Ontwerp KW511

themaOntwerp KW5116201152themaOntwerp KW511Naast het ruim 3,3 km lange kunstwerk 520 maken tien `middelgrote' kunstwerken deel uit vande Westrandweg. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen de 900-serie (nieuwe kunstwerken paral-lel aan de bestaande kunstwerken nabij Knooppunt Raasdorp) en de 500-serie (op zichzelfstaande kunstwerken). Kunstwerk 511 is de grootste van deze kunstwerken en vormt tevens descheve kruising met de Ringvaart Haarlemmermeer. Omdat er geen ondersteuningen in de Ring-vaart konden worden geplaatst, was een grote overspanning noodzakelijk.62 m: Nieuw record in overspanninggers te bepalen. Hierbij is uitvoerig aandacht besteed aan dehoeveelheid wapening/voorspanning en de afmetingen van deverschillende onderdelen van de onderbouw, het dek en speci-fiek de stalen liggers. Uiteindelijk is gebleken dat binnen devoorgeschreven varianten de variant met ter plaatse gestortebetonnen plaatligger de voorkeur verdiende.Doordat een variant met geprefabriceerde liggers in devraagspecificatie was uitgesloten, was dit kunstwerk 511 na detenderfase het enige viaduct van de Westrandweg dat niet opdie wijze zou worden uitgevoerd. Na de aanbesteding is echter,in overleg met de opdrachtgever, besloten van de voornoemdevarianten af te wijken en een geometrie te kiezen die overeen-komt met de overige kunstwerken van de Westrandweg. Eenvan de redenen hiervoor was dat Spanbeton, als leverancier vande prefab liggers, in staat bleek de grote overspanning over deVormgevingsprocesVan de vier oorspronkelijke varianten zijn er in de tenderfase drievoorgeschreven. De verschillen tussen de mogelijke variantenbetroffen niet alleen het type bovenbouw, maar ook het aantalondersteuningen:? Variant 1: rijdek uitgevoerd als ter plaatse gestorte betonnenplaatligger met overspanningen vari?rend van 35 tot 60 m.? Variant 2: rijdek met staal-betonconstructie als hoofdover-spanning, met overspanningen van 25, 75 en 40 m, enaanbruggen van ter plaatse gestorte betonnen plaatliggersmet overspanningen van circa 40 m.? Variant 3: rijdek met stalen boogconstructie als hoofdover-spanning van 75 m en ter plaatse gestorte betonnen plaatliggerals aanbrug met overspanningen vari?rend van 25 tot 40 m.In de tenderfase is per variant een globaal ontwerp gemaaktmet als doel de hoofdafmetingen en de belangrijkste kostendra-Ontwerp KW511 62011 53ca. 30500 1:40 1:40 1:40 1:40 as WRWas WRW25 x 1180SKK185020 x 14802x SKK1600 + 18x ZIPXL1600ca. 30500 1:40 1:40 1:40 1:40 as WRWas WRW25 x 1180SKK185020 x 14802x SKK1600 + 18x ZIPXL16001 Omdat er geen ondersteu-ningen in de Ringvaartkonden worden geplaatst,was een grote overspan-ning noodzakelijk2 Dwarsdoorsnede t.p.v. deoverspanning Ringvaart (a)en t.p.v. de overige over-spanningen (b)Ringvaart in geprefabriceerde liggers uit te voeren. Een anderereden was dat, vergeleken met de bouw van een ter plaatsegestort rijdek, een rijdek met geprefabriceerde liggers veelminder impact op de omgeving had.De grootste overspanning over de Ringvaart bedraagt circa62 m. De overige overspanningen vari?ren van 30 tot 45 m.SteunpuntenVanwege de voorgeschreven vormgeving van de pijlerbalken isgekozen voor het toepassen van hoedliggers. Deze hoedliggersworden ondersteund door vijf kolommen ?2 m. Het bijzon-dere van deze steunpunten is de kruisingshoek met de boven-bouw van circa 45?. De kolommen worden vervolgens weerondersteund door een pijlersloof gefundeerd op palen.De steunpunten aan weerszijden van de Ringvaart wordenongelijkmatig belast door de ongelijke overspanningslengte.Het steunpunt aan de westzijde van de Ringvaart is het meestin onbalans. De korte overspanning bedraagt 30 m en de langeoverspanning bedraagt 62 m. Voor de fundering van het steun-punt is het wenselijk dat deze onder permanente belastinggelijkmatig wordt belast. De meest logische methode hiervooris het excentrisch plaatsen van de hoedligger op de kolommen.Vanuit de vormgeving was het wenselijk kolommen centrischonder de pijlerbalken te plaatsen. Om de paalfundering zoveelmogelijk gelijkmatig te belasten, zijn de pijlersloven (ondermaaiveld) excentrisch onder de kolommen geplaatst.Stabiliteit steunpuntenDe steunpunten zijn vanuit vormgevingseisen slank ontwor-pen. Dit had vooral gevolgen voor de bouwfase. De liggers vande grote overspanning over de Ringvaart werden als eerstegemonteerd omwille van uitvoering en positie van de kranen.Hierdoor ontstond er voor zowel de steunpunten als de opleg-gingen een uitdagende situatie.Zonder aanvullende maatregelen zouden de steunpunten doorde eenzijdige belasting vanuit het dek ter hoogte van de opleg-blokken circa 30 mm gaan vervormen. Deze vervorming zouniet met de oplegblokken kunnen worden opgenomen. Naveelvuldige afstemming met de uitvoering leek het `wiggen' vande liggers de beste oplossing. Door de schuine kruisingshoekvan 45? was dat meteen ook een uitdaging. De uiteindelijkewigconstructie is als volgt opgebouwd:? Op de pijlerbalk is een stalen voetplaat met ankers gemon-teerd.? Aan de geprefabriceerde liggers is een betonnen aanslagnokgestort.1ir. Kees QuartelSpanbetoning. Marcel Janssen MSEngOntwerpcombinatie RoyalHaskoning ? Witteveen+Bos2a2bOntwerp KW5116201154themade Spanbetonfabriek te Koudekerk aan den Rijn te produceren,kon nu ook worden geprofiteerd van de verzwaring van de hijs-middelen en van de logistieke faciliteiten voor de lange SKK-liggers. De toename van de overspanning vertaalde zich in eenvergroting van de balkhoogte van 1,80 naar 1,85 m. De theore-tische overspanning werd uiteindelijk 60,35 m. De totale brutobalklengte werd door de schuine balkeinden zo totaal 61,75 m.en het balkgewicht nam toe tot 160 ton.De twee afgeschuinde randliggers waren bij deze afmetingenvolledig uitgenut . Er kon geen voorspanstreng meer bij,ondanks het feit dat de liggers in betonsterkteklasse C70/85werden uitgevoerd.De lengte van 61,75 m is een Nederlands record. Nooit eerderwerden liggers van deze lengte in een betonfabriek vervaardigd.De 25 SKK-1850-liggers worden tot een brugdek samengestelddoor de 300 mm hoge en circa 80 mm brede voegruimtentussen de bovenzijden van de liggers in langsrichting te vullenmet mortel. Dwarsvoorspanning bestaande uit kabels van9 strengen om de 1200 mm in lengterichting verzorgen deconstructieve samenhang.De overige zes overspanningen van dit kunstwerk zijn aanzien-lijk korter. Aan de westzijde zijn twee overspanningen van circa30 m. Aan de oostzijde zijn vier overspanningen met een maxi-male lengte van 45 m. De dekconstructie kon daardoor wordensamengesteld uit railbalken in combinatie met SKK-koker-/randliggers, beide 1600 mm hoog. Een gewapende in-siturijvloer van 230 mm dikte zorgt voor de constructieve samen-hang. De totale constructiehoogte van deze dekken is dan gelijkaan de constructiehoogte van de grote overspanning: 1850 mm.Nieuw is de toepassing van de ZIPXL ligger, een railbalk meteen onderflensbreedte van 1480 mm in plaats van de oudestandaardbreedte van 1280 mm. Deze innovatie bewijst zich inefficiency: minder liggers, minder logistieke acties.? Direct na het plaatsen van de te wiggen ligger is een stalenbalk gelast aan de stalen voetplaat, dusdanig dat de kopplaattegen de aanslagnok ligt.Door het plaatsen van de `korte' overspanning wordt dewigconstructie deels ontlast. De wigconstructie is toegepast bij9 van de 25 liggers.DekBij het eerste ontwerp van de prefab oplossing voor KW511was de hoofdoverspanning over de Ringvaart, gemeten van astot as, 60 m. Dankzij de toepassing van pijlerbalken in de vormvan een hoedligger kon de balklengte worden beperkt tot circa56,5 m. Met een SKK-kokerligger van 1,80 m hoogte en 1,18 mbreedte zou de theoretische liggeroverspanning van 56 m nethaalbaar zijn en kon ook aan de gewichtseis van maximaal 140ton worden voldaan. Er waren dan 25 SKK-1800-liggers beno-digd voor dit brugdek van 30 m breedte.Omdat de bovenzijde van de SKK-ligger tevens het rijdekvormt waarop alleen nog het asfalt moet worden aangebracht,is het brugdek dan ook 1,80 m dik.Een extra uitdaging vormden de randbalken. De vormgevings-eisen schreven, net als bij de andere kunstwerken, een hoekaf-schuining voor onder 45?. Hierdoor zou een belangrijk deelvan de doorsnede aan onderzijde van de ligger moeten wordenopgeofferd. In overleg werd de afschuining `beperkt' tot eenhoek van 600 bij 600 mm.Het waterschap bleek bij verdere uitwerking strenge eisen testellen aan de positie van de pijlers. Deze moesten buiten deoevers blijven waardoor de overspanning van 60 m naar 63 mveranderde.Dit stelde een nieuwe uitdaging aan het ontwerp van het ligger-dek. Er was wel een gunstige bijkomstigheid ontstaan. Dankzijhet besluit om de PIQ-liggers voor KW520, de grote fly-over in3Ontwerp KW511 62011 553 Transport van de langsteNederlandse ligger ooit4 Kunstwerk in definitieve situatie5 Steunpunten KW511de terugreis, vertrok deze richting Koudekerk om in de middageen nieuwe ligger aan te voeren.In totaal konden dus vijf transportcombinatie tien liggers perdag aanvoeren zodat na twee-en-een-halve dag de montage algereed was.Terugkijkend is het bijzonder dat deze megatransporten op dedag konden plaatsvinden. Meer en meer wordt ondervonden dathet belang van de doorstroming van het verkeer de hoogste prio-riteit heeft bij de wegbeheeders van Rijkswaterstaat en de passagevan zware transporten wordt daarvoor als een bedreiging gezien.Daarnaast vinden overal tegelijk ? vaak 's nachts ? bouwactivitei-ten plaats langs het wegennet waardoor het uitvoeren van zulkeextreme transporten in de nacht soms niet mogelijk is. Niet altijdis dit ook ruim van tevoren bekend. Wij ondervonden dat ook bijde voorbereiding van de aanvoer van de zware liggers voor KW511. Tot op het laatste moment moesten inspanningen wordengedaan om de benodigde vergunningen te verkrijgen en ookdoorgang te krijgen bij andere wegenbouwlocaties. Uiteindelijk isalles volgens plan uitgevoerd. Transport en montage dekHoewel de bouwplaats aan het water was gesitueerd bleken erbeperkingen om de liggers ook over water aan te voeren. Er isdaarom al in vroegtijdig stadium ingezet op een aanvoer overde weg, aanvankelijk dus nog van liggers van 56,5 m lengte en140 ton. Toen het ontwerp wijzigde naar liggers met een lengtevan 61,75 m. en een gewicht van 160 ton bleef dit het uitgangs-punt. Gelet op de mogelijke opstelposities van mobiele kranenwas het noodzakelijk de montage van de liggers voor de over-spanning met de lange kokerliggers als eerste uit te voeren enpas daarna de aansluitende velden. Zodoende kon de montagemet twee 650 tons mobiele kranen worden gedaan.Bij het ontwerp en de bouw van de funderingssloven van depijlers van de grote overspanning die zich direct naast de oeversvan de Ringvaart bevinden, is rekening gehouden met de stem-pelposities van de kranen. Op deze wijze konden de kranendirect afstempelen op de sloven, waardoor de kranen optimaalkonden worden opgesteld en vanuit ??n positie alle liggerskonden plaatsen.De montage is uitgevoerd in maart van dit jaar en nam driedagen in beslag. In de vroege morgen werden vijf liggers metzware transportcombinaties over de weg aangevoerd. De routeging van de productielocatie van Spanbeton te Koudekerk aanden Rijn via de speciale `Tijdelijke Maxima pontonbrug' overde Oude Rijn naar de N11 en vervolgens via de A12, A2 en deA9 naar knooppunt Raasdorp. Vanaf dit knooppunt is eenwerkweg aangelegd langs het trac? van de Westrandweg naarde Ringvaart. De combinaties reden achteruit de circa 1 kmlange werkweg op tot op een in de Ringvaart afgemeerd pontondat parallel aan het in aanbouw zijnde kunstwerk was gepositi-oneerd. Zo werd de ligger goed onder het bereik van de kranengebracht. In afwachting van de montage konden de transport-combinaties op de werkweg worden opgesteld. Zo werden in demorgen vijf liggers geplaatst. Zodra een ligger van de trans-portcombinatie was afgenomen en deze was klaargemaakt voor45