspanning, oostoverspanning gelijk moet zijn aan 0,6 : 1,0 : 1,0.

De lengte van de ecologische zone aan de oostzijde is in een latere fase vastgesteld op 40 m, gemeten vanaf de waterlijn tot een hoogte van 2,5 m op het talud. De lengte van de overspanning loodrecht op het kanaal is hierdoor circa 39 m. Door de aanwezigheid van poeren ter plaatse van de tussensteunpunten is de hoofdoverspanning circa 47 m. De verhouding is daardoor gewijzigd in 0,6 : 1,0 : 0,84.

Een uitzondering hierop is de Brug Beusingsedijk. Hier is geen ecologische zone en moet de eindoverspanning aan de oostzijde gelijk zijn aan die van de westzijde waarmee de verhouding 0,6 : 1,0 : 0,6 wordt.

Voor de dikte van de dekdoorsnede moet een slankheidsverhouding worden aangehouden van circa 1/30. Omdat de rand van de brug het beeld van slankheid bepaalt, is vastgesteld dat de dekconstructie aan de randen moet verjongen en deels moet worden bekleed met een afwerking met een ‘RVS-uitstraling’ (fig. 3).

De onderzijde van de dekconstructie moet vlak worden uitgevoerd waardoor eventuele onderslagbalken in het dek moeten worden opgenomen. Het was wel toegestaan ter plaatse van de tussensteunpunten een kleine voute toe te passen. De ondersteuning van de dekconstructie bij deze tussensteunpunten moet worden uitgevoerd met ronde kolommen die parallel lopen aan het kanaal. Het landhoofd aan de westzijde, de stedelijke zone, moet worden uitgevoerd als een verticaal landhoofd met als afwerking een stalen damwand. Het landhoofd aan oostzijde, landschappelijke zone, moet worden uitgevoerd met een talud.

Vormgevingsvisie In het ‘Ambitiedocument Kunstwerken Zuid-Willemsvaart’ is een vormgevingsvisie gegeven die nagenoeg gelijk is voor alle vier de kunstwerken. Hierin staat onder meer dat de bruggen moeten worden opgebouwd uit drie overspanningen: een overspanning over de stedelijke zone aan de kant van ’s-Hertogenbosch (westzijde), de hoofdoverspanning over het kanaal en de

Ontwerp plaatbruggen Op basis van het ambitiedocument is in de VO-fase een aantal varianten bekeken, onder andere in prefab beton. Al snel is

MAAS

Berlicum Brug Nieuwe Empelseweg (O-00044)

Rosmalen

Brug Graafsebaan (O-00041)

Brug Bruistensingel (O-00099)

Empel A2

A2

Brug Beusingsedijk (O-00040) De Brand

Nijvelaar

Den Dungen

's-Hertogenbosch 2

Vier bruggen, één visie

6 2 013

33

thema 3 Vormgeving randen brugdekken volgens ‘Ambitiedocument Kunstwerken Zuid-Willemsvaart’

Tabel 1 Kruisingshoek, veldlengten, constructiebreedte en dekdikte van de plaatbruggen kunstwerk nummer-object

kruisingshoek as weg as kanaal [°]

veld as 1-2 // as weg ( as kanaal) [m]

veld as 2-3 // as weg ( as kanaal) [m]

veld as 3-4 // as weg ( as kanaal) [m]

constructiebreedte [m]

veld as 1-2 dekdikte [mm]

veld as 2-3 dekdikte [mm]

veld as 3-4 dekdikte [mm]

Brug Beusingsedijk KW04 – O-00040

71,5

30 (28)

50 (47)

30 (28)

14,5

900

1700

900

Brug Graafsebaan KW06 – O-00041

128,4

36 (28)

60 (47)

50 (39)

16,25

900

1700

1700

Brug Bruistensingel KW11 – O-00099

89

31 (31)

47 (47)

39 (39)

27,35

900

1350

1350

Brug Nieuwe Empelseweg KW13 – O-00044

87

28 (28)

47 (47)

39 (39)

14,5

700

1350

1350

gekozen de bruggen uit te voeren als in het werk gestorte voorgespannen betonnen plaatbruggen. Hierdoor ontstond enige vrijheid om de gestelde vormgevingseisen ‘eenvoudig’ te kunnen realiseren. Een doorslaggevende factor daarbij was het feit dat de plaatbruggen als het ware in een weiland kunnen worden gebouwd, omdat het kanaal ten tijde van de uitvoering van de dekconstructie nog niet aanwezig is en er geen kruisend verkeer is onder of in de nabijheid van de bruggen. Het is dus mogelijk om met een relatief eenvoudige ondersteuningsconstructie voor de bekisting de bruggen in het werk te storten.

Op basis van enkele ontwerpberekeningen zijn de verschillende dekdikten vastgesteld zoals weergegeven in tabel 1. Hierbij is de dikte vastgesteld in de dunste doorsnede van het dek net na de verjonging aan de randen. In figuur 4 en 5 zijn ter illustratie een langs- en dwarsdoorsnede gegeven van twee bruggen.

Door de scheve kruisingshoek van de bruggen Beusingsedijk

en Graafsebaan is de ontwikkelde overspanningslengte van het dek parallel aan de as van de weg groter dan de overspanning haaks op de as van het kanaal.

Brug Graafsebaan De Brug Graafsebaan heeft met 128,4° de grootste kruisingshoek van de vier bruggen. Daarom wordt deze brug nader toegelicht in dit artikel1). Deze scheve vorm heeft een grote invloed op de berekening van de gehele brug, onder meer op de toe te passen dekdikte (eerste veld 900 mm en de beide overige velden 1700 mm). De ontwikkelde overspanningslengte parallel aan de as van de weg is dankzij de schuine kruisingshoek immers groter. Ook uit de verdere definitieve ontwerpberekening van het dek volgde, dat de scheve vorm steeds weer voor uitdagingen zorgde in de gehele engineering van de brug.

Berekening dekconstructie Vanwege de kruisingshoek was het niet mogelijke de dekconstructie te berekenen met het programma ALP2000. Het dek is daarom berekend als plaatmodel met orthotrope eigenschappen (in Scia Engineer). Bij het bepalen van de orthotrope eigenschappen is voor de langsrichting van de overspanning (richting van de voorspanning) met een ongescheurde stijfheid van het beton gerekend en voor de dwarsrichting met de gescheurde stijfheid. De gebruikelijke belastingen als eigen gewicht, asfalt, verkeersbelasting (belastingsmodel LM1), temperatuur, steunpuntszetting, krimp en kruip zijn in rekening gebracht. De belasting ten gevolge van voorspanning is, ondanks de scheve kruisingshoek, bepaald met behulp van ALP2000. In het rekenmodel zijn de overspanningen aangehouden over de as van het kunstwerk van 36 m, 60 m en 50 m.

Met de afmetingen van de dekdoorsnede, volgend uit de ontwerpberekeningen, en de benodigde dekking op de voorspankanalen is het parabolische verloop van de voorspankana-

) Op het tijdstip van verschijnen van dit Cementartikel is de eerste van de vier bruggen (Graafsebaan) gereed zijn de overige nog in uitvoering.

1

3

34

6 2 013

Vier bruggen, één visie

4 3D-langsdoorsnede Brug Bruistensingel 5 Dwarsprofiel Brug Nieuwe Empelseweg

4

len en benodigde hoeveelheid voorspanning vastgesteld. Deze hoeveelheid zorgde voor hoge drukspanningen waardoor de dekconstructie moest worden uitgevoerd met een betonsterkteklasse C53/65.

dwarswapening moet worden beschouwd als hoofdwapening.

Dus ook in dwarsrichting moet het minimumwapeningspercentage worden aangebracht, zowel aan de boven- als aan de onderzijde, in dit geval Ø25-105 o/b.

Op basis van de resultaten uit de diverse doorsnedetoetsen is een aanvullende krachtsverdeling gemaakt. Hieruit volgde voor de langsrichting dat de momenten in de velden 1-2 en 3-4 nagenoeg gelijk zijn en dat er een toename is van het veldmoment in het veld 2-3 (circa +10%). De optredende steunpuntsmomenten reduceerden door de aangepaste plaateigenschappen (circa -15%). De invloed van de aangepast plaateigenschappen op de dwarsmomenten was aanzienlijk (maximaal +50%). De benodigde voorspanning en wapening is om deze reden getoetst op basis van de maximaal optredende snedekrachten uit de twee krachtsverdelingen.

Met het ALP-model zijn de belastingen uit krommingsdrukken en de normaaldrukkrachten bepaald die zijn ingevoerd in het Scia Engineer plaatmodel. Op basis van de snedekrachten uit het plaatmodel zijn doorsnedetoetsen met het programma Dbet uitgevoerd. Uit de eerste doorsnedetoetsen volgde dat er niet altijd sprake was van een ongescheurde doorsnede in langsrichting. In dwarsrichting was niet altijd sprake van een voltooid scheurpatroon. Dit wordt mede veroorzaakt door het gestelde in ROBK6 in aanvulling op NEN 6723:1995 artikel 10.1.1. Hierin staat dat voor dekconstructies de

AS FIETSPAD

HART DEK 14 500

AS WEG

7250 1000

2750

5000 1100

asfalt d=70mm

1000 700 150 voertuigkerende leuning randelement RVS uistraling

2,5%

x. ma00 1

1350

1570

2,5%

°°

30.00

783 567 233 ma 100 x.

30.00 °°

asfalt 2,5% d=70mm

2750

800

753

barrier met handrail 150

leuning randelement RVS uistraling 800

3747

2250

898 565 235

700

7250 4600

1463

2650

392

Vier bruggen, één visie

1356

11 589 14 500

6 2 013

1555

392

5

35

thema 6 Aanzicht as 1 Brug Graafsebaan 7 Aanzicht as 4 Brug Graafsebaan 8 Bovenaanzicht verloop voorspankabels Brug Graafsebaan

AS WEG

HART DEK 3680

3210

4441

200

kabel nr. 1

kabel nr. 2

kabel nr. 4

kabel nr. 5

kabel nr. 8

kabel nr. 55

kabel nr. 10

kabel nr. 11

kabel nr. 14

kabel nr. 16

kabel nr. 56

kabel nr. 18

kabel nr. 19

kabel nr. 22

kabel nr. 24

kabel nr. 57

kabel nr. 26

kabel nr. 27

kabel nr. 28

kabel nr. 30

kabel nr. 58

kabel nr. 32

kabel nr. 34

kabel nr. 35

kabel nr. 38

kabel nr. 59

kabel nr. 40

kabel nr. 42

kabel nr. 43

kabel nr. 45

kabel nr. 60

kabel nr. 47

kabel nr. 50

kabel nr. 51

kabel nr. 53

kabel nr. 54

983 591 392

AS FIETSPAD

16 242

4911

745 400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448400448 400 681

6

AS FIETSPAD

HART DEK

nr. 1

nr. 3

nr. 6

nr. 7

nr. 2

nr. 4

nr. 5

nr. 8

200

1783 1141 642 664 1119

AS WEG

16 242

3680

4441

4911

3210

nr. 11 nr. 12 nr. 15 nr. 16 nr. 20 nr. 21 nr. 24 nr. 25 nr. 29 nr. 30 nr. 32 nr. 36 nr. 37 nr. 40 nr. 41 nr. 45 nr. 46 nr. 49 nr. 50 nr. 54 nr. 55 nr. 58 nr. 59

nr. 9

nr. 13

nr. 14

nr. 17

nr. 18

nr. 22

nr. 23

nr. 26

nr. 27

nr. 31 nr. 33

nr. 34

nr. 38

nr. 39

nr. 42

nr. 43

nr. 47

nr. 48

nr. 52

nr. 53

nr. 56

nr. 57

nr. 60

465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 465 7

Voorspanning In het dek zijn drie voorspangroepen aangebracht. De eerste groep bestaat uit 30 kabels met 19 strengen Ø15,7 over de gehele lengte van het brugdek van as 1 naar as 4. De tweede groep loopt van steunpunt 2 tot het uiteinde van het brugdek bij steunpunt 4. Deze groep bestaat uit 24 kabels met 19 strengen Ø15,7. De verankering bij steunpunt 2 is met een blinde verankering uitgevoerd. En als laatste de derde voorspangroep met 6 kabels met 19 strengen Ø15,7 van steunpunt 1 tot steunpunt 3. Ook hier is de verankering bij steunpunt 3 met een blinde verankering uitgevoerd. Door deze verdeling zijn er in het eerste veld (as 1-2) 36 kabels aanwezig, in het tweede veld (as 2-3) 60 kabels en in het laatste veld (as 3-4) 54 kabels.

De 36 voorspankabels in het eerste veld konden door de dekdikte van circa 900 mm op het uiteinde van het dek bij as 1 maar in één laag worden aangebracht (fig. 6). De kabels zijn,

AS 1

2 81

7428 14 856 7428 693

3

AS 3

144 798 82

55

0

0

36

AS KANAAL

06 620 200 06 620 200 06 620

06 620 200 06 620 200 06 620

8

De scheve vorm van de dekconstructie veroorzaakt een ander vervormingsgedrag dan een dekconstructie met rechte vorm. In figuur 9 en 10 is de vervorming weergegeven van de belastingsgevallen eigen gewicht en voorspanning. Hierin is zichtbaar dat, vooral in het eerste veld, in een snede haaks op de as van het dek een neerwaartse en een opwaartse vervorming optreedt door zowel eigen gewicht als voorspanning. Om te voldoen aan de gestelde eisen voor een blijvende zeeg volgens ROBK6 artikel 16.9, was het nodig in het tweede en derde veld een extra toog toe te passen. Deze extra toog is vastgesteld op basis van permanente belastingen inclusief de invloeden van krimp, kruip en relaxatie.

20

20

205

0

95

Vervorming

59 672

98

6043 12 085 2078

693

35 795

AS KANAAL

6043

5106

AS 2

2078

1

rekening houdend met de minimale h.o.h.-afstanden van de spankoppen, over de gehele breedte van het eerste dekdeel aangebracht. In het tweede en derde veld zijn er meer voorspankabels aanwezig, respectievelijk 60 en 54 kabels. Om ervoor te zorgen dat het verloop van de voorspanning een zo groot mogelijke pijl kan maken in het dal van de parabolische boog, zijn in deze velden geen voorspankabels ter plaatse van de verjongingen aan de randen aanwezig. Om nu de 54 voorspankabels in het laatste veld op de kop van het dek bij as 4 te kunnen positioneren, zijn de voorspankoppen in twee lagen boven elkaar aangebracht (fig. 7). Hierdoor zijn de voorspankabels in het eerste veld over een grotere breedte aangebracht dan in de twee overige velden. Daardoor verlopen de voorspankabels in de breedte van het brugdek net vóór as 2 (fig. 8).

Door het verlopen van de voorspankabels ontstaan horizontale krommingsdrukken die druk- en trekkrachten veroorzaken haaks op de as van het brugdek. Vooral de trekkrachten zorgen ervoor dat in het dekdeel bij de horizontale ‘ombuiging’ van de voorspankabels extra dwarswapening is aangebracht (bundel van Ø25 + Ø32 om de 105 mm onder en boven). Deze extra wapening is in extra lagen onder het bovennet en boven het ondernet aangebracht.

7771

6 2 013

Vier bruggen, één visie

9 Vervorming (Uz) belastingsgeval eigen gewicht Brug Graafsebaan 10 Vervorming (Uz) belastingsgeval voorspanning Brug Graafsebaan

De invloeden zijn bepaald met het programma ALP2000 op basis van de CEB/FIP 1978 Model Code. Voor de vervorming ten gevolge van 35% van de verkeersbelasting is het niet vereist om deze invloeden op te nemen.

Omdat de vervorming van het dek erg varieert, zijn in overleg met de uitvoering 65 punten over het gehele dek vastgesteld waarvoor de vervorming is bepaald op het tijdstip na ontkisten en de lange termijn (t = ∞). Voor deze 65 punten is vervolgens bepaald wat de benodigde extra toog moest zijn om te voldoen aan de eisen voor een blijvende zeeg. Na het storten, voorspannen en ontkisten van het dek is op de 65 punten een hoogtemeting uitgevoerd. De resultaten van deze meting zijn vergeleken met de theoretisch bepaalde hoogte op het tijdstip na ontkisten.

De gemeten waarden komen goed overeen met de theoretisch waarden. Hierdoor kan worden geconcludeerd dat de dekconstructie zich ‘gedraagt’ zoals theoretisch is vastgesteld.

Uz [mm] 39 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -145

9

Uz [mm] 94 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -11

10

Storten dekconstructie In nauw overleg met de materiaaltechnoloog van Volker InfraDesign bv en de uitvoerende partij GMB Civiel bv is besloten de dekconstructie uit te voeren als één continustort (dit is bij alle plaatbruggen toegepast). Door de hoge dichtheid van wapening op een aantal locaties in het dek, was het nodig een mengsel (C53/65) met fijne toeslagmaterialen toe te passen. De continustort had een omvang van 3500 m3, waarvoor 4 betonpompen en 5 betoncentrales zijn ingezet en ruim 300 betonmixers nodig waren met circa 40 transportbewegingen (foto 11) per uur. De materiaaltechnoloog was op de bouwplaats aanwezig om alle betonmixers naar de juiste betonpomp te sturen.

Onderbouw De onderbouw van de dekconstructie van de Brug Graafsebaan bestaat, net als bij de overige plaatbruggen, uit twee hooggefundeerde landhoofden op palen in de assen 1 en 4 en twee tussen-

AS 4

4

2298

AS WEG HART DEK

50

12

AS FIETSPAD

2078

6043

6043 12 085 2078

49 330

10 578

Vier bruggen, één visie

steunpunten op de assen 2 en 3. De tussensteunpunten zijn opgebouwd uit een op palen gefundeerde poer met een doorsnede van b × h = 4 × 2 m2 met daarop zeven ronde kolommen met een diameter van 1200 mm. De gehele brug, zowel de landhoofden als de poeren van de tussensteunpunten, is gefundeerd op grondverdringende in de grondgevormde schroefpalen met groutinjectie Ø540/660. In het eerste voorlopig ontwerp is uitgegaan van prefab palen vierkant 450 mm. Om hinder en schade door trillingen aan omliggende gebouwen te voorkomen, is de keuze gemaakt schoefpalen toe te passen.

Zowel de landhoofden als de poeren zijn geschematiseerd als een plaat die is ondersteund door staven met een verende ondersteuning in z-richting op de paalpunt en horizontale beddingen in x- en y-richting tot de bovenste 1 m van de staven (fig. 12). Uit het rekenmodel van de dekconstructie zijn de belastingen verkregen uit eigen gewicht, rustende belasting, verkeersbelasting (belastingsmodel LM1), temperatuur en krimp en kruip.

Omdat de poeren van de tussensteunpunten direct tegen het kanaal aan zijn gepositioneerd, is het mogelijk dat deze tussensteunpunten worden belast door aanvaring van een schip op het kanaal. De afmetingen en hoogte van de poeren ten opzichte van het maaiveld en de waterlijn zijn zo gekozen, dat het niet mogelijk is de kolommen van de tussensteunpunten aan te varen. De aanvaarbelasting wordt op deze wijze opgenomen door de, veel stijvere, poeren onder de kolommen.

Volgens ROBK6 artikel 16.7 bestaat de belasting door scheepsstoten uit twee categorieën: a) de aanvaarbelastingen door min of meer normaal manoeuvreren van schepen; b) de aanvaarbelastingen door een calamiteitssituatie.

6 2 013

37

thema 11 40 transportbewegingen per uur tijdens stort dekconstructie Brug Graafsebaan 12 Model tussensteu

aanvaarbelastingen door een calamiteitssituatie bepaald.

Hieruit is gebleken dat niet het grootste en zwaarste schip maatgevend is maar, door de grotere aanvaarhoek, een klein schip uit CEMT-klasse I. Deze maximale scheepsbelasting is aangehouden bij de dimensionering van de tussensteunpunten.

Tot slot Zoals al in een vroeg stadium van het ontwerp bleek, heeft de scheve vorm van het dek een grote invloed op de gehele engineering en uitvoering van de Brug Graafsebaan. De Brug Beusingsedijk heeft een kleinere kruisingshoek wat zich vertaald in een ‘eenvoudigere’ engineering en uitvoering. De bruggen Bruistensingel en Nieuwe Empelseweg zijn met hun rechte overspanning nog weer ‘eenvoudiger’. Het eindresultaat is dat er vier mooie slanke bruggen worden gerealiseerd over de nieuwe omlegging van de Zuid-Willemsvaart, die van groot belang zijn in de oost-westverbinding tussen Rosmalen en ’s-Hertogenbosch. ☒ -10 600 -6700 -4650 -4000 -4600 -6650 -10 450

11

Plaatbruggen in cijfers Brug Beusingsedijk: - totale lengte 110 m met drie velden van 30, 50 en 30 m; - breedte 14,50 m; - dekdikte 900/1700 mm; - 2600 m3 beton totaal, inclusief steunpunten; - voorspanstaal 46 kabels met 19 stuks Ø15,7 strengen.

Brug Graafsebaan: 12

- totale lengte 146 m met drie velden van 36, 60 en 50 m; - breedte 16,25 m; - dekdikte 900/1700 mm; - 4300 m3 beton totaal, inclusief steunpunten; - voorspanstaal 60 kabels met 19 stuks Ø15,7 strengen.

De grootte van de aanvaarbelasting is afhankelijk van de scheepsmassa, scheepssnelheid en aanvaarhoek. Voor categorie a is een aanvaarhoek opgegeven (5°) en voor categorie b is de aanvaarhoek bepaald op basis van de scheepsafmetingen van een aantal schepen. Door de breedte van het kanaal en de afmetingen van de verschillende schepen is het niet mogelijk dat de poeren frontaal worden aangevaren door een schip.

Voor de scheepsmassa is de maximale massa aangehouden die volgt uit ROBK6 of Richtlijn vaarwegen (RVW 2005). De maximaal voorgeschreven vaarsnelheid op het kanaal is 12 km/u (3,3 m/s). Voor een aantal scheepsafmetingen van verschillende schepen in de scheepsklassen CEMT-klasse I t.m. IV is de maximale aanvaarhoek bepaald. Aan de hand hiervan zijn de

38

6 2 013

Brug Bruistensingel: - totale lengte 117 m met drie velden van 31, 47 en 39 m; - breedte 27,35 m; - dekdikte 900/1350 mm; - 5500 m3 beton totaal, inclusief steunpunten; - voorspanstaal 74 kabels met 19 stuks Ø15,7 strengen.

Brug Nieuwe Empelseweg: - totale lengte 114 m met drie velden van 28, 47 en 39 m; - breedte 14,50 m; - dekdikte 700/1350 mm; - 2500 m3 beton totaal, inclusief steunpunten; - voorspanstaal 40 kabels met 19 stuks Ø15,7 strengen.

Vier bruggen, één visie

online

Artikelen online

Cement publiceert alle artikelen online. Dit zijn er zelfs meer dan in het vakblad verschijnen. Houd dus www.cementonline.nl in de gaten! Op deze pagina leest u een samenvatting van de artikelen die wel online maar niet in het vakblad verschijnen.

Voorkomen is beter dan genezen ing. Bart Janssen Van Berlo Bedrijfsvloeren ing. Tjerk Janssen PERI b.v. ing. Martijn Lamers CA Vogels Een tweede draagweg is een alternatieve route voor de krachtsafdracht bij het wegvallen van een constructieonderdeel. Het doel ervan is het voorkomen van voortschrijdende instortingen en daarmee het vergroten van de veiligheid van gebouwen.

Op de Hogeschool van Arnhem en

Nijmegen is een afstudeeronderzoek verricht naar de mogelijkheden van een tweede draagweg op basis van het daadwerkelijke vervormingsgedrag.

Er is een bestaand gebouw beschouwd met een in het werk gestorte kolommen-wandenstructuur.

Enkele calamiteiten zijn beschouwd die betrekking hebben op het wegvallen van verschillende kolommen.

Aan de hand van het onderzoek is een tool ontwikkeld waarmee snel een tweede draagweg kan worden ontworpen aan de hand van het vervormingsgedrag. ☒

ENCI Studieprijs 2012 Dit is het vijfde artikel in een serie met bijdragen van prijswinnaars van de ENCI Studieprijs 2012.

Cementonline Het volledige artikel is te lezen op www.cementonline.nl.

Meer artikelen in deze serie zijn te vinden op www.cementonline.nl/encistudieprijs.

advertentie

Residentie ‘Land van Vogelsanck’ - Berekend door StuBeCo bvba

Elastische doorbuiging max 3.96mm

Praktisch wapeningsnet 10-200

BuildSoft software voor berekening van betonconstructies

Gescheurde doorbuiging max 10.76mm

  

Scheurwijdtes max 0.26mm

balkenroosters, vloerplaten, wanden, funderingsplaten, 3D gebouwen ...

Berekening van gescheurde doorbuiging en scheurwijdtes voor balken, platen en wanden, rekening houdend met praktische wapening Ondersteuning Eurocode NB Nederland Meer dan 20 jaar ervaring

Download uw gratis 30-dagen trial versie op www.buildsoft.eu/gratistrial BuildSoft CEMENT 2013 -6.indd 1

Online

17-9-2013 14:14:05

6 2 013

39

1

thema

Nieuwe fietsbrug sluit aan op brug in Bruistensingel over Zuid-Willemsvaart

Fietsen over de Zuid-Willemsvaart Om het fietsverkeer vanaf Rosmalen naar ’s-Hertogenbosch (door Fietsersbond uitgeroepen als Fietsstad 2011) op een veilige en ongestoorde manier de Empelseweg en Laaghemaal te laten kruisen, is gekozen een fietsbrug aan te leggen. De gekromde brug wordt in twee fasen en vier secties gerealiseerd.

40

6  2 013

FIietsen over de Zuid-Willemsvaart

ir. Remco Mast en ing. Jochem Verbaan Volker InfraDesign bv / WillemsUnie v.o.f. ing. Peter de Gunst PMSE Arcadis Nederland bv / WillemsUnie v.o.f.

1 Artist’s impression zijaanzicht fietbrug vanuit Empelseweg (zuidzijde) 2 Overzicht fietsbrug; Vogelvlucht gezien vanuit het oosten, kijkend richting het nieuwe kanaal

zijde ‘s-Hertogenbosch

Bruistensingel

Empelseweg

Empelseweg

Laaghemaal

zijde Rosmalen 2

De fietsbrug ligt aan de oostzijde van het nieuwe deel van de Zuid-Willemvaart, in het verlengde van de brug in de Bruistensingel over het kanaal. Vanaf deze brug gaat het wegverkeer terug naar het maaiveld richting de ‘turborotonde’. Het fietspad blijft hoog en gaat met een wijde boog over de turborotonde heen naar het zuiden. Vanuit het noorden sluit het fietspad aan in deze bocht (fig. 2), vanaf de woonwijk de Groote Wielen.

Schetsontwerp – gezamenlijk proces De inpassing van een fietsbrug met deze afmetingen (totale lengte is 279,7 m en breedte is 4,5 m) in deze omgeving (een hoofdontsluiting voor Rosmalen, bewoners in de omgeving en kantoorpanden met zichtlocatie) is een proces waarbij verscheidene partijen zijn betrokken. Het ontwerp is tot stand gekomen in samenwerking met onder andere (landschaps-)architecten, ontwerpers van beton-, weg- en geotechnische constructies, beheer- en onderhoudsdeskundige van de gemeente ’s-Hertogenbosch, Rijkswaterstaat en de WillemsUnie.

Vanwege de inpassing in de omgeving mocht de fietsbrug geen landmark worden, maar moest wel stilistisch worden vormgegeven (fig. 1). Dit is onder meer bereikt door een ronde onderzijde van de fietsbrug waarmee de dikte visueel wordt beperkt.

Dankzij een metalen randelement wordt de nadruk gelegd op

FIietsen over de Zuid-Willemsvaart

de lijnvormigheid. Vanwege de bocht in de west-zuidverbinding van de fietsbrug, de ronde onderzijde en de noordelijke aansluiting, vond de architect het essentieel dat de kolommen geen richting hebben. Ook voor de kolommen is daarom een ronde vorm toegepast.

Om oplegblokken te kunnen vervangen, is een ruimte benodigd van 300 mm tussen bovenzijde kolom en onderzijde dek.

Om te voorkomen dat het dek visueel boven de kolommen zweeft, is hier een demontabele stalen ring toegevoegd.

Het hekwerk op de fietsbrug vindt aansluiting bij het hekwerk op de brug over het kanaal. Door de positionering van de regels van het hekwerk wordt de overklimbaarheid bemoeilijkt.

De constructieve opbouw van de fietsbrug bestaat uit: – Een kistdam van 37,6 m; – Een west-zuidverbinding met acht overspanningen tussen de 21,6 en 26,8 m, met een totale lengte van 192,3 m; – Een noordelijke aantakking met twee overspanningen, met een totale lengte van 49,8 m.

De totale lengte van de brug is 279,7 m, de breedte bedraagt 4,5 m.

Binnen het gehele project ‘Omlegging Zuid-Willemsvaart’ is de fietsbrug de enige die conform de ROK, gebaseerd op de Eurocode, is uitgewerkt. De overige kunstwerken zijn conform de oude ROBK6 ontworpen.

6 2 013

41

thema 3 Indeling secties en velden van de fietsbrug 4 3D impressie van de westelijke kistdam 5 Vakwerkanalogie verankering wapening onderbouw

e4 cti as 12

voeg

g

as 2

as 1

e vo

sectie 1

se

sec

as 3

noord

as 11 tie

2

e4

cti

se

as 10 g

e vo

west

sec

tie

as 5

tie 2

voeg

as 4

sec

sectie 1

2 voeg

as 6 voeg

as 7 sectie 3

sectie 3

as 8

zuid

3

4

as 9

Voor het hellingspercentage van de brug is de zogenoemde formule van Roos als leidend aangehouden. Dit percentage was bepalend voor de lengte van de brug. Ook de aansluitende percelen hebben invloed op de lengte.

Door het verlengen van de brug met twee overspanningen, in plaats van het toepassen van een grondterp, is voorkomen dat het zicht vanuit een naastgelegen kantoorpand volledig zou worden verhinderd. Ook aan de westzijde zijn twee overspanningen toegevoegd om de ontsluiting van een aansluitend noordelijk perceel mogelijk te maken. Een zichtscherm dat op de grondterp van het fietspad is aangebracht, voorkomt inkijk bij diverse woningen.

fasen worden gebouwd. In de eerste fase wordt de brug t/m as 6 gebouwd (fig. 3), inclusief de noordelijke aantakking (as 10 t.m. 12). Nadat de eerste fase gereed is, kan het fietsverkeer via de noordelijke en westelijke tak worden geleid richting de brug over het kanaal. Vervolgens kan de tweede fase (as 6 t.m. 9 en de grondterp met zichtscherm) worden gemaakt.

De bovenbouw wordt op traditionele manier gemaakt: een ondersteuningsconstructie in de vorm van torens met daarop een standaardbekisting

Kistdam Zoals eerder aangegeven, is aan de westelijke zijde een kistdam toegepast om het toenemende hoogteverschil tussen

Uitvoeringsmethodiek Om te voorkomen dat de bouw van de fietsbrug leidend wordt voor het ontgraven van het kanaal, is er een extra wegfasering geïntroduceerd. Om de overlast voor de omgeving te beperken, is het namelijk noodzakelijk dat de steenbestorting van het kanaal over het water wordt aangevoerd in plaats van per as.

Om dit te realiseren, wordt het kanaal ter plaatse van de Bruistensingel al in het najaar van 2013 gegraven. Vóór dit moment moet de nieuwe brug over het kanaal gereed zijn voor zowel het weg- als het fietsverkeer.

Dankzij overleg met de gemeente kan zowel het weg- als het fietsverkeer door een extra wegfasering langs de bouwwerkzaamheden van de fietsbrug worden geleid. Door de aanwezigheid van de bypass in de Empelseweg, ter plaatse van de kruising met de Bruistensingel/Laaghemaal, kan de brug in twee

42

druk in beton wapening 5

6 2 013

FIietsen over de Zuid-Willemsvaart

6 Schets oplegging 7 Dwarsdoorsnede brug met fietsen

fietspad en verkeersweg te ondervangen (fig. 4). Deze bestaat uit twee onderling gekoppelde damwandschermen AZ18-700. Door middel van een plaxisberekening zijn de vervormingen bepaald, waarbij vooral de vervorming van het landhoofd van belang is. Tijdens de uitvoering ontstaat een verplaatsing als gevolg van een enkelzijdige grondbelasting ter plaatse van het landhoofd. Omdat de bovenbouw op een torenondersteuning wordt gebouwd, wordt het landhoofd pas belast na het afspannen van het dek. Als gevolg van de verplaatsing door de enkelzijdige grondbelasting ontstaat een scheefstand. Hierdoor zal bij het aflaten van veld 1 op dit landhoofd een extra verplaatsing ontstaan. Om deze vervorming te beperken, zijn de damwanden ter plaatse van het landhoofd doorgelast en voorzien van twee groutankers.

Aan de oostzijde was een kistdam niet nodig omdat hier, in dwarsdoorsnede gezien, niet over een korte afstand een grote hoogte moet worden overbrugd.

6

5140 4100 320 400

3700

20,0° leuning RVS-uitstraling randelementen RVS-uitstraling plaatverdeling overeenkomstig met stijlen leuning

De negen kolommen zijn zo veel mogelijk gelijkvormig gehouden. De variatie zit in de lengte van het rechte deel van de kolom. Hierdoor is het mogelijk dat alle kolommen met vier stalen bekistingsdelen worden gemaakt.

De twee maatgevende belastingssituaties voor de kolommen zijn de aanrijdbelasting en de situatie tijdens de bouwfase waarbij nog maar één veld op de kolommen rust.

R 4000

Onderbouw Ter plaatse van het westelijke landhoofd is de brug gefundeerd op de damwanden van de kistdam. Ter plaatse van de tussensteunpunten en het noordelijke en zuidelijke landhoofd is gebruikgemaakt van boorpalen. Een fundering op staal was niet mogelijk in verband met de grote verschillen van de kleilagen in de ondergrond. Om de overlast voor de omgeving te beperken, is gekozen voor een trillingsarm paalsysteem.

400 320

7

jes. Tevens leidt het gebruik van T-heads tot extra eisen voor het ondernet ten aanzien van de uitvoeringstolerantie. Voor de verankering is daarom gekozen voor het gebruik van een horizontale staalplaat, waarbij koppelbussen met een moer voor de verbinding zorgen. Tussen de staande wapening van de kolom wordt over de staalplaat een extra wapeningslaag aangebracht.

Hierdoor wordt een goede verankering in de drukzone gerealiseerd.

Opleggingen Voor de verankering van de kolomwapening in de poer zijn de volgende opties beschouwd: – stekken orthogonaal; – stekken radiaal; – T-heads; – staalplaat met koppelbussen.

Op basis van een vakwerkanalogie kan worden afgeleid, dat de kolomwapening pas vanaf de onderzijde van de poer kan worden verankerd en dus niet vanaf de bovenzijde van de vloer (fig. 5).

Het toepassen van stekken leidde tot een te dicht wapeningsnet aan de onderzijde van de poer. Bij het gebruik van T-heads zou er te weinig ruimte aanwezig zijn tussen de verankeringsplaat-

FIietsen over de Zuid-Willemsvaart

Het toepassen van NEN-EN 1337 voor de opleggingen in combinatie met de vorm van de fietsbrug, resulteerde in de nodige aandachtspunten.

– Gezien de hoogteligging van de brug ten opzichte van de rotonde, moet ook voor de bovenbouw rekening worden gehouden met een aanrijdbelasting. Vanwege het beperkte eigen gewicht van de bovenbouw is een eenzijdig verhinderde oplegging nodig. Echter, als gevolg van het afspannen en van krimp zal een verplaatsing aan het uiteinde van het dek optreden die niet exact evenwijdig is aan de as. Door het toepassen van een extra staalplaat tussen bovenbouw en oplegging, kan de verplaatsing als gevolg van afspannen vrij optreden (fig. 6). Daardoor kan op een zo laat mogelijk tijdstip de oplegging worden gefixeerd door de staalplaat vast te

6 2 013

43

thema 8 Aanzicht en doorsnede voorspanning 9 Bovenaanzicht horizontale kromming voorspanelementen 10 Kruisende voorspanning t.p.v. veld 4

lassen aan de oplegging en vervolgens te conserveren.

– De centrale positionering van het oplegblok op de kolom heeft ertoe geleid dat de inspectieruimte tussen onderzijde dek en bovenzijde kolom uiteindelijk 300 mm is geworden.

– De uit te voeren toetsing in de ULS, de in rekening te brengen grote vervorming door temperatuur en krimp en het relatief lage eigen gewicht (constructie is maar 4,5 m breed) hebben ertoe geleid, dat ter plaatse van diverse tussensteunpunten één oplegblok in plaats van twee oplegblokken moest worden toegepast.

– Door het opleggen van de oplegblokken op beton in plaats van gietmortel kon een hogere wrijvingsfactor worden gebruikt.

Bovenbouw De brug heeft zowel rechte als horizontaal gekromde velden (R = 58,7 m). De overspanningen variëren van 17,3 tot 26,8 m.

Om het dek zo slank mogelijk te maken, is voorspanning toegepast.

De bovenbouw is onderverdeeld in vier secties (fig. 3): – sectie 1 = veld 1-2; – sectie 2 = veld 3-4-5 en 9 (T-stuk); – sectie 3 = veld 6-7-8; – sectie 4 = veld 10.

Sectie 1, 2 en 3 zijn statisch onbepaalde dekken en sectie 4 een statisch bepaald dek. De secties worden constructief gescheiden door een voeg in verband met het uitzetten en krimpen als gevolg van temperatuurvariaties in de gebruiksfase.

Het T-stuk wordt als eerste gemaakt. De voorspanning in de velden 3, 4 en 5 wordt tweezijdig gespannen. De voorspanning

aanzicht kop

in veld 9 (aftakking richting het noorden) wordt eenzijdig gespannen vanaf de open voeg en blind verankerd in veld 4. De overige secties worden allemaal eenzijdig gespannen vanaf de landhoofden.

De breedte van het dek is 4,5 m en het dek is aan de onderzijde voorzien van een kromming, loodrecht op de rijrichting, met een straal van 4,0 m (fig. 7). De bovenzijde van het dek wordt afgewerkt in een dakprofiel met een afschot van 1:50.

Voorspanning Gezien de geringe beschikbare ruimte voor de ankerkoppen is ervoor gekozen uit te gaan van een 19-strengs voorspansysteem. In alle velden, met uitzondering van de noordelijke aftakking (veld 4-9), zijn zeven voorspanelementen toegepast. Voor de noordelijke aftakking volstaan vijf voorspanelementen. De elementen zijn naast elkaar geplaatst op de kop van het dek, in de neutrale lijn van de doorsnede (fig. 8).

De voorspanelementen worden in lengterichting van de velden met een verticaal verloop aangebracht. De elementen liggen ter plaatse van het veld onder de neutrale lijn en ter plaatse van de tussensteunpunten boven de neutrale lijn van de doorsnede.

Gezien de ronde onderkant van het dek en het verticale verloop van de voorspanelementen, worden de elementen vanaf de

9

44

8

doorsnede veld

6 2 013

10

FIietsen over de Zuid-Willemsvaart

11 Modellering betondoorsnede 12 Bovenaanzicht modellering fietsbrug

11

12

ankerkop naar het midden van de constructie geleid (fig. 9). Dit horizontale verloop van de elementen heeft tot gevolg dat er extra wapening ter plaatse van de kromming rond de elementen moet worden aangebracht om uitbreken van de elementen te voorkomen.

Bij de aansluiting van de noordelijke aftakking op de velden 3-4-5 kruisen de voorspanelementen elkaar. De elementen uit de noordelijke aftakking waaieren uit in veld 4 (fig. 10).

Om een te grote opwaartse krommingsdruk te voorkomen, worden de voorspanelementen uit de noordelijke aftakking in veld 4 zonder verticale kromtestraal toegepast. De voorspanelementen in de velden 3-4-5 gaan onder de elementen uit de noordelijke aftakking door en hebben wel een verticale kromtestraal.

Modellering In de eerste fase van het project is de krachtswerking en het voorspanverloop bepaald met behulp van ALP (Algemeen Ligger Programma). Voor de definitieve berekening is Scia Engineer gebruikt. De met ALP bepaalde voorspanning is ingevoerd als belasting in Scia Engineer.

Het brugdek wordt opgebouwd uit plaatelementen met daarop de van toepassing zijnde belastingen. De gekromde doorsnede van het dek wordt gesimuleerd door te werken met verschillende platen met verlopende dikten (fig. 11).

De dekken worden in het model zowel verticaal als horizontaal ondersteund door puntveren ter plaatse van de opleggingen.

Ter plaatse van de horizontaal gekromde delen wordt de y-richting van de opleggingen haaks op de as van het fietspad en de x-richting evenwijdig aan de as van het fietspad gedefinieerd (fig. 12). Voor de puntveren is zowel een hoge als een lage stijfheid toegepast. Hierin is de invloed van de onderbouw verwerkt.

In de modellen zijn de volgende belastingen ingevoerd: – eigen gewicht – rustende belasting schampkanten en asfalt – krimp – voorspanning – temperatuur (jaarlijks en dagelijks) – steunpuntszetting – gelijkmatig verdeelde belasting (5 kN/m2)

FIietsen over de Zuid-Willemsvaart

– dienstvoertuig (veegmachine) met 80% van de gelijkmatig verdeelde belasting – asfaltspreidmachine met loader en twee walsen (bouwfase) – windbelasting – rembelasting.

Ten behoeve van de controle in langsrichting, zijn sneden in het model aangebracht met een hart-op-hartafstand van 0,5 m.

Door de horizontale kromming van het dek, moet het UCS (coördinatenstelsel) in het programma haaks op de betreffende snede worden gedraaid om de juiste waarden haaks en evenwijdig aan de as van het fietspad te verkrijgen. In deze sneden zijn vervolgens de resultanten voor zowel het moment als de bijbehorende normaalkracht bepaald.

Aangezien het niet mogelijk is de spanningen in het model correct op te vragen, zijn de momenten en normaalkrachten per snede handmatig (met behulp van Excel) omgerekend naar spanningen. Door middel van het maken van grafieken in Excel, met de spanning uitgezet tegen de lengte over de as van het fietspad, kon worden bepaald waar de maximale trekspanning zou optreden. Nadat deze posities zijn bepaald, is met behulp van het programma DBet de voorgespannen doorsnede getoetst.

In dwarsrichting (haaks op as fietsdek) is het dek niet voorgespannen. De momenten en normaalkrachten worden met wapening opgenomen.

Tot slot In juli 2013 zijn de werkzaamheden buiten gestart met het aanbrengen van de kistdam. In augustus is gestart met de realisatie van de tussensteunpunten. De eerste fase wordt afgerond in juni 2014, de tweede fase in februari 2015.

Voor de inpassing van een constructie met deze afmetingen in een omgeving met veel stakeholders, is het noodzakelijk voldoende tijd in te plannen voor de afstemming van alle eisen, wensen en raakvlakken. Door toepassing van de juiste fasering kon deze tijd beschikbaar worden gemaakt en kan deze fietsbrug – weliswaar geen landmark, maar wel bijzonder fraai – worden gerealiseerd. ☒

6 2 013

45

1

thema

onderdoorgang Empelseweg stalen fietsbrug

de nieuwe verkeersbrug

nieuwe spoorbrug

Project van ProRail (en niet van RWS) De aanpassing van de infrastructuur ter plaatse van de kruising met het spoor ’s-Hertogenbosch – Nijmegen is onderdeel van het overkoepelende project Omlegging

Spoorbrug over Zuid-Willemsvaart uitgevoerd als trogbrug met dwarsvoorspanning

Het water is welkom

Zuid-Willemsvaart. Dit deel is afzonderlijk aanbesteed door ProRail aan MNO Vervat, een onderdeel van Boskalis.

Behalve een spoorbrug, een fietsbrug, een verkeersbrug en een onderdoorgang onder het spoor, valt ook binnen de scope van het project: het aanpassen van de omliggende wegen en het aanpassen van het spoor inclusief bovenleiding, seintechnische werkzaamheden en het plaatsen van geluidsschermen.

Vooruitlopend op de aanleg van de Nieuwe

werken: een spoorbrug, een fietsbrug, een verkeers-

Zuid-Willemsvaart is de infrastructuur ter plaatse

brug en een onderdoorgang onder het spoor. Vooral

van de kruising met het spoor ’s-Hertogenbosch –

de 112 m lange spoorbrug, uitgevoerd als trogbrug,

Nijmegen aangepast. Dit project bestaat uit het

is een interessant kunstwerk.

ontwerp en de aanleg van vier gloednieuwe kunst-

46

6 2 013

Het water is welkom

Paul Derks, Maarten de Fluiter en Annet de Jong Boskalis/MNO Vervat ir. Okke Los Witteveen+Bos

1 Luchtfoto spoorbrug in aanbouw, juli 2013 2 Dwarsdoorsnede van de trogconstructie 3 Aanzicht van de trogconstructie fietsbrugzijde 4 Zijaanzicht verloop kabels in trogbalk

5,3 m 1,5 m fietsbrug rooster

14,4 m spoorbrug

1,5 m rooster

13,7 m verkeersbrug

De spoorbrug wordt uitgevoerd als betonnen brug met twee tussensteunpunten en drie overspanningen. De overspanningen gaan over een verkeerszone (overspanning 32 m), de ZuidWillemsvaart (overspanning ruim 43 m) en een ecozone (overspanning bijna 35 m). De stalen fietsbrug wordt aan de spoorbrug verankerd, waardoor separate tussensteunpunten worden voorkomen.

2

Ontwerpkeuze De doorvaarthoogte, het waterpeil van de Zuid-Willemsvaart en het hellingspercentage van de spoorlijn (10‰) waren bindend voorgeschreven in het contract. Daarnaast moest het alignement van de spoorbaan aansluiten op een bestaand spoorviaduct over de A2, dat op geringe afstand ligt. Hoewel het contract ruimte liet voor aanpassingen aan dit bestaande viaduct, is vanuit kostenoogpunt geprobeerd deze aanpassingen te voorkomen.

Uit deze eisen volgde een totaal beschikbare ruimte van 1,05 m.

Bij deze constructiehoogte en eerdergenoemde overspanningen is toepassing van een reguliere trogvloer niet mogelijk. Daarom is gekozen voor een trogconstructie (fig. 2).

Bij een dergelijke constructie geschiedt de hoofdkrachtswerking naar de steunpunten via de trogbalken. Hierdoor draagt de trogvloer alleen in dwarsrichting af en kan relatief dun worden uitgevoerd.

3

worden en het spooralignement werd overschreden. De tweede variant is een trogconstructie met het spoor in een ballastbed.

Door de benodigde ballast kwam het spoor op het kunstwerk hoger te liggen, waardoor het hellingspercentage niet zou worden gehaald. De derde variant is een trogbrugconstructie met een extra wand tussen de sporen en een ingegoten spoor.

De toepassing van een extra wand zou een positieve invloed hebben op de dikte van het dek, maar het ontwerp zou ook breder moeten worden. Daarnaast zou er extra materiaal nodig zijn, zowel in beton als in extra grondverzet, omdat er een breder baanlichaam zou moeten worden aangelegd. Deze kosten wogen niet op tegen de relatief kleine winst van een dunner dek.

Uiteindelijk is gekozen voor de vierde variant. Een enkele trogbrugconstructie met een in dwarsrichting voorgespannen dek en ingegoten spoor. Het is een relatief dure oplossing. Echter, omdat hiermee aanpassingen aan het A2-viaduct niet nodig zijn, bleek het geheel toch het goedkoopste alternatief te zijn.

Varianten Voor de trogconstructie zijn vier varianten onderzocht. De eerste variant is een trogconstructie met daartussen een reguliere trogvloer. Deze variant viel af omdat het dek te dik zou

3,50 3,00 2,50 2,00

Definitief ontwerp

1,50

De gekozen trogbrugconstructie bestaat uit twee balken van 3,5 m hoog en 1,7 m breed met daartussen een in dwarsrichting voorgespannen vloer (fig. 2). Hoewel de dwarsoverspanning van de trogvloer aanzienlijk kleiner is dan de langsoverspanningen van de spoorbrug, bedraagt de inwendige breedte

1,00

Het water is welkom

109,90

99,45

104,67

94,22

88,99

83,76

78,54

72,90

66,44

59,98

53,53

47,07

40,61

34,25

28,80

24,00

19,20

9,60

14,40

0,00

0,00

4,80

0,50 4

6 2 013

47

thema

van de trog nog altijd 11,0 m. Dit komt door het dubbele spoor en de vereiste aanwezigheid van onderhoudspaden. De totale trogbreedte komt daarmee uit op 14,4 m (fig. 2). Bij deze afmeting bedraagt de minimale constructiehoogte van de trogvloer in gewapend beton 1,10 m. Door het voorspannen van de trogvloer in dwarsrichting van de brug, bleek een constructiehoogte van 0,80 m haalbaar.

4

2Ø12 4Ø16

10Ø32 6Ø20 14Ø25 stekkenbak Ø12-100 4x2Ø12

14Ø16 2Ø12

Voorspanning Het geheel is in twee richtingen voorgespannen, waarbij de voorspanning in dwarsrichting zich in de trogvloer bevindt en de voorspanning in langsrichting in de trogbalken. Zowel de langs- als dwarsvoorspanning heeft een parabolisch verloop (fig. 4). Hiermee kan optimaal worden gebruikgemaakt van de opwaartse voorspanbelasting in de velden.

In langsrichting zijn per trogbalk 12 kabels met 30 strengen Ø15,7 mm toegepast. De voorspankabels verlopen van een raster van 4 rijen met 3 kabels bij het afspanvlak naar een raster van 2 rijen met 6 kabels in de velden. Dit is ingegeven door de beschikbare ruimte voor de plaatsing van de ankerkoppen op het afspanvlak op de kopse zijde van de trogbalken (fig. 6).

In dwarsrichting zijn in totaal 113 voorspankabels met gemiddeld 20 strengen Ø15,7 mm toegepast.

Complicerende factor bij de verdeling van de voorspankabels over de lengte van de trog is de verankering van de stalen fietsbrug. Deze verankering bevindt zich op dezelfde hoogte als de dwarsvoorspanning. Juiste afstemming van beide ontwerpen resulteerde in een geoptimaliseerd plaatsingsstramien van de voorspankabels. Hierin is het aantal strengen per kabel afgestemd op de h.o.h.-afstand van de voorspankabels, opdat een constante voorspandruk wordt verkregen. Ook de wring-, dwarskracht- en ophangwapening in de trogbalken is uitgelegd op dit stramien waardoor clashes zijn voorkomen.

Doordat de langsvoorspanning enkel in de trogbalken aanwezig is, maar de gehele brugdoorsnede onder normaaldruk moet zetten, ontstaan aan de kop van de trogbrug grote splijtkrachten. Deze krachten worden opgevangen door gebruik te maken van de al aanwezige dwarsvoorspanning in de trogvloer (fig. 5).

Nabij de brugeinden is de dwarsvoorspanning korter op elkaar aangebracht.

De hoeveelheid voorspanning in de trogbrug is zodanig gekozen, dat in de bruikbaarheidsgrenstoestand nagenoeg geen trekspanningen optreden. Ook de hoofdtrekspanningen zijn klein, zodat voortijdig scheuren van de trog ten gevolge van schuifspanningen en ophangspanningen wordt voorkomen.

Hiermee wordt tevens bereikt dat beugels en ophangwapening minder gevoelig zijn voor vermoeiing, omdat de trogbrug ongescheurd is bij de vermoeiingsbelasting.

48

Ø12-100 8Ø25 anker

stekkenbak Ø12-100 4x2Ø12

anker 2x2Ø12 14Ø16 3Ø32 3Ø32 22Ø16

3Ø32 28Ø12

5

De volledig ongescheurde doorsnede heeft bovendien als voordeel, dat de eigenfrequentie van de brug voldoende hoog is om hinderlijke resonantie bij treinpassage te voorkomen.

Met de keuze voor een ingegoten spoorstaafconstructie moet er bij de overgang van de brugconstructie naar de aardebaan een zettingsvrije constructie worden gerealiseerd. Deze is geïntegreerd in de landhoofden van de spoorbrug. De oorspronkelijk laaggefundeerde L-vormige landhoofden zijn vervolmaakt tot een volledige doosconstructie. Hierbij vormt het dak van de doos de zettingsvrije plaat.

Tussensteunpunten De twee tussensteunpunten liggen evenwijdig aan de ZuidWillemsvaart. Vanaf een onderheide poer op kanaalbodemniveau is een pijlerwand evenwijdig aan de kanaalas tot circa 1,0 m boven kanaalpeil opgetrokken. Op de wand zijn onder de bovenliggende trogbalken kolommen van 1,50 × 2,00 m2 geplaatst. De bovenzijde van de kolommen zijn voorzien van potopleggingen (fig. 7).

Het tussensteunpunt aan de oostzijde van de Zuid-Willemsvaart is tevens de rempijler. De oplegging is hier in langsrichting gefixeerd, waardoor geen verschilverplaatsing mogelijk is tussen potoplegging en trogbalk. Hoewel de afmetingen van de kolommen en de pijlerwand bij deze rempijler niet afwijken

6 2 013

Het water is welkom

5 Zijaanzicht kop trogbalk met extra dwarsvoorspanning om splijtkrachten op te vangen 6 Aanzicht spanvlak trogbalk 7 Aanzicht tussensteunpunt

hart van de paal is een prefab paal vierkant 320 × 320 mm2 afgelaten.

300

14Ø25

BØ25 550

De prefab paal is grotendeels gesneld opgenomen in de fundatiepoeren van de ondersteuningen. Alleen bij de rempijler zijn de palen, in verband met de grote paalkopmomenten, ongesneld opgenomen. De momentcapaciteit van de relatief kleine palen is nu door de aanwezigheid van de voorspanning over de gehele paallengte vergroot. Ten behoeve van opname van pons zijn ‘hoedjes’ van haarspelden over de paalkoppen geschoven en verankerd in het ondernet van de funderingspoer. Hierdoor is toepassing van ponsbeugels in de funderingspoer voorkomen.

12

11

10

09

08

07

06

05

04

03

02

01

demu Ø20 Ø12-100

Fasen

demu Ø16 demu Ø32

Om de doorgang van het treinverkeer zo min mogelijk te belemmeren en een veilige werkomgeving te creëren, is de uitvoering in twee fasen opgeknipt. Allereerst is een tijdelijke hulpbaan (spoor) aangelegd. Hierdoor kon het oude spoor worden verwijderd en kon er ongehinderd worden gewerkt aan de nieuwe spoorbrug, verkeersbrug, onderdoorgang Empelseweg, eerste fase geluidsschermen en de eerste fase omlegging Empelseweg.

Omdat het spoor tijdens de werkzaamheden via een hulpbaan werd omgeleid en er dus voldoende tijd beschikbaar was, is het dek in situ op de definitieve hoogte gebouwd. Om dit te

550

3500

14Ø16

14Ø25 2100

Ø1Z-100 Ø32-100

6

16 400 1000

Het water is welkom

5200

5200

2000

1000 304

312

as spoorbrug

+9.079

+9.391 +9.087

+3.000 +2.000

5500

13387

Paalsysteem

-2.500 1080

In het contract is een paalsysteem opgelegd dat trillingsarm moest worden aangebracht. Hierdoor was het heien van palen uitgesloten. Tevens zijn vanuit de richtlijnen van de ProRail (OVS) eisen gesteld aan het paalsysteem ten aanzien van zwerfstromen en de eventuele aanwezigheid van trekspanningen in de palen. Door variabele belastingen als rem- en aanzetbelastingen en de eigenlijke treinbelastingen, ontstaan trekspanningen in de palen. Hierdoor is het niet toegestaan de hulpcasing te trekken gedurende de realisatie van de palen. Uiteindelijk is gekozen voor in de grond gevormde palen met een schachtdiameter van 530 mm en een puntdiameter van 650 mm. In het

2000

+9.391

5079

van haar westelijke evenknie, zijn de afmetingen van de funderingspoer en het aantal funderingspalen 1,5 maal zo groot om voldoende stijfheid te kunnen genereren. Met name de rotatiestijfheid van de fundatie is van belang om de horizontale verplaatsing van de potoplegging aan de bovenzijde van de kolom voldoende te reduceren.

Aan de verplaatsingen in dwarsrichting worden zeer strenge eisen gesteld. Om daar aan te kunnen voldoen, is de trogbrug bij de opleggingen op de beide landhoofden loodrecht op de spooras gefixeerd. Alle krachten loodrecht op het spoor worden door de 112 m lange trogbrug naar beide landhoofden afgedragen. De tussensteunpunten nemen in dwarsrichting nagenoeg geen krachten op.

6087

2100

2000 1700

-4.300

N.A.P. -5.000 7

6 2 013

49

thema

kunnen realiseren, is een stalen ondersteuning op hulppalen gebouwd. Hierop is het dek uitgekist, gevlochten en gestort.

Aandachtspunt hierbij zijn de maattoleranties die aan de opstorten voor het ingegoten spoor zijn gesteld. Tijdsafhankelijke vervormingen van de voorgespannen spoorbrug zijn verdisconteerd in de bekisting. De direct optredende vervormingen konden dus bij het daadwerkelijk inbouwen van de spoorstaven goeddeels worden gecompenseerd.

Tijdens een 52-uur durende buitendienststelling van het spoor is vervolgens het hulpspoor losgekoppeld en is de definitieve aansluiting op het aangepaste spoor aangebracht, zijn de bovenleidingen aangelegd en is het seintechnische werk afgerond. In de tweede fase is het werk uitgevoerd aan de tweede fase van de Empelseweg en de aanleg van de verkeersbrug, de tweede fase geluidsschermen, tweede fase onderdoorgang Empelseweg en de aanleg van de stalen fietsbrug. Alle werkzaamheden zijn achter een fysieke afscheiding verricht.

8

9

50

6  2 013

Het water is welkom

8 Wapening en voorspanning in de trogbrug 9 Het beton van de trogbrug wordt gestort 10 Een van de eerste treinen passeert de spoorbrug, 12 november 2012

10

Scope spoorviaduct – Aanbrengen hulpwerken/damwanden + gellaag – Aanbrengen heiwerk – Aanbrengen hulpwerk/bekisting – Betonwerk spoorbrug

De benodigde 50 000 m3 zand voor de ophoging van het spoorlichaam is ontgraven uit het tracé van de toekomstige Zuid-Willemsvaart. Dit resulteerde in minimale transportbewegingen.

– Verwijderen hulpwerken (damwanden en kist) – Afwerking landhoofden – Stootplaten – Aanbrengen leuningen – Aanbrengen opstorten ten behoeve van het ingegoten spoor – Aanbrengen ingegoten spoor – Ballastmatten ter plaatse van landhoofd en stootplaten

Oplevering

– Sparingen meenemen ten behoeve van de verlichting

De buitenwanden van de trogbrug en de wanden van de onderdoorgang onder de Empelseweg zijn bekleed met een tegelmotief van een uitsnede uit het schilderij ‘Tuin der Lusten’ van Jheronimus (Jeroen) Bosch. Dit is zelfs op de luchtfoto goed te zien (foto 1). De spoorbrug is al in november 2012 in gebruik genomen en najaar 2013 is het gehele project opgeleverd. En dan is het water welkom! ☒

– Sparingen meenemen ten behoeve van kabels en leidingen.

Beton De trogligger is in één keer gestort, zowel de wanden als de vloer. Vanaf vijf uur ’s ochtends is met vier betonpompen in totaal ongeveer 2300 m3 beton gestort. Er is gekozen voor de betonsterkten C28/35 en C35/45 voor de onder- en bovenbouw tot C45/55 voor de palen en het bovendek.

In het dek van de verkeersbrug zijn EPS blokken verwerkt. Dit resulteerde in een lichter dek, waardoor ook de ondersteunende constructie lichter kon worden uitgevoerd. Niet alleen een kostenbesparende maatregel, maar nog veel belangrijker: er was bijna 400 m3 minder beton nodig tijdens de bouw.

Het water is welkom

● projectgegevens

project Spoorkruising Zuid-Willemsvaart, ’s-Hertogenbosch opdrachtgever ProRail opdrachtnemer MNO Vervat ingenieursbureau Witteveen+Bos oplevering spoorbrug is in november 2012 in gebruik genomen, in het najaar van 2013 wordt het gehele project opgeleverd

6 2 013

51

interview

Betontechnologie als strategische schakel tussen ontwerp en uitvoering

Jos Kronemeij 52

6  2 013

Jos Kronemeijer

1 Jos Kronemeijer bij de Zuid-Willemsvaart, ‘s-Hertogenbosch foto: Peter de Koning, PDK Foto

Het lijkt haast of er betonspecie door zijn aderen stroomt, zo enthousiast is Jos Kronemeijer over zijn vak. De functie die hij heeft, materiaaltechnoloog bij een grote aannemer, is hem op het lijf geschreven. Alle bagage die hij bij eerdere werkgevers heeft meegenomen, komt erin samen.

Hoewel Kronemeijer ‘bijna alles’ interessant vindt, heeft beton altijd een streepje voor, al in zijn jeugd. Dat krijgt hij mee van zijn vader, in die jaren docent betontechnologie aan MTS en HTS. De kennis van het materiaal die hij al in zijn jeugdjaren opdoet, komt goed van pas op de MTS Bouwkunde. In die tijd heeft het vak betontechnologie nog een belangrijke plek in het onderwijs. Maar ondanks zijn voorliefde voor beton ziet hij voor zichzelf toch eerder een toekomst in de uitvoeringsorganisatie bij een grote waterbouwer.

Ondanks twee MTS-diploma’s moet hij eerst z’n militaire dienstplicht vervullen. Hij komt terecht bij de Genie waar hij zich onder meer met demolitie van betonconstructies kan bezighouden. “Daar sloeg de vonk eigenlijk pas echt over. Pas toen zag ik dat beton veel meer omvat dan wat ik in mijn opleidingen tot dusver had geleerd.”

er

Noord Nederland

CV Naam Jos Kronemeijer Leeftijd 48 nde en Opleidingen MTS Bouwku nomie & Civiele Techniek, HEAO Eco nologisch Recht, diverse betontech Duitsland nd, opleidingen in Nederla en Groot-Brittannië Noord Werkgevers Betoncentrum roep, Nederland, Nebest Adviesg / t oor Van Hattum en Blankev Volker InfraDesign

6 2 013

Na zijn verlengde diensttijd, gaat Kronemeijer eind 1989 aan de slag bij een middelgrote woningbouwer in z’n woonplaats Sneek. “Ze zochten daar werkvoorbereiders en ik had, mede dankzij wat vakantiewerk in die richting, het idee de uitvoering in te gaan nog niet helemaal losgelaten. Maar dat was niet echt een succes.” Via een advertentie komt hij in contact met de toenmalige stichting Kwaliteitsdienst Beton Noord Nederland, een organisatie die voor en namens zo’n 27 betonproducenten in vier provincies ondersteunende diensten aanbiedt op het gebied van betontechnologisch advies en kwaliteitsbegeleiding. Dat wat ze in het westen bij moederconcerns konden opvangen, wordt hier gezamenlijk centraal bekostigd. De stichting zoekt op dat moment een betontechnoloog, maar dat is Kronemeijer op dat moment feitelijk nog niet. Toch wordt hij uitgenodigd voor een gesprek en er is direct een klik. “Het was ook weer niet zo dat ik bij nul moest beginnen. Op de MTS leerde je toen beduidend meer over betontechnologie dan nu op de HTS. Bovendien had ik Jaap Holthuis als chef en leermeester, destijds een landelijke bekendheid in de betonbranche. En ik ben snel allerlei aanvullende cursussen gaan volgen.

Eigenlijk ben ik daar nooit mee gestopt. Qua opleidingen ben

53

foto: Peter de Koning, PDK

Foto

interview

voor deze service, zolang er maar wat tegenover stond. Maar er veranderde snel veel in de markt. Buitenlandse grondstofproducenten en aannemers met andere werkmethoden, maar ook nieuwe contractvormen deden hun intrede. En de traditionele samenwerking in de sector veranderde ingrijpend. Voor mij betekende dit dat ik me alleen nog maar zou bezighouden met het managen van labonderzoek. Dat sprak mij veel minder aan. Ik wilde naar buiten en zo breed mogelijk bezig zijn met de technologische afstemming van grondstofselectie, productie, ontwerp en uitvoering.”

ik een ‘stapelaar’, ik heb een niet te stillen kennishonger!”

Kronemeijer komt snel veel te weten over het materiaal en het hoe en waarom achter de toepassingen. “Gaandeweg kwam ik erachter hoe ongelooflijk veelzijdig het materiaal is. Door mijn centrale rol kwam ik met zeer veel aspecten van beton in aanraking, ook met zaken waar veel individuele bedrijven nooit mee te maken hadden. Wij hadden ons toen al bewust ontwikkeld tot een servicegerichte organisatie, zowel naar de eigen leden als naar externen. We wilden af van de oude gedachte dat beton verkopen een spelletje is van wel of geen korting. Toegevoegde waarde bieden, het bedenken en borgen van de juiste maatwerkprestatie, dat was het motto. Toen was er nog geld voor een dergelijk regionaal orgaan. Er werd niet zo moeilijk gedaan over een paar kwartjes per kuub als opslag

Kronemeijer is dan ook verheugd als hij in 2001 wordt benaderd door Nebest, een ingenieursbureau gespecialiseerd in wat nu wel als het expertiseveld ‘Asset management’ wordt aangeduid. Er was dringend versterking nodig bij inspectie, schadeanalyse, kwaliteitsbewaking en projecttoezicht. “Nog steeds een erg interessant vakgebied, ik zag het een beetje als forensisch onderzoek aan betonconstructies, een soort CSI beton.

Onderzoeken wat de oorzaak van schade is, terwijl je nog nauwelijks iets van de constructie af weet. Nagaan of die oorzaak zit in ontwerp, uitvoering, verwerking, het gebruik, of van alles een beetje. En vervolgens met een goed advies komen: wat zijn de mogelijkheden om de schade kwalitatief hoogwaardig te herstellen binnen beschikbare tijd en budget. Naast werk voor onder meer woningbouwverenigingen mocht ik de interessantste schades doen bij grote bedrijven als Corus, DSM, AKZO, DGW&T en DOW.”

BAM of Van Hattum?

Kronemeijer raakt stilaan bekend in de markt en als BAM Infraconsult op zoek gaat naar een betontechnoloog voor de HSL-Zuid (‘Rheda track’-bovenbouw) komen ze al snel bij hem uit. Goede technologen liggen immers niet voor het oprapen. “Hoewel ik de reisafstand niet echt zag zitten, ben ik toch verleid te komen praten met Peter Prins. Snel daarna ben ik op detacheringsbasis voor Nebest aan de slag gegaan: het was hard en lang werken, ruim twee jaar lang door de week bivakkeren in allerlei hotels. Maar ik voelde me als een vis in het water. Ik kon mij uitleven in de dingen waar ik goed in ben: ingangscontrole, procesbewaking, fijnafstemming met betonmortelleveranciers. Dat voor vijf simultane bouwstromen. Maar het ging vooral ook om preventie en informatieoverdracht. Ik moest vanaf dat moment veel vaker sparren met constructeurs over aannames en consequenties van hun mate-

“ Ik heb een niet te stillen 2

54

6 2 013

kennishonger!”

Jos Kronemeijer

2 Uit zijn Nebest-tijd noemt Kronemeijer de HSL als een van de hoogtepunten foto: https://beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat

3 De MPU Heavy lifter is door de bankencrisis nooit helemaal afgebouwd

riaalkeuzes. Ook leerden we intensiever nadenken over de technische en ecologische duurzaamheid van constructies.”

Niet alleen Kronemeijer zelf is tevreden over zijn werk bij de BAM, ook bij het bouwbedrijf zijn ze enthousiast. Na twee jaar willen ze graag dat hij er vast komt werken. Maar ondertussen zijn de kwaliteiten van Kronemeijer ook anderen opgevallen: ook Van Hattum en Blankevoort vraagt hem eens te komen praten. “Ik heb uiteraard open kaart gespeeld en gezegd dat ik ook in gesprek was met BAM. Dat verbaasde hen niet.

Uiteindelijk kon ik kiezen tussen twee bedrijven die mij allebei enorm aanspraken. Dat er bij Van Hattum toen geen andere technoloog in dienst was en bij BAM al zeker vijf, heeft uiteindelijk de doorslag gegeven. Bij Van Hattum zou ik meer verantwoordelijkheid krijgen en kon ik de functie meer naar eigen inzicht invullen.” Het is een grote stap in zijn loopbaan, ook privé. Want met vrouw en twee zoons verruilt hij zijn leven in het noorden voor een nieuw avontuur in het westen van het land.

Spin in het web Sinds zijn aantreden in 2005 is Kronemeijer actief als specialist materiaaltechnologie. Eerst onder de vlag van Van Hattum en Blankevoort en sinds vier jaar bij Volker InfraDesign, het zelfstandige ontwerpbureau van het aannemingsbedrijf. “Zo’n beetje alle lastige vraagstukken over cementgebonden producten binnen het hele Volker Wessels concern komen vroeg of laat bij mij terecht. En dat kan om van alles gaan: van windmolenfundaties en golfgetijdencentrales bij Schotland tot groutlinings voor gestuurde booroperaties in de Kaspische Zee en van LNG-terminals in Wales tot bruggen op de Antillen tot zinktunnels in Mexico. Recent nog werd me gevraagd wat de mogelijkheden waren de carbon footprint van een lopend project te verlagen door de hoeveelheid cement in het beton te reduceren. Mijn taak is dan vooral het ontwerpteam erop te wijzen wat de mogelijkheden en consequenties zijn, zoals de invloed op mechanische eigenschappen als kruip en krimp, het verhardingstempo, de bekistingsdruk, de aard en duur van de nabehandeling, de kleur van het eindproduct en de recyclebaarheid.

Gelukkig kan ik vaak de hulp inroepen van gespecialiseerde collega’s als constructeurs die vervormingsgedrag onder brandof cryogene condities constructief kunnen duiden. En als wijzelf niet tijdig de capaciteit of expertise bezitten, schakel ik regelmatig bedrijven in als SGS, Nebest of BAS. En voor projectoverstijgende ontwikkelvraagstukken ga ik naar TNO of TU Delft. Soms ook naar buitenlandse universiteiten als Trondheim, München of Dundee, net waar de gezochte kennis zit. Ik ben dus meer een soort spin in het web. Ik zorg ervoor dat de juiste technologische kennis op de juiste plek en tijdstip in het ontwerpproces komt.”

Jos Kronemeijer

3

“ Het was echt fenomenaal wat we daar hebben gepresteerd!”

In zijn huidige baan kan hij putten uit een grote schat aan ervaring, opgedaan in zijn eerdere werkkringen: demolitie, betonmortel- en prefabbetonproductie, verwerkings- en uitvoeringsmethoden, geschiktheidsonderzoek, inspectie-, reparatie- en recyclingtechnieken. Ervaring die hij heeft opgedaan in heel verschillende organisaties. “Van een clubje met 2½ fte tot op dit moment een groot aannemingsbedrijf met een kleine 500 fte binnen een concern van circa 15 000 collega’s. Je merkt de verschillen tussen die bedrijven wel.

Grote bedrijven zijn vaak vrij bureaucratisch en bij een grote aannemer als Van Hattum heerst een behoorlijk zakelijke cultuur. Maar van de andere kant is er ook veel gewoon goed geregeld. Zo is er bij grote bedrijven vaak meer budgetruimte voor opleidingen en zijn de carrièrekansen groter.”

MPU Heavy lifter Door zijn rol als materiaaltechnoloog bij een grote aannemer is Kronemeijer bij heel veel projecten betrokken, in diverse stadia. Het noemen van een hoogtepunt is lastig. “Het klinkt flauw maar het zijn bijna allemaal hoogtepunten. Ik heb een heel breed speelveld en kan mijn kennis op diverse vlakken inzetten: in tenders, in het ontwerp, in de uitvoering, maar ook bij herstel, inspectie en onderhoudsvraagstukken.”

Toch noemt hij de MPU Heavy lifter als project dat hem tot dusver misschien wel het meest is bijgebleven. Het is een betonnen multifunctioneel hefvaartuig voor het demonteren en vervoeren van offshoreboorplatforms. “De Heavy lifter is als gevolg van de bankencrisis nooit helemaal afgebouwd. Heel erg zonde, het project stond bol van de innovatieve hoogstandjes in technologisch, constructief én uitvoeringstechnisch opzicht. Zo is er een lichtbetontype ontwikkeld waarmee zowel de betrokken Noorse offshorebouwers als de Oostenrijkse glijspecialisten geen of zeer beperkte ervaring hadden. Ver

6 2 013

55

interview 4 Een van de recente werken van Kronemeijer is de omlegging van de Zuid-Willemsvaart foto: WillemsUnie v.o.f.

4

“Adviseurs bouwen snel een extra marge in” voordat er leveranciers in beeld waren, heb ik mij, met dank aan mijn toenmalige chef Cees Brandsen, in Noorwegen een week mogen verdiepen in de uitvoeringsaspecten en de lichtbetonsoorten die in die offshoresector bestonden. Het was echt een héél bijzonder project, met name dankzij de niet-aflatende wil tot samenwerking tussen alle betrokken partijen, steeds opnieuw. Alle neuzen stonden dezelfde kant op. Iedereen was zich ervan bewust dat het een project was, wat nooit eerder in die vorm was gebouwd en misschien wel nooit meer zou terugkomen. Dat gaf heel veel energie en zorgde voor ongekende commitment bij iedereen. Het was echt fenomenaal wat we daar hebben gepresteerd! En we hebben er heel veel kennis opgedaan, kennis die bij veel nieuwere projecten nuttig blijkt.”

Zo’n MPU Heavy lifter is een unieke belevenis. Maar Kronemeijer haalt voldoening uit veel meer werken. “Ook in de regio’s kom je zeer interessante vraagstukken tegen. Het geeft een goed gevoel om bij elk project nét die ene oplossing aan te kunnen dragen, waardoor budgetten en planningen kunnen worden gehaald.”

Zuid-Willemsvaart Een van de recente werken van Kronemeijer is de ZuidWillemsvaart dat in dit nummer van Cement uitgebreid wordt beschreven. Hij houdt zich bezig met betonspecificaties, mengselonderzoeken, vervaardiging van ijkgrafieken en materialfiles met adiabaten en daarmee verbonden scheurrisicoanalyses van massadoorsneden. Er vindt veel overleg plaats tussen betoncentrales en projectmedewerkers van de deelclusters.

“Omdat wij ontwerp-, uitvoerings- en technologische kennis in huis hebben, zijn we in staat om heel snel met optimale oplossingen te komen. Je leert bij deze aannemers drie keer zoveel en drie keer zo snel als wanneer je in slechts één van deze drie disciplines actief bent. Zo zijn we beter in staat parallelle

56

6 2 013

ontwerpen en uitvoeringsscenario’s te beschouwen en daarmee kosten te besparen als dat bijvoorbeeld nodig is om binnen het budget te blijven. Voor een adviesbureau is dat lastiger. Adviseurs bouwen snel een comfortabele extra marge in. Ze weten tenslotte nog niet hoe, door wie en wanneer het project wordt uitgevoerd en onder welke condities. Dat is als ontwerpend aannemer niet het geval, je kunt daardoor scherper ontwerpen of in het ontwerp rekening houden met bouwsnelheid. Een mooi voorbeeld daarvan is de Westrandweg. We waren op een bepaald moment genoodzaakt een versnelling door te voeren en hebben toen de zogenoemde launching girder ontwikkeld, een soort portaalkraan waarmee de enorme prefab liggers in een snelle serie konden worden gemonteerd. Het was de eerste keer in Europa dat een dergelijk stuk materieel in deze methodiek werd toegepast. Het was een doorslaand succes. Zoiets is tekenend voor hoe innovaties tot stand komen. Vaak door projectspecifieke oplossingen die uit nood worden geboren.”

Kronemeijer speelt vaker een rol bij innovaties die soms zelfs tot wereldwijde octrooien leiden. Naast de impactbestendige SFRHPC-shell op een kademuur op de Maasvlakte, recent óók weer met HyMoCo. “Dit staat voor ‘Hydratatie Monitoring en Controle’ en is feitelijk een ‘tweede generatie’ verhardingsbeheersingsconcept waarbij het beton gemonitord en gecontroleerd verhardt. Dit op basis van remote gestuurd modulerend koelen én verwarmen met een ingestort leidingcircuit.

Hiermee is vooral in koude perioden bij massaconstructies de bouwtijd vaak nog verder te verkorten, zonder dat het risico op thermische scheurvorming toeneemt.”

Knowhow Door zijn ervaring bij beton- en betonmortelproducenten weet hij hoe belangrijk de samenwerking tussen leverancier en aannemer is, al in een vroeg stadium. “Mijn ervaringen daarin zijn best positief. Leveranciers staan er meestal wel voor open om samen tot een goede oplossing te komen. Als je maar goed uitlegt dat je iets bijzonders van plan bent, staan ze doorgaans te trappelen om mee te werken. Maar het kan natuurlijk altijd

Jos Kronemeijer

5 Tijdens de bouw aan de Westrandweg werd ter versnelling van het bouwproces een launching girder ontwikkeld en moest het voorloopproces met kolompijlerbalken vervolgens mééversnellen, waaruit HyMoCo werd ontwikkeld

ring vaak wordt onderschat. Het wordt niet als een sexy vak ervaren. Bij een hoop mensen bestaat de misvatting dat beton een lowtechmateriaal is, ook soms binnen ons eigen concern.

Maar het tegendeel is waar. Beton is een hightechcomposietmateriaal dat elke keer een unieke, specifieke maatwerkprestatie levert. Als je je daar niet van bewust bent, blijft het een product dat door slechte begeleiding of vanwege gebrek aan kennis, tot sterk tegenvallende resultaten leidt.”

Hoewel het belang van het vak alleen maar groter wordt, neemt de kennis ervan bij andere disciplines als uitvoering en ontwerp volgens Kronemeijer alleen maar af. “Ontwerp, uitvoering en technologie zijn vaak gescheiden werelden. En dat wordt door de komst van de Europese normen en de ontwikkelingen op betongebied alleen maar sterker. Neem de milieuklassen. De Eurocode dwingt dat op tekeningen soms zestien separate klassen per oriëntatievlak moeten worden benoemd. Wat maakt dat tekeningen vol staan met cryptische coderingen. Probeer dat nog maar eens uit te leggen aan werkvoorbereiders en hoofduitvoerders. Die raken sneller het spoor kwijt. Ik merk dan ook dat zij nu veel eerder naar mij toekomen dan vroeger.”

Dat het kennisniveau terugloopt, heeft er volgens Kronemeijer ook mee te maken dat betontechnologie op de HTS niet of nauwelijks meer wordt gedoceerd. “Maar ook in het LBO- en MBO-onderwijs zijn enkele basisbeginselen van beton wat mij betreft verplichte kost. Iemand die in de bouw terechtkomt, op welk niveau dan ook, moet toch weten dat beton tijd nodig heeft om goed te verharden, goed moet worden nabehandeld, enzovoort. Gelukkig vangt het cursorische onderwijs, bijvoorbeeld bij de Betonvereniging, deze terugloop in het dagonderwijs goed op. Dat avondonderwijs ligt in Nederland op een zéér hoog niveau. En dan zijn er natuurlijk nog de interne opleidingen bij de bedrijven zelf.

Ikzelf draag niet alleen bij aan het cursorische onderwijs, ik besteed ook vrij veel tijd aan het opleiden van nieuwe collega’s. Alles om kennis te verspreiden. Wat dat betreft, juich ik het initiatief zeer toe om naast Betoniek Standaard ook Betoniek Vakblad uit te brengen. Dit magazine kan een belangrijke rol spelen in de kennisdeling.” Kronemeijer maakt overigens deel uit van de redactie van Betoniek Vakblad dat in oktober 2013 voor het eerst uitkomt.

beter. Het komt voor dat specifieke informatie over de mogelijkheden van een betonmengsel niet al in een tenderfase wordt vrijgegeven. Dan zijn wij niet in staat die bepaalde oplossingen in die fase te onderzoeken en in te brengen. Maar dit zijn toch meer de uitzonderingen. Zeker in vergelijking met het buitenland doen wij het wat samenwerking betreft heel goed. Dat geldt ook voor de knowhow bij leveranciers. Die ligt in Nederland op een hoog niveau. En daar kunnen wij als aannemer weer gebruik van maken. Je moet daarbij overigens niet het onderste uit de kan willen halen, qua prijs. De laatste twee of drie euro korting per kuub lijkt bij sommigen aanvankelijk misschien een besparing, maar later in de uitvoering krijg je dat geheid als boemerang terug. Daarvan zijn onze inkopers ook doordrongen, omdat ook zij weten dat het slechts om de prijs van het halffabricaat gaat. Onze inkopers gaan met heel gedetailleerde specificatielijsten op pad. En vaak alleen naar vooraf geselecteerde leveranciers. Volgens mij zijn wij daarin redelijk uniek.”

Betontechnologie Uit alles blijkt dat Kronemeijer heel veel waarde hecht aan het vak betontechnologie. “Ik zou graag een lans breken voor mijn vakgebied: betontechnologie is een veelzijdige en strategische discipline, waarvan het belang door zowel ontwerp als uitvoe-

“ Ik juich het initiatief zeer toe om naast Betoniek Standaard ook Betoniek Vakblad uit te brengen”

In die rol als redactielid kan hij ook zijn kennis met collega’s delen bij andere bedrijven. Maar ook zelf is hij nog altijd niet uitgeleerd. En hij blijft ambitieus. “Mijn doelstelling is heel bescheiden: ik wil de meest creatieve allround betontechnoloog van het noordelijk halfrond worden”, sluit hij af met een knipoog. ☒

5

Jos Kronemeijer

6 2 013

Jacques Linssen

57

beton in beeld

58

6  2 013

Verticaal landschap

1

1 Parkpergola Máximapark, Utrecht foto: Johan de Boer

Standaardisatie maakt betonnen parkpergola in het Máximapark in Utrecht realiseerbaar

Verticaal landschap Ze zijn zacht, rond en glad en het licht speelt ermee en het lijkt daarmee net ivoor. In werkelijkheid zijn het de betonnen honingraatelementen van 6 m hoog en 80 cm diep, geschakeld tot een rij van maar liefst een kilometer.

Ze vormen de eerste fase van de Parkpergola in het Máximapark in Utrecht.

Verticaal landschap

6 2 013

59

beton in beeld Begroeiing Nu is de Parkpergola nog ‘naakt’, maar hij zal over de gehele lengte begroeien met klimplanten, waaronder Hedera, Blauwe Regen, Kamperfoelie, Wilde Wingerd en Jasmijn. Windende klimplanten zullen met tijdelijke ondersteuning groeien aan de gladde zijde van de Parkpergola. Voor hechtende klimplanten en het bevorderen van de groei van mossen en sedum is de Parkpergola aan de parkzijde voorzien van een ruwe laag beton met een open oppervlaktestructuur en lavasteen als toeslagmateriaal.

Om de ecologische en botanische diversiteit verder te vergroten, worden in de hooggelegen honingraatstructuur bakken met verschillende soorten planten en bloemen geplaatst.

2

Het circa 300 ha grote Máximapark is aangelegd in de nieuwe woonwijk Leidsche Rijn in het westen van Utrecht. Het ontwerp van West 8 is het resultaat van een in 1997 gehouden ontwerpwedstrijd. Belangrijke hoofdelementen vormen de uitgegraven oorspronkelijke loop van de Oude Rijn, het Jac. P. Thijsse lint – een 9 km lange ecologische zone met een route van asfalt voor fietsers, skaters en wandelaars – en de Parkpergola rond het hart van het Máximapark, genaamd de Binnenhof.

De Parkpergola is dé plek waar natuur en cultuur samenkomen.

CUR-100 De Parkpergola is uitgevoerd in prefab beton. Zowel qua omvang, slankheid als detaillering zoekt het ontwerp de grenzen van de technische mogelijkheden op. De keuze voor

‘gewoon beton’ in plaats van hogesterktebeton en de repetitiefactor van de mallen waren bepalend voor de haalbaarheid van het project binnen het gestelde budget. Een goed bestek met daarin opgenomen de aanbevelingen van CUR-Aanbeveling 100 en de minimale levensduur van 100 jaar zijn hiervoor de basis geweest.

Om optimaal de kennis en kunde uit de markt te benutten, is ervoor gekozen om, in plaats van met een aannemer als tussenpersoon, direct te werken met een prefab-betonleverancier.

Aan vooraf geselecteerde leveranciers is gevraagd een prijs per element te begroten, waarbij het minimaal aantal af te nemen elementen vooraf is vastgesteld. Een ander bijzonder feit aan deze aanbesteding was dat als ontbindende voorwaarde voor opdrachtverstrekking een 1:1-proefmodel van een compleet element moest worden gemaakt om te kijken of aan de vereiste kwaliteit kon worden voldaan.

3

60

6 2 013

Verticaal landschap

2 De Parkpergola zal over de gehele lengte begroeien met diverse soorten klimplanten fig. 2 en 5 en foto 3: West 8

3 De Parkpergola rond het hart van het MĂĄximapark, de Binnenhof

4 De maakbaarheid van het ontwerp zit in de herhaling van de standaardelementen waaruit de Parkpergola is opgebouwd foto 4, 6, 7 en 8: ABT

5 Zowel qua omvang, slankheid als detaillering zoekt het ontwerp van West 8 de grenzen van de technische mogelijkheden op

4

5

Thermisch verzinkte wapening Het losbaar maken van de zeer slanke betonelementen was de grootste uitdaging. Na meerdere experimenten met proefmodellen is een optimalisatie gevonden in de verhoudingen en afmetingen van de specifieke onderdelen en de wijze van ontkisten. Met deze zeer slanke afmetingen bleef er echter niet overal voldoende dekking over voor traditionele wapening.

Intensief overleg heeft ertoe geleid dat ook hiervoor een oplossing is gevonden. Door te kiezen voor thermisch verzinkte

Verticaal landschap

wapening in plaats van de traditionele variant kon worden begonnen aan het productieproces van ’s werelds langste pergola in indrukwekkend schoonbeton.

Standaardisatie De maakbaarheid van het ontwerp was vooral te danken aan de herhaling van de standaardelementen waaruit de Parkpergola is opgebouwd. Doordat de afzonderlijke elementen

6  2 013

61

beton in beeld

6 Bij de keuze voor houten mallen moet bij de maatvoering rekening worden gehouden met enige werking van het hout 7 Door de zeer slanke afmetingen bleef er niet overal voldoende dekking over voor traditionele wapening 8 Door aan de standaardmal van de eindelementen unieke inlegmallen van gelakt MDF toe te voegen, ontstaan elementen met een eigen identiteit

6

constructief voldoende stijf zijn, was het niet noodzakelijk ze aan elkaar te koppelen. Dit leverde, naast weinig problemen met maatafwijkingen en thermische uitzetting, het grote voordeel op dat elk element willekeurig naast een ander element kon worden geplaatst. Met een klein aantal standaardmallen kon zo de enorme vrijheid van ontwerpen met beton worden benut.

Ook de keuze voor demontabele houten mallen droeg bij aan de ontwerpvrijheid. Door aan de standaardmal van de eindelementen unieke inlegmallen van gelakt MDF toe te voegen, ontstaan elementen met elk een geheel eigen identiteit, geïnspireerd door de ontwerpen van M.C. Escher. De mallen konden eenvoudig worden omgebouwd om zo bijvoorbeeld een zitbankje, voor de perfecte plek in de zon, aan een standaardelement te storten. Wel moest er bij de keuze voor houten mallen, in tegenstelling tot de stalen variant, bij de maatvoering rekening worden gehouden met enige werking van het hout. En om de kwaliteit van het beton te blijven garanderen, moesten de mallen regelmatig opnieuw worden geschuurd en gelakt. ☒

● Projectgegevens 7

project Parkpergola Máximapark opdrachtgever Gemeente Utrecht, Projectbureau Leidsche Rijn architect West 8, Rotterdam constructeur ABT bv, Velp advisering kosten, contract, maakbaarheid/ haalbaarheid ABT bv, Velp uitvoeringsbegeleiding ABT bv, Velp aannemer Ed. Züblin AG Fertigteilwerk, Gladbeck (D) mallenbouwer Verhoeven Timmerfabriek Nederland bv, Venray aannemer onderbouw Van Wijk Nieuwegein bv, Nieuwegein

Meer lezen op OpusC.nl Dit artikel is een verkorte weergave van het artikel ‘Ecologisch verticaal landschap’ van OpusC.nl, geschreven door Marieke van den Dungen. Dit artikel is gratis te raadplegen op www.OpusC.nl.

8

62

6 2 013

Verticaal landschap

DRIE NIEUWE EN HERZIENE CUR-AANBEVELINGEN BESCHIKBAAR

CUR-Aanbeveling 59: Vervaardiging en beproeving van schuimbeton

CUR-Aanbeveling 99: Strokenvloeren

CUR-Aanbeveling 116: AEC-granulaat als toeslagmateriaal voor beton

CUR-Aanbevelingen worden in opdracht van CUR Bouw&Infra uitgegeven door Æneas, uitgeverij van vakinformatie. Om op de hoogte te blijven van alle nieuwe en gewijzigde CUR-Aanbevelingen kunt u een abonnement afsluiten op het Cement online archief of op de CUR-Aanbevelingen. Daarnaast is het ook mogelijk om een los exemplaar van een CUR-Aanbeveling te bestellen, online én in print.

ABONNEMENT OP CEMENT ONLINE ARCHIEF

ABONNEMENT OP CUR-AANBEVELINGEN

LOSSE CUR-AANBEVELING

Toegang tot alle jaargangen van Cement en de nieuwste CUR-Aanbevelingen!

Toegang tot alle CUR-Aanbevelingen!

U kunt ook een losse CUR-Aanbeveling bestellen!

Met een abonnement op het Cement online archief heeft u toegang tot alle jaargangen van Cement en de CUR-Aanbevelingen die het afgelopen jaar zijn verschenen en herzien. U kunt de artikelen gemakkelijk doorzoeken op trefwoord, auteur en jaartal. Alle artikelen zijn als PDF te downloaden en te printen.

Met een abonnement op de CUR-Aanbevelingen heeft u exclusief toegang tot alle CUR-Aanbevelingen in het online archief op www.CUR-Aanbevelingen.nl.

Hier kunt u alle Aanbevelingen online doorzoeken op trefwoord, downloaden als PDF en printen.

Een digitale versie van een CUR-Aanbeveling is los verkrijgbaar voor € 35,- per stuk. Ontvangt u liever een papieren versie van een CUR-Aanbeveling, dan is deze te bestellen voor € 55,- per stuk (excl. verzendkosten).

Ga voor meer informatie over abonnementen naar de webshop op:

Ga voor meer informatie over abonnementen naar de webshop op:

Ga voor meer informatie over losse Aanbevelingen naar de webshop op:

WWW.CEMENTONLINE.NL

WWW.CUR-AANBEVELINGEN.NL

WWW.CUR-AANBEVELINGEN.NL

1

Onderzoek Technische Universiteit Dresden toont mogelijkheden nieuw materiaal

Textielgewapend beton (1) 64

De laatste jaren is er een zoektocht geweest naar

dan alleen voor de sterkte nodig zou zijn. Deze

materialen die geschikt zijn als trekwapening, als

zoektocht was en is een van de focuspunten van het

alternatief voor traditionele wapening en

Instituut voor Betonconstructies van de Technische

voorspanning. Dit omdat de gevoeligheid van

Universiteit Dresden. Dit heeft onder meer geleid tot

conventionele wapening voor corrosie met enige

het onderzoek naar textielgewapende

regelmaat leidt tot een grotere constructieafmeting

betonconstructies.

6  2 013

Textielgewapend beton (1)

univ.-prof. dr.-ing. Manfred Curbach, dr.-ing. Silke Scheerer, dr.-ing. Regine Ortlepp Instituut voor Betonconstructies, Technische Universiteit Dresden 1)

1 ´s Werelds eerste textielgewapende betonnen brug, Kempten, Allgäu foto: Harald Michler

2 Lateien met polystyreen kern in de eerste experimenten met textielgewapend beton 3 Resultaten eerste experimenten met textielgewapend beton

Sinds het begin van de jaren negentig heeft vezelbeton zich ontwikkeld tot een alternatief voor traditioneel gewapend beton. In dit type beton worden korte vezels van staal, polymeer of glas toegevoegd. Behalve een toename in druksterkte en treksterkte hebben de random georiënteerde vezels een positief effect op de buigtreksterkte. Om die reden wordt vezelbeton vaak toegepast bij zwaarbelaste, industriële vloeren.

Het gebruik van oneindig lange vezels of daaruit samengestelde weefsels als vervanging van traditionele wapening was een nieuwe benadering. Dit composietmateriaal staat inmiddels bekend als textielgewapend beton, kortweg textielbeton. Nadat eerste experimenten (foto 2 en fig. 3) met alkali-resistent glas (AR-glas) tot veelbelovende resultaten leidden, werd in 1999 het samenwerkende research centrum 528 ‘Textielwapening voor constructieve versterking en reparatie’ (afgekort tot SFB 528) gelanceerd aan de TU Dresden [8].

Het nieuw ontwikkelde materiaal kenmerkt zich door een laag gewicht en een hoge sterkte. De gebruikelijke dikte is 10 tot 30 mm, in uitzonderlijke gevallen 50 mm. De wapening is flexibel. Gekromde vormen kunnen daardoor veel eenvoudiger worden gerealiseerd dan met gewapend beton. Textielbeton is geschikt om nieuwe componenten te vervaardigen, maar ook om bestaande componenten te versterken. Met textielbeton versterkte componenten hebben een significant hoger draagvermogen. Tegelijkertijd treedt er minder vervorming op in bijvoorbeeld vloeren of balken. Ook is het scheurpatroon van textielbeton anders dan bij traditioneel gewapend beton: veel kleinere scheurafstand en kleinere scheurwijdte (fig. 4).

2

45 40 30 25 kracht [kN]

20

Constructiemateriaal textielbeton Textielgewapend beton bestaat uit twee componenten: het textielweefsel en een fijnkorrelig betonmengsel. In tegenstelling tot vezelversterkt beton, waarin de vezels random zijn georiënteerd, wordt textielbeton gemaakt met weefsels van oneindig lange vezels. De individuele vezels zijn georiënteerd in het weefsel, waarbij de trekwapening op dezelfde manier kan worden ontworpen als traditionele wapening (fig. 5).

) Het artikel is origineel opgesteld in het Engels. Het is vertaald naar het Nederlands door Paul Lagendijk van Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs bv.

1

Textielgewapend beton (1)

15

zonder wapening

10 5 0

3

Het lage gewicht van het composietmateriaal is niet alleen relevant voor de permanente belasting. Het is ook een voordeel voor de mensen die het materiaal moeten verwerken. Textielweefsel kan met een gewone schaar op maat worden geknipt.

Het fijnkorrelig beton kan met een troffel, spatel of spuitinstallatie worden aangebracht.

met textielwapening (AR glas)

met wapening van korte staalvezels (3,00 vol.-%)

35

0

1 2 buiging [mm]

3

4

5

6

Basiselement voor textielweefsel is de enkele, oneindig lange vezel, het zogenoemde filament. Voor textielbeton worden AR-glasvezels of koolstofvezels gebruikt. Het gesmolten glas is verrijkt met een percentage zirkonium, waardoor het glas ongevoelig wordt voor de alkalische belasting uit de betonmatrix.

De diameter van een individuele AR-glasvezel is 14 tot 28 μm.

Een koolstofvezel is met een diameter van circa 7 μm aanzienlijk dunner [9]. Ter vergelijking: een menselijke haar is minstens 120 μm dik [11].

De individuele vezels worden gecombineerd tot vezelbundels (ook wel multifilament draden). Eén draad bestaat meestal uit enkele honderden filamenten, die evenwijdig aan elkaar liggen zonder verdraaiing. Voordat de enkele AR-glas of carbonfilamenten worden samengevoegd tot een draad, wordt een coating aangebracht. Deze speciale, chemische oplossingen verbeteren bijvoorbeeld de oppervlakte-eigenschappen van de filamenten, maken de filamenten soepeler en beter bestand tegen mechanische spanning [12].

Met textielmachines worden de draden tot weefsels gemaakt.

6 2 013

65

4 Scheurpatroon in textielgewapende betonplaat (TGB-plaat) na vierpuntsbuigproef 5 Vervaardiging van textielgewapend beton

gewapende betonplaat (10 cm dikte)

Tabel 1 Voorbeelden van spuitbetonmengsels en mechanische eigenschappen van fijne betonmengsels, op basis van [9] bestanddelen / eigenschappen

1 cm TGB

scheuren in de gewapende betonvloer scheuren in de TGB-laag

4

mix 1

mix 2

mix 3

942,0

1122,4

1122,4

[kg/m³]

–

564,8

–

[kg/m³]

628,0

–

468,4

microsilica (oplossing)

[kg/m³]

100,5

56,6

56,6

vliegas

[kg/m³]

265,6

253,1

253,1 221,5

zand 0-1

[kg/m³]

cement CEM I 32,5 cement CEM III/B 32,5

water

[l/m³]

214,6

221,5

superplastificeerder FM30, BASF

[l/m³]

10,5

12,0

–

superplastificeerder ACE30, BASF

[l/m³]

–

–

3,8 0,42

[–]

0,33

0,36

druksterkte

[N/mm²]

76

65

54

buigtreksterkte

[N/mm²]

7,1

8,7

9,5

elasticiteitsmodulus

[N/mm²]

28.500

25.600

–

volumieke massa

[kg/dm³]

2,17

–

–

water/bindmiddel factor

Op de TU Dresden zijn verschillende textielmachines beschikbaar. De weefsels kunnen worden samengesteld van AR-glas, koolstof of een combinatie van beide. Het aantal lagen van draden en de geometrie van het weefsel hangt af van de specifieke toepassing (fig. 6).

en microsilica gebruikt. De verhouding van de materialen en het type cement wordt bepaald op basis van de toepassing. Aan het water wordt bovendien plastificeerder toegevoegd.

Voor de toepassing van deze textielweefsels is een speciale, minerale matrix – zogenoemd fijnkorrelig beton – ontwikkeld aan de TU in Dresden. De maximale afmeting van het toeslagmateriaal is 1 mm. Deze maat werd bepaald door de afmeting van de wapening enerzijds en de gewenste, kleine laagdikte anderzijds.

Volgens de gebruikelijke definities zou dit moeten worden geclassificeerd als een mortel. Vanwege de mechanische eigenschappen van het materiaal is toch gekozen voor de naam fijnkorrelig beton. Als bindmiddel wordt een combinatie van cement, vliegas

AR-glasdraden

AR-glasweefsel

De mechanische eigenschappen van verhard beton worden bepaald op basis van DIN EN 1015-11:2007-05 T2 (mortel; druk en buigtreksterkte) en DIN 1048-5 (elasticiteitsmodulus van beton) op prismatische proefstukken (40 × 40 × 160 mm3).

Door de hoge druksterkte kan het fijnkorrelige beton als hogesterktebeton worden geclassificeerd. Tabel 1 geeft een overzicht van mengverhoudingen en mechanische eigenschappen.

Textielbeton kan op verschillende manieren worden gemaakt.

De twee meest gangbare applicatiemethodes zijn het in lagen handmatig aanbrengen en spuiten. Incidenteel wordt het ook geïnjecteerd.

Bij het in lagen aanbrengen, wordt eerst een laag van enkele millimeters fijnkorrelig beton aangebracht op een voorbewerkte ondergrond of een bekisting. Vervolgens worden om en om op maat gemaakte textielweefsels en dunne lagen beton aangebracht. Het beton kan bijvoorbeeld worden aangebracht met een troffel en vlak worden afgewerkt, voordat een nieuwe laag weefsel voorzichtig in de verse betonmatrix wordt gedrukt.

De laatste betonlaag wordt uitgevlakt. Het aanbrengen van textielbeton door middel van spuiten is alleen verschillend in de manier waarop het beton wordt aangebracht (fig. 7). De nabehandeling wijkt niet af van conventioneel beton.

weefsel ingebed in fijnkorrelig beton

opbouw TGB

5

66

6 2 013

Bij het versterken van een bestaande constructie moet de ondergrond zorgvuldig worden voorbehandeld. Als eerste wordt het oppervlak opgeruwd door zandstralen. Na het verwijderen van stof en losse delen, wordt de ondergrond bevochtigd. Pas dan kan worden begonnen met het aanbrengen van het betonmengsel.

Textielgewapend beton (1)

6 Voorbeelden van verschillende weefsels (van links naar rechts: koolstofweefsel met langs- en dwars, weefsel voor versterken op dwarskracht (AR-glas) en koolstofweefsel voor versterken op buiging) 7 Aanbrengen van TGB-versterkingslaag door spuiten foto’s: Silvio Weiland

6

7

Experimenteel onderzoek Voordat een nieuw materiaal in de praktijk kan worden gebruikt, moet het zichzelf bewijzen in experimenten. Het materiaalgedrag moet worden onderzocht en beschreven, rekenmethoden moeten worden ontwikkeld. Enkele onderzoeksresultaten worden hier op hoofdlijnen gepresenteerd.

De focus van het onderzoek lag bij de toename van het draagvermogen van bestaande betonconstructies versterkt met textielbeton. De meest gebruikelijke belastingsscenario’s zijn buiging, dwarskracht en wringing of normaalkracht.

Bij onderdelen met onvoldoende buigcapaciteit is textielbeton aangebracht in de trekzone. De fijnkorrelige betonlagen zijn slechts enkele millimeters dik. De totale dikte van het textielbetonpakket is afhankelijk van het aantal lagen textiel-

Textielgewapend beton (1)

weefsel. De potentie van versterken met textielbeton kan overduidelijk worden gedemonstreerd met diverse beproevingen. Bij enkelvelds dakplaten is een laag textielbeton aan de onderzijde aangebracht. De wapening eindigt vóór de opleggingen. De resultaten zijn weergegeven in figuur 8. Bij de beproevingen is het aantal lagen textielweefsel en het type vezel gevarieerd. In drie gevallen kon het draagvermogen worden verhoogd tot tweemaal dat van de oorspronkelijke constructie. Het substantieel stijvere gedrag van de versterkte platen is ook opvallend. Dit is van belang bij veranderd gebruik van gebouwen en voor het beperken van doorbuiging [10].

Bij balken is vaak de dwarskrachtcapaciteit maatgevend, vooral in gebouwen die stammen uit de eerste dagen van de gewa-

6 2 013

67

8 Vergelijking van versterken van vloeren van gewapend beton met verschillende weefsels [13] 9 Dwarskrachtversterking in laboratorium 10 Opstelling voor beproeving op torsie

Praktische toepassingen textielgewapend beton Versterking van componenten

belasting P [kN]

Externe invloeden of gewijzigde belastingsscenario’s kunnen ertoe leiden, dat een bestaande constructie niet langer veilig een belasting aankan. In de bruggenbouw spelen bijvoorbeeld het toegenomen verkeer en de hogere asbelastingen een rol.

PL-SGL/1 - 1 laag koolstofvezel (3500 tex, At = 106,9 mm2) PLC-3/SW - 3 laags koolstofvezel (800 tex, At = 74,0 mm2) PLB-3/T - 3 laags AR glasvezel (2400 tex, At = 141,4 mm2) PLB-6/MW - 6 laags AR glasvezel (2400 tex, At = 282,7 mm2), niet gecoat PLB-3/MV - 3 laags AR glasvezel (2400 tex, At = 141,4 mm2), niet gecoat PLB-0/MW - gewapend beton zonder textielbeton (As = 201 mm2) doorbuiging w [mm]

8

pende betonconstructie. Bij het aanbrengen van textielbeton wordt de hellingshoek van AR-glasvezels (ca. 45°; [14] en figuur 9) aangepast aan de richting van de hoofdtrekspanning in het lijf van de balk. Het meest lastige daarbij is de verankering van de textielwapening [15, 16]. Vooral bij T-balken is de drukzone niet bereikbaar voor de versterking.

Wringing is relevant bij bijvoorbeeld randbalken, elektriciteitsmasten, enzovoort. Om die reden zijn ronde, gewapende betononderdelen versterkt met textielbeton en beproefd op wringing.

Foto 10 laat de proefopstelling zien en figuur 12 toont de resultaten. Naast de duidelijke toename in bezwijklast valt ook op dat door de textielbetonversterking een kleinere hoekverdraaiing optreedt dan bij niet-versterkt, gewapend beton [18].

Ook als kolomwapening heeft textielbeton zich bewezen [19, 20].

Bij proeven op 2 m lange kolommen nam de opneembare belasting toe met 35% en 66% bij twee lagen AR-glasweefsel, afhankelijk van het type weefsel. In het recente verleden zijn er drukproeven uitgevoerd op grote kolommen in een nieuwe 10 MN beproevingsinstallatie (foto 11, [21], [22]). Een niet-versterkte referentiekolom van normaal gewapend beton en twee, met vijf lagen koolstofweefsel versterkte kolommen werden beproefd. Zoals verwacht waren de versterkte kolommen ongeveer twee keer zo sterk als de referentiekolom. Indrukwekkend was vooral het veel ductielere bezwijkmechanisme. Versterken met koolstofweefsels in combinatie met fijnkorrelig beton zorgde ervoor, dat veel fijne scheuren verdeeld langs de omtrek en de hoogte van de kolom optraden voordat de maximale belasting werd bereikt en breuk optrad. Bij de normaal gewapende kolom trad de schade vooral op in het bovenste gedeelte. De beschreven effecten zijn in foto 11 zichtbaar.

68

Het eerste, grote project met textielgewapend beton was het vergroten van de draagkracht van een hyparschaal als overkapping van de aula van de hogeschool van Schweinfurt (fig. 7).

De al in de jaren zestig gebouwde overkapping van gewapend beton heeft een maximale overspanning van ongeveer 39 m en op veel plaatsen is de dikte van de schaal slechts 8 cm. Deze constructie moest dringend worden gerepareerd en de draag-

10

,8

m

45° 45° 18 mm

,8

10

m

m

m

9

10

6 2 013

Textielgewapend beton (1)

11 Beproeving van kolommen; (a) proefopstelling, (b) gewapende betonkolommen met en zonder koolstofwapening na beproeving, (c) fijn, gelijkmatig verdeelde scheuren in versterkte kolom

foto’s: Christian Dittrich en Ulrich van Stipriaan

12 Resultaten van torsiebeproevingen op cirkelvormige doorsnede [18]

11b

kracht moest worden vergroot. In dit project konden voor de eerste keer de voordelen van textielgewapend beton in de praktijk worden gedemonstreerd. Daarnaast was de toepassing van textielbeton uiteindelijk de enige, verstevigende methode die hier kon worden gebruikt. Noch de deels stevige dakhelling noch de verwachte hoge temperaturen op het dak vormden een probleem. Bovendien maakte de tweedimensionale, textielgewapende betonlaag de opname van verschillend georiënteerde krachten in de schaal mogelijk.

Zoals verwacht bleek de verwerking van het bouwmateriaal eenvoudig – en de 15 mm dikke laag betekende slechts een geringe toename van het eigen gewicht van de dakconstructie.

Ter vergelijking: de gebruikelijke dikte van spuitbeton is 80 mm. In afzonderlijke stappen werden dunne lagen beton en drie lagen koolstofvezel beurtelings binnen een paar dagen aangebracht op het hele dak.

In Zwickau moest een belangrijk gewelf uit de begindagen van het gewapend beton behouden blijven [24]. Voor dit historische gebouw (gebouwd in 1903) waren de eisen van de stedenbouwkundige, de actievoerders en de gebruikers hoog. Boven alles moest de geometrie van de schaal grotendeels behouden

Textielgewapend beton (1)

11c

blijven. Het betrof een 80 mm dik, golvend dak van gewapend beton met rechthoekige raamopeningen. Evenals bij het project in Schweinfurt kon met de conventionele methoden niet aan alle voorwaarden worden voldaan.

60

50

6 textiellagen

40 4 textiellagen

30 bezwijkmoment [kN]

11a

ongewapend referentieproef

20

10

0 0

40 hoekverdraaiing ϑ [1/m]

6 2 013

ϑ ∙ 103

80 12

69

13a

13b

13c

13d

13e

13f

Nadat het pleisterwerk was verwijderd, is het oppervlak van het oude beton opgeruwd door middel van zandstralen. Ook werden de aanwezige beschadigingen gerepareerd. Daarna werd het oppervlak bevochtigd en werd de eerste laag fijn beton opgespoten. Vervolgens werd het op maat gesneden textielweefsel van koolstofvezels ingebed in het verse, fijnkorrelige beton. Opeenvolgend zijn alle vijf vereiste versterkende lagen aangebracht. Als laatste laag werd weer 3 mm fijn beton opgespoten. De versterkende laag was met een totale dikte van 15 mm wederom buitengewoon dun. Ten slotte werd het beton nog zeven dagen nabehandeld om scheuren als gevolg van krimp te voorkomen. De diverse stappen worden geïllustreerd in foto 13a t.m. f.

Het gebruik van textielgewapend beton voor versterking is echter niet beperkt gebleven tot de speciale constructies als hiervoor beschreven. Dat bewijst een project uit 2009. In een commercieel gebouw met meerdere verdiepingen moest meer dan 2200 m2 van de vloer worden versterkt. De buigcapaciteit was niet voldoende. Versterking met spuitbeton of koolstof-

70

6 2 013

strippen moest worden uitgesloten om constructieve of technische redenen. Daarom werd de constructieve veiligheid hersteld met een laag textielgewapend beton.

Nieuwe onderdelen Textielbeton is niet alleen een versterkingsmethode, het is ook toepasbaar voor nieuwe onderdelen of constructies. Uitstekende voorbeelden zijn twee segmentbruggen die zijn gemaakt onder leiding van het Institute of Concrete Structures. ’s Werelds eerste textielgewapende betonnen brug is gebouwd voor het Nationale Tuin Festival in 2006 over de Döllnitz in Oschatz (Saksen, fig. 14). De lichtgewicht brugconstructie werd in 2006 bekroond met de ‘Speciale Aanmoedigingsprijs’ van de Fédération Internationale du béton (fib) en in 2007 met de ‘Innovatieprijs van de Betontoeleveringsindustrie’.

De wapening van de elementen bestond voornamelijk uit AR-glasweefsel, in vier lagen aangebracht. De slechts 30 mm dikke textielbetonschaal is looppad, railing en draagstructuur in één. Langsverstijvingen, stijve dwarsribben op de randen van

Textielgewapend beton (1)

13 Lichtgewichtversterking – verslag van het versterken van een gewelf 14 Dwarsdoorsnede TGB brug in Oschatz [26] 15 Voorstudie van textiel gewapende betonnen brug

de elementen en vergroting van de dwarsdoorsnede ter plaatse van de handleuning en in de onderhoeken, geven de slanke schaal zijn stabiliteit.

Na het gereedkomen van de individuele elementen werden de elementen op een onderstempeling in lijn geplaatst en gecontroleerd op maatvastheid. Daarna zijn de individuele elementen stap voor stap aan elkaar gelijmd. Door de elementen tijdelijk tegen elkaar te drukken, is volledige vulling van de voegen gegarandeerd. Nadat alle elementen waren verbonden, is de brug in langsrichting voorgespannen met voorspanstrengen.

De volledige brug is met een speciaal transport naar de bouwplaats gebracht. Figuur 1 laat de brug zien zoals hij nu is.

In het najaar van 2007 werd een tweede, 17 m lange voetgangers- en fietsersbrug in Kempten (Allgäu) geopend voor het publiek [26]. De 18 U-vormige elementen van de brug over de Rottach werden gemaakt door middel van spuiten in de prefabfabriek in Oschatz.

Niet alleen lichtgewichtbruggen kunnen worden gemaakt met textielbeton. Een ander veelbelovend toekomstig toepassingsgebied is het gebruik bij gevelpanelen. De TU Dresden werkt nauw samen met de industrie om praktische en economische toepassingen te ontwikkelen. Traditioneel gewapende betonnen

3,08 m

1,31 m

bovenrand met sparing voor voorspanstreng TGB-schaal, 30 mm dik

textielwapening, 4 lagen dwarsribben verstijving onderrand met 2 sparingen voor voorspanstrengen

14

gevelelementen zijn erg zwaar, omdat de dikte in belangrijke mate wordt bepaald door de vereiste dekking op de wapening.

Door het hoge eigen gewicht zijn ook zware verankeringen vereist [26]. Als rekening wordt gehouden met de thermische eisen zijn meestal grote laagdikten vereist, waardoor traditioneel vervaardigde gevelelementen niet interessant meer zijn om toe te passen.

Een veelbelovend alternatief zijn dunwandige textielbetonpanelen van Hering Bau GmbH & Co. Naast de toepassing als gevelbekleding voor nieuwe gebouwen, is het systeem ook voor gebouwrenovatie interessant door zijn lage eigen gewicht [26].

De verankeringen worden bij deze oplossing ook minder zwaar belast.

Perspectief Na twaalf jaar intensief onderzoek eindigde in de zomer van 2012 de financiering van SFB 528 door de Duitse Onderzoeks Stichting (DFG). De onderzoeksactiviteiten van SFB 528 worden voortgezet in praktijkgerichte projecten en in het Duitse Centrum voor Textielbeton (DZT) [27]. Onderzoek en toepassing van textielbeton blijven, ook na het stoppen van SFB 528, een onderzoeksprioriteit op het Instituut voor Betonconstructies van de TU Dresden. Inmiddels staan er meer interessante projecten op stapel, zoals een nieuwe brug voor voetgangers en fietsers (fig. 15).

Er wordt ook naar andere wegen gezocht om de lichtgewichtconstructie van beton naar een hoger plan te brengen. Bijzondere aandacht is er voor het resultaat van het DFG-programma ‘Concrete light - Future concrete structures using bionic, mathematical and engineering formfinding principles’. Het doel van het multidisciplinaire programma is om een verandering in construeren te realiseren: naar lichte gebouwen met beton die niet lijken op de hedendaagse, solide betonnen gebouwen.

Bovendien moeten deze gebouwen in de toekomst breder toepasbaar worden dan alleen als speciale oplossing in bijzondere, individuele projecten. ☒

● Literatuur

De volledige literatuurlijst staat op www.cementonline.nl.

Gevelelementen van textielgewapend beton Binnenkort verschijnt een artikel in Cement over enkele, actuele praktijkprojecten waarin gevelelementen van textielgewapend beton zijn toegepast. Dit wordt geschreven door RWTH Aken en Hering Bau. 15

Textielgewapend beton (1)

6 2 013

71

1

Aanbruggen voor ‘De Groene Verbinding’ omgezet van in het werk gestort naar prefab beton

Uniek gekromde vormen in prefab beton 72

6  2 013

Uniek gekromde vormen in prefab beton

ir. Alex Gellweiler, ing. Mustapha Attahiri MSEng Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam

1 De Groene Verbinding in aanbouw, september 2013 2 Overzicht en inpassing Groene Verbinding

De Groene Verbinding is een recreatieve fiets-

Rotterdam - Charlois

voetgangersverbinding tussen Rotterdam en Albrandswaard. In het ontwerp is ervoor gekozen de

Charloisse Lagedijk

complexe dekconstructie van de aanbrug, ter plaatse van de aansluiting met de stalen hoofdoverspanning, in het werk te storten. Ten tijde van de uitvoering is op

A15

Begraafplaats ‘Oud Charlois’

voorstel van de aannemer besloten dit deel in prefab

Betuweroute

beton uit te voeren. Verrassend, want dit lijkt in eerste

Koedood-zone

instantie niet erg voor de hand liggend.

Landschapspark Buytenland in Albrandswaard (in ontwikkeling)

Carnisselande/ Portland

2

De Groene Verbinding is de nieuwe ontsluitingsroute voor recreatief fiets- en voetverkeer van het centrum van Rotterdam naar het toekomstige landschapspark Buytenland. Dit park bestaat uit 600 hectare natuur- en recreatiegebied en ligt in de gemeente Albrandswaard, grotendeels in de polders van Rhoon, ten westen van de Vinex-locatie Carnisselande/Portland (fig. 2). Het wordt aangelegd als natuurcompensatie voor de realisatie van Maasvlakte 2.

De Groene Verbinding kruist onder meer de Betuweroute, en de A15 die momenteel wordt verbreed.

Stakeholders Het project de Groene Verbinding kenmerkt zich door een groot aantal stakeholders. ProRail was bepalend voor de hoogteligging van de spoorkruising met de Betuweroute (NAP +9,0 m). Rijkswaterstaat was bepalend voor de kolomposities van de hoofdoverspanning en inpassing van het kunstwerk in de architectuuropgave voor de A15. Hieruit kwam naar voren dat de gehele breedte van het wegtracé kolomvrij moest zijn met uitzondering van een punt bij de pleisterplaats van het benzinestation aan de

Inpassing De Groene Verbinding is verbonden met het bestaande fietsnetwerk. Zo sluit de noordzijde aan op de Charloisse Lagedijk.

Dit gebeurt via een hellingbaan (helling 1:30), gelegen in de voet van de secundaire waterkering ten westen van begraafplaats ‘Oud Charlois’. Aan de zuidzijde wordt via een meer landschappelijk meanderende route door het park boven op de zanddepots aangesloten op het recreatieve netwerk in de Koedood-zone en verder.

Het project bestaat uit een noordelijke aanbrug van ruim 300 m en een netkous van in totaal 190 m. Deze laatste sluit aan op de grondwal ten zuiden van de A15. De aanbrug is opgebouwd uit een grondconstructie van 55 m, een gesloten doosconstructie van 120 m en een viaductconstructie van 120 m (as 8-16). De hoofdoverspanning van de netkous bedraagt ruim 140 m. De breedte van de constructie is 7,5 m.

Vooral het laatste veld van de viaductconstructie, as 14-16, heeft in het ontwerp de nodige aandacht gekregen. Dit in verband met de specifieke geometrie, de aansluiting met de netkous en het uitkragende bordes met aansluiting trap richting de Driemanssteeweg. Tevens is de krachtsafdracht afwijkend ten opzichte van de overige delen van de viaductconstructie.

zuidkant van de A15. Dit om de uitvoeringsvrijheden in het contract met A-lanes (opdrachtnemer A15) niet te beperken.

Ook de ONMIJ, een samenwerkingsverband waarin onder andere

Constructief ontwerp betonnen aanbrug

de gemeente Albrandswaard is vertegenwoordigd, is bij het

De laatste 130 m van de betonnen aanbrug, gezien vanaf de noordkant, bestaat uit een betonnen viaductconstructie. Dit moet een slanke constructie worden die oogt als één doorgaande ligger op slanke kolommen. Gekozen is voor een viaductconstructie, opgebouwd uit in totaal zeven steunpunten met daartussen dekken die zijn opgelegd via tandopleggingen.

Toepassing van kolomtafels reduceert de overspanning, waar-

project betrokken. ONMIJ heeft het 11 m hoge geluidsscherm met grondwal aan de zuidzijde van de A15 gerealiseerd. Voorts is er waterschap Hollandse Delta die de Oude Pendrechtsedijk, een secundaire waterkering, beheert waarmee de betonnen aanbrug aan de noordzijde kruist.

Uniek gekromde vormen in prefab beton

6 2 013

73

3 Betonnen aanbrug – viaductconstructie (as 8-16) – bovenaanzicht 4 Dwarsdoorsnede in situ variant dek as 14-16 5 Bovenaanzicht dek as 14-16

begraafplaats 'Oud Charlois'

17

15

16

14

10

11

R60000

00)

18000 5 900

18000 13

0

0 180

180

x 0 (3

0

Pe

12

de

Ou

ech ndr

k

bee

tse

540

zwaartepunt van het betonnen dek komt daardoor ‘naar buiten’ te liggen (fig. 5). Om deze krachtwerking ‘te corrigeren’, zijn de kolommen van as 14 (500 mm) en as 15 (300 mm) uit het midden van de constructie ‘naar buiten’ geplaatst.

Het dek as 14-16 is bij as 14 vrij op de kolomtafel gelegd. Bij as 15 is het dek momentvast verbonden met de kolom (geen kolomtafel) om de krachten op de uitkraging van 5,9 m vanuit as 15 op te kunnen nemen (fig. 6).

Bij as 16 wordt, via een bordes, de aansluiting met de stalen trap gerealiseerd. De stalen trap wordt tevens onder aan het dek, halverwege as 14 en 15, opgehangen.

netkous

werou te spoorl ijn Betu

8

Driem ansste eweg

9

00

157

Uitwerking in prefab beton

Rijksweg A15

De vorm van de constructie en de detaillering van het dek as 14-16 is zo specifiek dat een oplossing voor het ter plaatse 3

A

L1

L2 491

800

821

0

28

1:50

R1

R46870

R156255

3249 R2480

door het dek extra slank kan worden uitgevoerd. De kolomtafels zijn gefundeerd op kolommen en poeren, onderheid met vier of zes vibropalen per poer. De afstand tussen de kolommen bedraagt circa 18 m (fig. 3).

Het dek is ontworpen als een ter plaatse gestorte betonconstructie van maximaal 800 mm dik. Om de beleving van slankheid nog verder door te voeren, is in dwarsdoorsnede de dikte van het dek naar de randen toe gereduceerd. Hiervoor zijn vier kromtestralen gebruikt (fig. 4), om op deze manier de kromming door te kunnen zetten in de leuning.

Het deel tussen as 14 en de aansluiting met de netkous op as 16 is gekromd. De lengte van dit deel bedraagt circa 22 m. Het

934 3740

1416 3740

931

459

7480

4

bordes

7480

2000

8

R=

300

L2

2740 3740

L2

ophanging trap onderzijde dek

2740 3740

500

A

L1

A

L1

opleggingen aansluiting stalen netkous

5

74

14

R = 60 000

inkassing dek t.b.v. tandoplegging: 4700x450 mm

6 2 013

15

16

Uniek gekromde vormen in prefab beton

6 Langsdoorsnede dek as 14-16 in situ 7 Schaal in prefab variant as 14-16

14

15

horizontale bochtstraal R = 60 000

16

8

R=

800

1034

1:30

2301

2301

15 899

5575

18 200

325

5900

6

Uniek gekromde vormen in prefab beton

De variant prefab is met de variant in situ vergeleken. Bij deze afweging speelden een aantal overwegingen, te weten: uitvoering en uitvoerbaarheid, planning en kosten.

Uitvoering en uitvoerbaarheid – De bouwplaats is voldoende ruim en goed toegankelijk. Ook zijn er geen beperkingen in de zin van volledige afsluitingen van wegen, geluidshinder en trillingen. Daarom zou een in het werk gestort dek goed mogelijk zijn.

– De slappe bodem in combinatie met hoge belastingen en het werken op grote hoogte spreken tegen de in situ variant.

– De grote afmetingen van het dek (in rechtstand ongeveer 7,5 m × 22 m) en het hoge gewicht (ongeveer 330 ton) spreken juist weer voor een in situ dek.

In de prefab-betonvariant zijn de bovenstaande beperkingen opgelost door het toepassen van de genoemde splitsing van het dek in twee schalen. Bovendien is ook het bordes geprefabriceerd. Hierdoor blijven het gewicht en afmetingen zodanig dat transport en inhijsen mogelijk is.

A

L1 3740

L2 2350

3740

beton in het werk gestort

2 prefab schalen 3730

6 2 013

707 167491 25 200 85 24086 210 821

In de variant met prefab beton is ervoor gekozen om de dekelementen over de as van het viaduct in tweeën te delen en met een ‘natte knoop’ in het werk aan elkaar te verbinden. Dit om de afmetingen van de elementen te beperken. Aangezien voor de dekken as 12-14 mallen met binnen- en buitenstralen nodig waren, konden deze mallendelen ook worden gebruikt voor het dek as 14-16. Echter, vanwege de hijscapaciteit in de fabriek is besloten zijn elementgewichten van beide delen van as 14-16 gereduceerd door ze uit te voeren als schalen (fig. 7). Deze schalen hebben een minimale dikte van 200 mm. De verschillende krommingen en clothoïden (specifieke krommen) zijn gemaakt door het toepassen van kleine rechte stukken bekisting. Afgestemd is dat de krommingen van de dwarsdoorsnede (R = 1280 m tot 156 255 m) worden gemaakt door rechte stukken van maximaal 100 mm en de clothoïde in het horizontaal alignement (R = 60 000 m) door rechte stukken van maximaal 1000 mm.

Ten behoeve van de stijfheid zijn verstijvingsribben in dwarsrichting toegepast en zijn de schalen uitgevoerd met extra wapening voor de transport-, montage- en bouwfase (fig. 8).

Na plaatsen van deze schalen worden ze ter plaatse volgestort met beton.

Het prefab bordes aan de zijkant wordt tijdens het volstorten aan het dek bevestigd. Hiervoor is lokaal het prefab dekelement aangepast.

Overwegingen tussen in het werk gestort en prefab

200

storten van beton voor de hand liggend was. In het ontwerp is hier dan ook voor gekozen. Aanvankelijk wilde de betonleverancier de dekken en kolomtafels as 8-14 in prefab beton uitvoeren, zonder het dek as 14-16. Op uitdrukkelijk verzoek van de onderaannemer is gezocht naar oplossingen om ook dit dek in prefab beton te kunnen uitvoeren. Naast economische mogelijkheden voor prefab zijn er ook beperkingen waar rekening mee moet worden gehouden zoals transport en elementgewichten. Dit laatste met betrekking tot de hijscapaciteit in de fabriek, tasveld en op locatie.

20 924 7480

1416

931

459 7

75

8 Langsdoorsnede dek as 14-16 prefab variant 9 Aansluiting van de netkous op het dek 10 Visualisatie dek as 14-16 met aansluiting trap

14

15

16

18 200

5900 325

21 675

2100

verstijving met hijsvoorziening

550 450

3

2

1 3850

4000

250

tijdelijke ondersteuning

5

4

4000

4000

6 sparing t.b.v. kolom 4125

450

20 275

700

21 225

8

Planning

ontstane bouwwijze niet maatgevend is voor de snedekrachten in het dek. Extra verstijvingsribben in prefab dragen bij aan de sterkte en lichtere ondersteuning.

– De bekisting van beide varianten is niet gelijk. In prefab wordt met enkele aanpassingen gebruikgemaakt van maldelen van de dekken as 12-14. Indien dek as 14-16 in situ wordt gestort, zou daarvoor een extra nieuwe mal voor het geheel moeten worden gemaakt.

– De kosten van transport van de prefab onderdelen zijn hoog.

– De prefab-betonvariant vraagt extra engineering en detaillering in de transport-, montage- en bouwfasen en in de eindfase.

– Voor het hijsen en transport van de prefab onderdelen, de bouwfasen, de koppeling van de prefab onderdelen en de lokale ondersteuning ter plaatse van de verstijvingsribben, zijn extra wapening en dure koppelingen nodig.

De bouwtijd bedraagt ongeveer twee jaar, van april 2012 t.m. april 2014. Dit zou ruim voldoende moeten zijn om de aanbrug in situ te realiseren. Ook vanuit de opdrachtgever is er géén specifieke eis gesteld om snel te bouwen. Wel is het zo dat het gedeelte tussen as 14-16 begin augustus 2013 gereed moest zijn in verband met het inrijden van de netkous en de bevestiging ervan aan het betonnen dek ter plaatse van as 16.

Kosten Tussen de prefab variant en de in situ variant bestaat een verschil in kosten: – De ondersteuningsconstructie van de prefab variant kan lichter en dus goedkoper worden uitgevoerd, indien de

Keuze prefab versus in situ Uit bovenstaande blijkt dat niet altijd vanwege tijdsdruk, slechte toegankelijkheid uitvoeringslocatie en beperkt bouwterrein voor een variant in prefab wordt gekozen.

De redenen om voor de prefab beton dan wel de in situ variant te kiezen voor de viaductconstructie van De Groene Verbinding, zijn voor de ontwerpende partij anders dan voor de aannemer. Voor de aannemer wordt de keuze vooral gedomineerd door het beschikbare materieel, capaciteit van de fabriek en eigen (ontwerp)keuzen. Voor de ontwerpende partij wordt de keuze meer bepaald door (de constructieve haalbaarheid van) het ontwerp. Uit de vergelijking van de twee varianten blijkt dat ze beide constructief haalbaar zijn. De voorkeur van de aannemer voor een prefab variant heeft uiteindelijk de doorslag gegeven.

9

76

6 2 013

Uniek gekromde vormen in prefab beton

10

● pROJECTGEGEVENS

project De Groene Verbinding

Detailleringen

opdrachtgever Stadsregio Rotterdam

Van enkele specifieke aspecten van dek as 14-16 wordt hieronder toegelicht hoe dit in de prefab variant is meegenomen.

architect Marc Verheijen aannemer Van der Horst Holding directievoering Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam

Tandoplegging

engineering Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam

Achter de tandoplegging moet vanwege de grote dwars- en ophangkrachten veel wapening worden toegepast. De wapening ligt in vele lagen en dicht op elkaar waardoor een goede uitvoering en samenstelling van beton een vereiste is. In de prefab variant is vanwege de grote hoeveelheid wapening en de oplegging op de kolomtafel dit deel van het dek over de volledige hoogte geprefabriceerd. Op deze manier kon een goede uitvoering van de wapeningskorf en een goede betonkwaliteit worden gegarandeerd.

engineering prefab beton Ingenieursbureau LukassenBrokking onderaannemer beton Van der Made onderaannemer prefab beton Romein Beton aanneemsom € 9 211 000,bouwtijd april 2012 – april 2014 (oplevering 1 mei 2014) impressie Groene Verbinding www.youtube.com/ watch?v=VKmJHmC201k

Aansluiting netkous De aansluiting van de netkous op het dek gebeurt met twee opleggingen die zijn meegestort in de prefab-betonconstructie.

Hiervoor zijn doorvoerbuizen voor de verankering opgenomen in het dek. Voor deze voorzieningen is meer constructiehoogte nodig dan beschikbaar is in de standaarddwarsdoorsnede. De architect heeft hiervoor een oplossing aangedragen door ter plaatse van de twee bevestigingspunten het dek aan de onderzijde lokaal te verdikken en deze verdikking over een bepaalde lengte ‘weg te laten zinken’ in het dek (foto 9).

De functie van de opleggingen is het opnemen van belastingen en verschilverplaatsingen in zowel langs- als dwarsrichting.

Deze opleggingen worden spanningsvrij gemonteerd en nemen zowel trek- als drukkrachten op ten gevolge van variabele belastingen uit de netkous.

Aansluiting en ophanging trap De aansluiting van de stalen trap op het dek vindt plaats door middel van een bordes dat aan de zijkant van het dek wordt gehangen (fig. 10). De gekromde vorm van dit bordes en de

Uniek gekromde vormen in prefab beton

scheluwe bovenzijde van het dek maakt de overgang van het bordes naar het dek extra complex.

Hoewel in het ontwerp een in het werk gestorte variant het uitgangspunt was, is ook het bordes volledig geprefabriceerd.

De aansluiting van het bordes met het dek vindt plaats door middel van uitstekende wapening die wordt doorgezet in de in situ laag van het dek.

De trap is zoals gezegd tevens opgehangen aan de onderzijde van het dek. Deze ophanging wordt gerealiseerd met Willemsankers Ø24 mm die volledig vrij moeten kunnen bewegen. De locatie van deze sparingen en de eventuele aanpassing van de wapening is meegenomen in de prefab-betonschalen.

Tot slot De uitvoerbaarheid van de prefab-betononderdelen is tegengevallen, mede vanwege de geometrie, complexe details en hoeveelheid wapening. De financiële haalbaarheid is hierdoor onder druk komen te staan. Probleemloze uitvoering van de in situ variant was echter ook allerminst zeker. ☒

6 2 013

77

Lancering

Betoniek Vakblad Op dinsdag 15 oktober om 15.00 uur zal op de BetonVakdagen in Gorinchem Betoniek Vakblad officieel gelanceerd worden.

Wilt u hier ook bij zijn?

Meld u dan aan via www.betoniek.nl/lancering.

We zien u graag daar!

!

W U NIE

Betoniek Vakblad wordt een magazine op groot formaat waarin artikelen verschijnen over technologie en uitvoering van beton. Aandacht zal hierin meer uitgaan naar uitvoering van betonconstructies, meer nog dan in de bestaande Betoniek Standaard. U kunt artikelen verwachten over bijvoorbeeld projecten, ontwikkelingen, onderzoek, regelgeving en onderwijs. De artikelen worden geschreven door mensen uit het vak, met verstand van bouwen dus. Ook komt er ruimte voor persoonlijke meningen en visies. Kortom, een veelheid aan informatie die u kan helpen bij het nog beter uitoefenen van uw vak.

Nog geen abonnee?

Probeer Betoniek vrijblijvend uit en sluit via de webshop een proefabonnement af! www.betoniek.nl/shop

partners

Partners van Cement, kennisplatform betonconstructies Cement is een platform van ĂŠn voor constructeurs. Het platform legt kennis vast over construeren met beton, en verspreidt deze onder vakgenoten. Om het belang hiervan te onderstrepen kan een constructiebureau sinds kort kennispartner van Cement worden.

Een partner geniet een aantal voordelen, zoals een flinke korting op het abonnement en een profielpagina op Cementonline. Het partnerschap is voorbehouden aan bedrijven voor wie de kennis daadwerkelijk is bedoeld. Hebt u ook interesse om partner te worden, neem dan contact op met Frank Oudman, f.oudman@BureauVanVliet.com.

BAM Advies & Engineering

IMd Raadgevende Ingenieurs

Bunnik

Rotterdam

www.bamutiliteitsbouw.nl

www.imdbv.nl

aene@bamutiliteitsbouw.nl

imd@imdbv.nl

030 659 89 33

010 201 23 60

Bartels

Apeldoorn, Elst, Eindhoven, Enschede, Leeuwarden, Utrecht,

Pieters Bouwtechniek

Veenendaal

Almere, Amsterdam, Delft, Haarlem, Utrecht, Zwolle

www.bartels.nl

www.pietersbouwtechniek.nl

info@bartels.nl

pbt.haarlem@pieters.net

055 - 368 05 40

023 543 19 99

Hurks delphi engineering

Zonneveld Ingenieurs

Veldhoven

Rotterdam

www.hurks.nl

www.zonneveld.com

info@hurksdelphi-engineering.nl

info@zonneveld.com

040 230 95 95

010 452 88 88

Meer informatie over deze bedrijven en over het partnerschap staat op www.cementonline.nl/partners.

Partners

6  2 013

79

online/service

Deze maand op www.cementonline.nl Online artikelen

Nog geen lid?

Nader kennis maken met Cement? Neem dan Rekenvoorbeelden Eurocode

een abonnement op de nieuwsbrief of

Voorkomen is beter dan genezen

2

bestel een proefnummer in de webshop.

Rekenvoorbeelden Eurocode 2

Een afstudeeronderzoek naar de mogelijkheden van een tweede draagweg op basis van het vervormingsgedrag. Aan

Wilt u niets missen van Cement? Kies dan voor

de hand van het onderzoek is een tool ontwikkeld waarmee

een combinatieabonnement en ontvang acht

snel een tweede draagweg kan worden ontworpen. Dit is

keer per jaar Cement in uw brievenbus én

het vijfde artikel in een serie met bijdragen van prijswinnaars

24 uur per dag toegang tot meer dan 60 jaar

van de ENCI Studieprijs 2012.

waardevolle vak­informatie. Word nú lid en ontvang het

ISBN 978-94-6104-012-1

Cement en Beton 8

P00_Omslag_eurocode.indd

Cement en Beton 8

1

20-08-2010 11:25:18

e-book ‘Rekenvoorbeelden Eurocode 2’ (CB8) cadeau.

Ga naar de webshop op www.cementonline.nl.

Toegang tot alle CUR-Aanbevelingen?

Verder op Cementonline

Binnenkort in Cement

Abonnees van Cementonline kunnen CUR-Aanbevelingen die het

• Een compleet archief met

• Kijk op www.cementonline.nl,

afgelopen jaar zijn verschenen of herzien gratis inzien. Wilt u

Cementartikelen

onder Vakblad,

toegang tot alle CUR-Aanbevelingen dan kunt u hiervoor een

• Het laatste nieuws

voor de thema’s

abonnement op de CUR-Aanbevelingen afsluiten. Voor € 199,-

• Een agenda met activiteiten

van de komende

per jaar ontvangt u toegang tot het complete online archief op

• De laatste vacatures

nummers.

www.CUR-Aanbevelingen.nl. Hier kunt u gemakkelijk alle

• Constructeursgids online

Aanbevelingen doorzoeken op trefwoord of jaartal,

• Cement op Twitter: @CementTweet

downloaden als PDF en

• Cement op LinkedIn

printen. Daarnaast bent u altijd als eerste op de hoogte van

Meest geraadpleegde artikelen september 2013

herziene CUR-Aanbevelingen.

1 Belastingen en belastingcombinaties, Cement 2012/1

Sluit een abonnement af!

2 Interview Jaap Westerman, Cement 2013/5

Scan de QR-code of ga

3 Fundaties windturbines Vlissingen, Cement 2013/5

naar de webshop op

4 Ontwerp sluisdeur in vvUSHB, Cementonline, sep 2013

www.CUR-Aanbevelingen.nl.

5 Wapenen tegen de crisis, Cement 2013/5

COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Æneas, uitgeverij van vakinformatie, in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Cement brengt tevens informatie van de Betonvereniging en van SBRCURNET op betongebied.

Uitgave Æneas, uitgeverij van vakinformatie bv Dr. Van Helvoortstraat 3, 5281 BJ Boxtel T 0411 65 00 85 www.aeneas.nl, mail@aeneas.nl Website www.cementonline.nl

80

Redactie prof.dr.ir. Dick Hordijk (hoofdredacteur), dr.ir. drs. René Braam, ir. Paul Lagendijk, ir. Jacques Linssen, ir. Coen Smets, ir. René Sterken, ing.

Martin van der Vliet, ing. Henk Wapperom Redactieraad ir. André Burger (voorzitter), ir. Jef Apers, ing.

Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Toine van Casteren, ir. Hans Galjaard, dr.ir. Mantijn van Leeuwen, prof.ir. Rob Nijsse, ir. Dirk Jan Peters, ir. Ton Pielkenrood, dr.ir. Frens Pries, ir. Hans Ramler, ing. Jos Rooijakkers, ir. André de Roo, ir. Paul Rijpstra, ing. Dickjan Schaap, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Luc Taerwe, prof.dr.ir. Lucie Vandewalle Uitgever / vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 0411 65 35 84

Eindredactie Redactie & zo, ir. Caroline van der Meulen Productie en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 0411 65 00 86 Advertentieverkoop Bureau Van Vliet B.V. Frank Oudman f.oudman@BureauVanVliet.com, T 023 57 14 745 Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toe­ stemming.

Lezersservice lezersservice@aeneas.nl, T 0411 65 00 85

Abonnementen 2013 Jaarabonnement Cement Jaarabonnement Cementonline Combinatieabonnement (vakblad + online)

€ 159,€ 144,€ 247,-

Voor meer abonnementsvormen kijk op www.cementonline.nl of mail naar lezersservice@aeneas.nl.

Alle prijzen zijn exclusief btw. Buiten Neder­ land geldt een toeslag voor extra porto.

Abonnementen lopen per jaar en kunnen elk gewenst moment ingaan. Opzeggen moet altijd schriftelijk gebeuren, uiterlijk twee maanden voor vervaldatum.

Ontwerp Twin Media bv, Rimke Bartels, Culemborg Vormgeving Twin Media bv, Kristel Guit, Culemborg

6 2 013

Voorwaarden Cement wordt tevens elektronisch opgeslagen en geëxploiteerd. Alle auteurs van tekstbijdragen in de vorm van artikelen of ingezonden brieven en/of makers van beeldmateriaal worden geacht daarvan op de hoogte te zijn en daarmee in te stemmen, e.e.a. overeenkomstig de publicatie- en/of inkoopvoorwaarden. Deze liggen bij de redactie ter inzage en zijn op te vragen.

ISSN 0008-8811

Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave.

Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald.

Belanghebbenden kunnen contact opnemen met de uitgever.

Online/Servicepagina

“Structural Anchoring Systems” voor

Gevel Renovatie

van Natuursteen- (Marmer & Graniet) , Beton- en Keramiekgevels

Uniek Gevelrenovatiesysteem

VD-I Fasade is een roestvrijstalen verankeringssysteem voor het vervangen van conventionele, vaak verroeste, gevelverankeringen.

Renovatie zonder demontage van de gevelplaten Nagenoeg onzichtbare montage

De in de gevelplaat geboorde gaten worden afgesloten met een schijf van de geboorde kern. De afdichting van het boorgat resulteert in een praktisch onzichtbare afsluiting.

Standaard M12 - M16 - M20

NIEUW!

MEER INFO: 0168 - 33 12 40

Munterij 8, 4762 AH Zevenbergen ■ Postbus 17, 4760 AA Zevenbergen ■ T 0168 - 33 12 400 ■ E info@bbtec.nl

BBTEC_FASSADE_HiRes.indd 1

■

www.bbtectools.com

12-08-13 08:44

6 2 01 3

Foto: Ben Vulkers

str uc tie s va kb lad ov er be to nc on

Foto: Hering-Bau

vakblad over betonconstructies

ROC Mondriaan, Den Haag Gevelelementen in schoonbeton met Dyckerhoff witcement Omlegging Zuid-Willemsvaart

65 jaar ent Cem

6 2 013

Dyckerhoff WEISS – de estheet onder de cementen www.dyckerhoff-weiss.de www.dyckerhoff.nl

ent Cem

Omlegging Zuid-Willemsvaart