themaVliegend viaduct6 201532themaVliegend viaductTen noorden van Maastricht, bij het knooppunt Kruisdonk, komen de A2 en de A79samen. Als onderdeel van het project A2 Maastricht wordt een nieuwe vertakkinggerealiseerd tussen deze twee rijkswegen. Daartoe is op een tijdelijke locatie eennieuwe fly-over gebouwd, die vervolgens naast het bestaande viaduct is ingereden. Zowerd de verkeershinder tot een minimum gereduceerd.1Viaduct knooppunt Kruisdonk in de A2 ingeredenVliegend viaduct 6 2015 33Uitgangspunten ontwerpIedere ontwerpfase in het project A2 Maastricht is gestart meteen set eisen. Aan het begin van de aanbestedingsfase betrof ditde eisen uit de vraagspecificatie van de opdrachtgever. Iedereverdere ontwerpfase werd afgesloten met eisen die een aanvul-ling vormde op de eisen waarmee de betreffende fase is gestart.Belangrijke ontwerpeisen waren dat het kunstwerk moestworden ingepast in het bestaande knooppunt Kruisdonk. Zomoest de vormgeving gelijk zijn. Ook moest het onderhoudvan het kunstwerk passend zijn binnen de onderhoudsprinci-pes van RWS. Aanvullend voor dit project zijn ook eisengesteld voor tijdens de realisatie. Een wezenlijke eis was om hetbestaande verkeer zo min mogelijk te hinderen.Na de gunning is het aanbiedingsontwerp opnieuw beschouwden in het wegenmodel ingepast. Het belangrijkste aandachts-punt was de constructiehoogte van het kunstwerk in relatie tothet hoogteverschil tussen de wegassen van de A2 en de A79.Dit heeft geleid tot een aantal aanpassingen:- Er zijn twee tussensteunen toegevoegd om de overspanningenvan 50 m te verkleinen tot circa 31 m en daarmee deconstructiehoogte te beperken.- De landhoofden zijn gewijzigd in economisch meer voorde-lige hooggelegen landhoofden.- De breedte van het kunstwerk is aangepast aan de rijstrook-breedten uit het MX-model (digitaal model waarin de wegas-sen worden ontworpen) en hierdoor 0,40 m toegenomen. Ditin verband met de zichtlengte en de bochtverbreding.Onderzochte alternatievenIn de DO-fase van het ontwerp zijn vier varianten van hetkunstwerk beschouwd. Deze variantenstudie heeft geresulteerdin een trade-off-matrix waarin alle eisen en keuzemogelijkhedentegen elkaar zijn afgewogen.- Variant 1: in het werk gestorte voorgespannen kokerbrug- Variant 2: in het werk gestorte voorgespannen plaatbrug- Variant 3: geprefabriceerde railliggers met in het werkgestorte integrale dwarsliggers- Variant 4: tunnelvariant met een in het werk gestort, voorgespan-nen brugdek en laaggelegen landhoofden, parallel aan de A79.Uit de trade-off-matrix is de eerste variant gekozen als besteontwerp en verder uitgewerkt naar het definitieve ontwerp.Daarbij waren kosten, risico en uitvoerbaarheid bepalend. Ookhet feit dat de vormgeving overeen moest komen met hetnaastliggende brugdek speelde een belangrijke rol.Keuze voor inrijdenParallel aan het ontwerptraject bepaalde de werkvoorbereidingde uitvoeringswijze. De variant met een in het werk gestortebrug was mogelijk, doordat het oorspronkelijke faseringsplanhet mogelijk maakte het verkeer om het te bouwen viaductheen te leiden. Het baanvak Maastricht-Heerlen zou immers alv??r de realisatie van het kunstwerk ten oosten van hetbestaande viaduct worden aangelegd. Dankzij de omleidingkon bouwruimte worden gecre?erd om het kunstwerk oplocatie in het werk te kunnen storten.Om de omleiding van het baanvak Maastricht-Heerlen op tijdte realiseren, was het echter nodig tijdig de benodigde percelente onteigenen. Dat zou de opdrachtgever veel geld gaan kosten.Berry RamaekersAvenue21 De nieuwe fly-over in de A2, ten noorden van Maastrichtfoto: Aron Nijs Fotografie, A2 MaastrichtKunstwerken vertakkingDankzij de nieuwe vertakking tussen de A2 en de A79 wordt hetmogelijk om, komende vanuit Eindhoven, af te slaan richtingHeerlen en Valkenburg en andersom. De vertakking maakt deeluit van de ontsluiting van en naar de tunnel en een nieuweontsluiting van het bedrijventerrein Beatrixhaven. Onderdeelvan de reconstructie van de nieuwe vertakking zijn de volgendekunstwerken.1. Verbreding bestaand viaduct bij kruising Kruisdonk: verbre-ding van het bestaande kunstwerk is noodzakelijk om uitvoegervanuit de A2 naar de ontsluitingsweg Beatrixhaven te kunnenmaken.2. Geluidsscherm bij Amby: geluidsscherm is noodzakelijk om degeluidsoverlast in de wijk Amby te reduceren als gevolg van denieuwe vertakking Kruisdonk.3. Geluidsscherm bij (Rothem) Kruisdonk: geluidsscherm is eennoodzakelijke verlenging van het bestaande geluidsscherm alsgevolg van de nieuwe vertakking Kruisdonk.4. Fly-over kruising A2/A79 Kruisdonk: behandeld in dit artikel.5. Twee viaducten in de A2 die de ontsluiting van Beatrixhavenmogelijk maken.6. Uitbreiding bestaande viaduct Ambyerweg met nieuwe fiets-brug: huidig viaduct maakt het onmogelijk om in verband metcapaciteitsuitbreiding het fietsverkeer af te wikkelen, hierdoor iseen uitbreiding in de vorm van een losse fietsbrug noodzakelijk.432165richtingEindhovenrichtingHeerlenthemaVliegend viaduct6 201534be?indiging leuningconform standaarddetails+ 45,000verkanting dekFiguur 4: doorsnede F:Onderschrift en schaal weglatenTeksten overnemen maar waar nodig punten wijzigen in komma's en bij getallen van 5 of meer cijfers een spatie toevoegen.Driehoeken met 2 weglatenGrote pijlen en bijbehorende tekst aan weerskanten ook weglaten15 0507525 752514 650200 20015 09010 6002675900 900 900 550550550 900 2675170 1703030 204520454242502321600160025068250400200040012001500588400400+54,727*+54,942* +55,163*1:251:154%250?150?150C1B1A1spanningsbuizengemaatvoerdvanaf deze lijnspanningsbuizengemaatvoerdvanaf deze lijnspanningsbuizengemaatvoerdvanaf deze lijnC1B1A1spanningsbuizengemaatvoerdvanaf deze lijn2 Zijaanzicht van het viaduct3 Principe doorsnede kokerliggerdek in midden veld4 Verloop spanningsbuizen t.b.v. spankabelsDaarom is het consortium gaan kijken naar een alternatieveuitvoeringsmethodiek. Gezamenlijk is besloten het brugdek opeen tijdelijke locatie naast de A2 te bouwen en met SPMT's(Self Propelled Modular Trailers) in te rijden naar de defini-tieve locatie. Hierdoor werd het verkeer maar ??n weekendgehinderd tijdens de realisatie van het viaduct en het gaf deopdrachtgever meer tijd om de percelen te onteigenen die voorhet project nodig waren. Door deze bouwwijze kreeg het kunst-werk al snel de naam `vliegend viaduct'.Het kunstwerkHet viaduct heeft een totale lengte van 120 m, bestaat uit drieoverspanningen (32,5 m, 55,1 m en 32,5 m) en is voorzien van23421Vliegend viaduct 6 2015 35randelement + leuningbe?indiging recht hekwerkgewapende grond +schanskorfgestabiliseerdegrond + gras5 Tussensteunpunt6 Plattegrond zeshoekige poerconstructie; ter plaatse van de steunpunten liggen de kabelsbovenin de wanden, in de randvelden en in het middenveldliggen de kabels onderin de wanden. In de berekening is alsuitgangspunt aangehouden dat de voorspanning vanaf tweezijden wordt aangebracht. Dit is gedaan om de voorspanverlie-zen door wrijving zo veel mogelijk te beperken.In dwarsrichting is het dek voorgespannen in de bovenflensen in de twee dwarsdragers boven de tussensteunpunten. Inde bovenflens zijn om de 0,6 m h.o.h. zeven strengen ?15,7aangebracht. In de dwarsdragers zijn 2x 12 kabels met elkvijftien strengen ?15,7 aangebracht.LandhoofdenVoor de oplegging van de uiteinden van het viaduct wordenhooggelegen landhoofden toegepast. Deze oplossing was finan-cieel het meest aantrekkelijk en er waren geen redenen eenlaaggefundeerd landhoofd toe te passen. De landhoofdenbestaan uit een in het werk gestorte poer op funderingspalen.voorspanning in langs- en dwarsrichting. De vorm werdbepaald door het reeds bestaande viaduct, dat was uitgevoerdals kokerdek. Het nieuwe brugdek bestaat uit een in het werkgestorte tweecellige kokerbrug (fig. 3). De inwendige breedtevan de cellen bedraagt 4,47 m. Gecombineerd met drie wandenvan elk 0,55 m breed bedraagt de breedte van de kokers 10,60 m.Aan de bovenzijde van de kokers worden twee uitkragingenaangebracht van elk 2,24 m breed. De totale breedte van hetbrugdek komt hiermee op 15,09 m.De inwendige hoogte van de cellen bedraagt 1,5 m. De boven-en onderflens hebben beide een dikte van 0,25 m, welkeoploopt naar 0,40 m nabij de aansluitingen met de wanden. Detotale hoogte bedraagt 2 m.Het brugdek is voorgespannen met nagerekt staal. Hiervoorzijn in totaal achttien kabels aangebracht met elk 27 strengen?15,7. De kabels zijn aangebracht in de wanden van de koker-brug. Per wand zijn zes kabels toegepast. Deze hebben eengebogen verloop (fig. 4) en volgen de momentenlijn in de5 63 4Vliegend viaduct6 201536thema7 Steunpunten in de stalen ondersteuning8 Tijdelijke stalen ondersteuning op de voorbouwlocatieTussensteunpuntenDe twee tussensteunpunten bestaan uit een zeshoekige poerwaarop een enkele kolom is aangebracht (fig. 5 en 6). De zijdenvan de poer zijn elk 3,50 m lang en de poer wordt gefundeerdop palen. Vanwege de grootte van de belasting en de beperkteoppervlakte van de poer, wordt gekozen voor in de grondgevormde palen met een grote diameter (?800). Vanwege degrote diameter worden de palen te lood aangebracht. De hori-zontale belasting wordt opgevangen via de palen onder hetlandhoofd. De kolom heeft een diameter van 2,50 m. Dezediameter is gelijk aan die van de kolommen onder hetbestaande kunstwerk. Op elke kolom worden twee oplegblok-ken aangebracht met een diameter van 1,0 m.Fundatie en staalconstructieOp de voorbouwlocatie, waar het viaductdek meteen op dejuiste hoogte werd gebouwd, is een tijdelijke stalen ondersteu-ning gerealiseerd (foto 7). Deze was gefundeerd op 66 mortel-schroefpalen met een diameter van ?600 mm. De stalenondersteuning bestond uit twaalf steunpunten. Van deze twaalfsteunpunten werden er vier (cijferassen, fig. 9) gezien als beno-digd om het dek te kunnen dragen. De overige acht (letteras-sen, fig. 9) waren noodzakelijk om de ondersteuning te dragenvoor de bekisting en de stortfase van het dek. Na het aanbren-gen van de voorspanning in het dek is de ondersteuningverwijderd, op de vier steunpunten na die het dek moestendragen (foto 8). Hierdoor konden de SPMT's onder het dekhun positie innemen, om vervolgens het dek op te tillen en teverplaatsen (foto 12).Op constructief vlak is zorgvuldig bekeken hoeveel en waar deSPMT's onder het dek moesten komen te staan. Uiteindelijkzijn er op zes locaties SPMT's opgesteld (fig. 10 en 11). Eenhydraulisch hefsysteem zorgde ervoor dat het gewicht van hetdek (ca. 3500 ton) werd verdeeld over de SPMT's, die via dewielen/banden een druk uitoefenden op de ondergrond. Dezedruk verdeeld over het aantal banden is gecontroleerd aan hetdraagvermogen van de ondergrond. Het aantal banden heeftvervolgens de afmetingen van de SPMT's bepaald.Risico's verplaatsing brugdekEen intensieve voorbereiding is voorafgegaan aan het verplaat-sen van het dek: werkvoorbereiding, leverancier van de SPMT'sen de ontwerpafdeling hebben veelvuldig overleg gevoerd omalle risico's in beeld te krijgen en de beheersmaatregelen hebbengeleid tot een integraal draaiboek voor het betreffende inrijd-weekend. De risico's die integraal in beeld zijn gekomen,bestonden hoofdzakelijk uit de volgende vijf items.De poer is aan de voorzijde 10,60 m breed en aan de achterzijde15,25 m. De dikte van de poer bedraagt 1,20 m. Op de poer wordteen wand gestort. Deze wand is 0,60 m dik en is bedoeld om degrond achter het landhoofd op te sluiten. Plaatselijk wordt dewand verbreed tot 0,90 m, waarop de stootplaten worden aange-bracht. De vleugelwanden zijn 0,40 m dik en steken 2,0 m uitachter de landhoofden. De fundatie van het landhoofd is voorzienvan twintig in de grond gevormde palen met een diameter van?600. Bijzondere aan de fundatie is dat de palen zijn aangebrachtnadat er gewapende grond is aangebracht. Normaal gesprokenwordt bij hooggefundeerde landhoofden een talud 2:3 toegepast.Omdat er bouwverkeer mogelijk moest zijn naar en vlak naast hetlandhoofd en omdat de SPMT's vlak langs de verticale wandenvan de gewapende grond moesten rijden om het dek te verplaat-sen, was hier geen ruimte voor het talud. Daarom is een verticalewand gecre?erd met gewapende grond.78Vliegend viaduct 6 2015 3732 50010 7009350 12 450 12 450 10 702 8797 10 70255 10012 450 12 450 10 70032 5009350c.l. overspanning 3 - 4c.l. overspanning 1 - 2c.l. overspanning 1 - 2peilmaten zijn b.k. bekisting, deze op het werk controleren!per overspanning is de tooglaat (35+ doorbuiging max. i.h. midden 8 mm)9 Langsdoorsnede ondersteuning10, 11 Opstelling SPMT'sWegvallen draadloze verbindingHet wegvallen van de draadloze verbinding tijdens monitorenvan de vervormingen bij het inrijden, vormde het vierde risico.Van zeer groot belang tijdens het verplaatsen van het dek washet continu verkrijgen van de meetresultaten. Met deze inzich-ten kon worden bijgestuurd zodat de vervormingen binnen debepaalde grenswaarden zouden blijven. Er werd voorzien ineen back-upverbinding. Die bleek ook noodzakelijk te zijn,omdat de verbinding werd verstoord vanwege veelvuldiggebruik van de webcam. Deze maakte het mogelijk om onlinemee te kijken.Afwijkend gewichtEerste risico was dat het gewicht van het dek afwijkt van wat alsuitgangspunt werd aangehouden bij de diverse beschouwingen.Resultaat van een onjuist gewicht zou resulteren in het onjuistpositioneren van de SPMT's met alle gevolgen van dien. Om ditrisico te beheersen, zijn er rekenkundige simulaties gedraaidmet daarin variaties meegenomen in het gewicht.Draagkracht inrijdterpenEen tweede risico was dat de draagkracht van de tijdelijkeinrijdterpen, die speciaal waren aangebracht in het inrijd-weekend, onvoldoende zou zijn. De inrijdterpen waren nood-zakelijk om ervoor te zorgen dat de SPMT's horizontaal hetdek naar de definitieve plek konden verplaatsen. Het mogelijkverzakken of vervormen van de terpen zou ongewenstevervormingen in het dek kunnen veroorzaken. Beheersmaat-regelen zijn keuringen en verdichtingsvoorschriften die in deplannen zijn opgenomen.Afwijkende afmetingenAls derde belangrijk risico werd gezien dat de afmetingen vanhet dek zouden afwijken met de locaties van de definitievesteunpunten, waardoor het dek niet zou passen. Om dit risicote vermijden, zijn tussentijds controlemetingen door onafhan-kelijke instanties uitgeoefend ter voorkoming van maatvoe-ringsfouten.910115000 500021 0004200816012 lines van 1400 = 16 80020 5732900688512 00040 20040?9100 2900 543517 665290012 00043676885 20 5735435 2900 17 665 2900 91003514 Te2 4290043 0843122 0001A B CA B CVliegend viaduct6 201538thema12 SPMT's hebben brugdek opgetild en naardefinitieve locatie verplaatstvan belang een juiste analyse en inschatting te maken van hetgewicht van het zwaartepunt en de elasticiteit van het brugdek.Intensief overleg en vele rekenkundige analyses hebben uitein-delijk geleid tot een betrouwbare voorspelling van het vervor-mingsgedrag van het dek.Het monitoren van de vervormingen werd onderverdeeld in devolgende fasen:- Installatie en testen;- Nulmeting;- Optillen van het viaduct;- Controlemeting in de periode tussen het optillen en hettransport;- Transport van het viaduct;- Plaatsen van het viaduct.Vanuit de constructieve beschouwingen zijn grens-, interventie-en signaalwaarden opgesteld. Deze waarden zijn gedefinieerd tenopzichte van virtuele meetpunten, die automatisch werdenbewaakt. Hiermee werden de torsie per veld, de vervormingen indwarsrichting per steunpunt en de vervorming in langsrichtingper veld gemonitord (tabel 1 t.m. 4). Het monitoren werd gedaanmet een meetsysteem (total station met een nauwkeurigheid van0,5 hoekseconde met een meetfrequentie van 9 sec./meetpunt).VerplaatsenHet moment van verplaatsen was zaterdag 27 oktober 2012. Devrijdag ervoor is het dek opgetild en werden de eerste meetre-sultaten geanalyseerd. Deze resultaten bleven binnen de voorafgestelde waarden. Zaterdag werd het dek over een afstand van50 m verplaatst. Dit kon rekenen op grote belangstelling van delokale omgeving en pers. Na het opruimen van het terrein enhet terugbrengen van de oorspronkelijke staat van de A79, konmaandag het verkeer onder het nieuwe viaduct doorrijden. VervormingenHet vijfde risico was dat de vervormingen van het dek buiten detoleranties zouden vallen. Het continu monitoren van het vervor-mingsgedrag van het dek is als beheersmaatregel getroffen.MonitorenHet monitoren van de vervormingen was een zeer belangrijkaandachtspunt tijdens het optillen, verplaatsen en neerlatenvan het brugdek op de definitieve opleggingen. Om een juisteinschatting te kunnen maken van het vervormingsgedrag, wasTabel 1 Definitie grens-, interventie- en signaalwaardenwaarden beschrijvinggrenswaarde grenswaarde is de meetwaarde als een bepaaldrisico/mechanisme zich voordoetinterventiewaarde interventiewaarde is meetwaarde die corrigerendemaatregelen activeertsignaalwaarde signaalwaarde is de meetwaarde die een alarm ofeen preventieve maatregel activeertTabel 2 Waarden torsie (t.o.v. nulmeting)waarden tijdens vijzelen [mm] tijdens rijden [mm]grenswaarde 5 10interventiewaarde 4 8signaalwaarde 3 6Tabel 3 Waarden dwarsrichting (t.o.v. nulmeting)waarden tijdens hele operatie [mm]grenswaarde 4interventiewaarde 3signaalwaarde 2Tabel 4 Waarden Lengterichtingwaarden sensor L1 en L4 [mm] sensor L2 en L3 [mm]grenswaarde +112,5/-60 +37,5,5/-20interventiewaarde +93,75/-45 +31,25/-15signaalwaarde +75/-30 +25/-1012