3D-tekening spreekt voor zich2200924themaEen aantal ongelijkvloerse kruisingen in de RandwegEindhoven wordt uitgevoerd als scheve `portaalcon-structie'. Het bijzondere van deze robuuste kunstwerkenis de in alle richtingen verlopende vorm. Deze ingewik-kelde vorm wordt gedicteerd door de gegeven wegalig-nementen met een vaak forse dwarsverkanting. Descheve kruisingshoek tussen de onderliggende en over-gaande wegen resulteert in overstekende dekdelen.Niet eenvoudig om duidelijk op tekening te krijgen.3D-tekening1Scheve portalen zeer geschikt om in 3D te modellerenIn eerste instantie moest het besteksontwerp worden vertaaldin een uitvoeringstechnisch maakbaar ontwerp. Vervolgens isdit maakbare ontwerp uitgewerkt tot een compleet uitvoerings-ontwerp. Het uitvoeringsontwerp bestaat uit detailberekenin-gen en vorm- en wapeningstekeningen. Dat de vertaling vanbesteksontwerp tot een maakbaar uitvoeringsontwerp somsniet eenvoudig is, zal blijken uit dit artikel.BesteksontwerpIn het bestek worden portaalconstructies onderscheiden metéén overspanning (kunstwerken 1, 6, 7 en 21) en met tweeoverspanningen (kunstwerken 5 en 34). De kunstwerken zijnconstructief alle op eenzelfde wijze uitgewerkt.Naast de onderdoorgaande wegen zijn aan beide zijden verti-cale, in het werk gestorte wanden geplaatst. Deze wandendragen een dekconstructie op oplegblokken. Achter de wandenis op een afstand van 0,1 m een gewapende grondconstructieaangebracht. Hiermee wordt voorkomen dat een horizontalegronddruk op de betonnen wand resulteert in een moment opde wand en paalfundering.De scheve kruisingshoek van de wegen leidt ertoe dat het dekmoet worden verlengd. Om redenen van comfort en veiligheidworden de dekconstructies ongeveer haaks op de weg beëin-3D-tekening spreekt voor zich 22009 25digd, zodat ook de voegovergang nagenoeg haaks op de as vande weg is gelegen. Deze verlenging van de dekconstructie wordthierna aangegeven als `ontlastvloer', op de werkvloer vanwegede driehoekige vorm ook wel `appelflap' genoemd.UitvoeringsontwerpBij de start van het uitvoeringsontwerp is ervoor gekozen dekunstwerken volledig in 3D met behulp van AutoCAD uit tewerken. De voornaamste reden hiervoor was uiteraard de zeercomplexe vorm. Uitwerking in 3D geeft de grootste zekerheiddat alle verschillende constructieonderdelen naadloos op elkaaraansluiten.Door de kunstwerken 3D uit te werken, waren er al in eenvroeg stadium inzichtelijke `praatprenten' beschikbaar waarmeemet alle partijen kon worden gecommuniceerd over onduide-lijkheden in het voorliggende besteksontwerp. Als voorberei-ding op het projectteamoverleg zijn bijvoorbeeld naar behoefteafdrukken gemaakt waarin letterlijk uit verschillende gezichts-posities naar een vraag vanuit het ontwerp kon wordengekeken. Vanuit de expertise van alle betrokken partijen kondirect een ontwerpoplossing worden voorgesteld.Als communicatiemiddel is 3D daarmee zeer effectief gebleken:de tekeningen spreken immers voor zich! Tijdens een inhoude-lijk overleg kon direct over maakbare oplossingen wordengepraat, waar een 2D-tekening vaak veel tijd vraagt in eenoverleg. Nu hoeft niemand voor zichzelf het platte vlak tevertalen naar een ruimtelijk plaatje. 3D voorkomt daarmee dater verschillende plaatjes worden gevormd aan de hand van debeschikbare informatie.Van ontwerp naar uitvoeringHet besteksontwerp, dat het vertrekpunt is, is tweedimensio-naal uitgewerkt. Bij het maken van het 3D-model zijn verschil-lende punten uit het besteksontwerp naar boven gekomen diebij het `tweedimensionaal denken' bijzonder lastig tot in detailkunnen worden uitgewerkt. De geometrische complexiteit vande kunstwerken is hiervoor een belangrijke reden. Bij hetuitvoeringsontwerp zijn oplossingen bedacht voor de locatieswaar wand, dek en landhoofd of vleugelwand samenkomen.Daarnaast is de detaillering van hemelwaterafvoer, randele-menten en voegconstructies aangepakt. Ook bleek bij éénkunstwerk dat er geen ontlastvloer nodig was. Hierdoor bleekpas laat, maar nog ruim op tijd voor de uitvoering, dat de voeg-constructie moest worden aangepast. Het bestek bood daarbijniet alle oplossingen tot op het noodzakelijke detail.spreekt voor ziching. Marcel Somers PMSE, ing. Roderick Schipper ening. Stefan Schoenmakers MSEngCiwacon Engineering bv1 Fasering van kunstwerk 33 bij knooppunt Leenderheide bestaat uit twee in hetwerk voorgespannen dekconstructies. Vanwege de hoofdfasering was het nietmogelijk beide viaducten in één fase te bouwen. Eén dek is gefaseerd gemaaktfoto: Rijkswaterstaat/Joop van Houdtthema3D-tekening spreekt voor zich22009262 Kunstwerk 5 bij knooppunt Batadorp(op de voorgrond) is in twee fasengemaakt. De eerste fase is op de fotonagenoeg gereed. De weg is vervol-gens omgelegd tot onder het kunst-werk, waarna ook de tweede over-spanning gemaakt is. Op deachtergrond een fly-over (KW4C) inaanbouw3 Kunstwerk 6 bij Batadorp is gereeden in gebruik genomen130 mm. Deze locatie wordt echter niet direct bereden door hetverkeer. Om het grote verschil in druklaagdikte (van minimaal130 tot maximaal 200 mm), de variabele dikte van de opvullaag(van 0 tot maximaal 600 mm) en de verschillende opleghoog-ten van de prefab liggers inzichtelijk te maken, is een soorthoogtekaartje van het dek gemaakt. Hierop staan alle hoogte-sprongen aangegeven met x, y en z-coördinaten. Deze coördi-naten konden direct uit het 3D-model worden uitgelezen.Dit kaartje is ook gebruikt voor het uitwerken van de druklaag,uitvullaag en het legplan van de prefab liggers.FaseringEnkele kunstwerken, waaronder kunstwerk 5 en 33, zijn gefa-seerd uitgevoerd. De fasering is opgelegd vanuit de noodzake-lijke hoofdfasering. Om de verkeershinder in de eerste fase tebeperken, moesten bestaande wegen gehandhaafd blijven. Hetkunstwerk bevindt zich echter deels in het bestaande en deelsin het nieuwe tracé. Om deze reden kon het kunstwerk in deeerste fase slechts voor een deel worden gemaakt.Aandachtspunten bij 3D-tekenenHet complete 3D-model bevat de werkelijke afmetingen, alig-nement en positie van het te bouwen kunstwerk. De te bouwenwerkelijkheid is daarmee eerst als computermodel gerealiseerd.Hierdoor kan 1-op-1 worden gekeken of het kunstwerk defunctie kan vervullen die opdrachtgever en ontwerper ingedachten hebben gehad. Mogelijke conflicten en/of hiaten inhet ontwerp komen meteen naar voren. Er zit intelligentie inhet model: aanpassingen hoeven alleen hierin te worden door-Bij het uitvoeringsontwerp is waar mogelijk rekening gehoudenmet wensen vanuit de uitvoering. Daarbij is het uiteraardvanzelfsprekend dat de uitvoerder betrokken raakt in hetontwerpproces en zijn voorkeuren tijdig kenbaar kan maken.Zo zijn op verzoek van de uitvoering de fundatiesloven op éénniveau gebracht, zodat het ontgravingsniveau over de geheleslooflengte gelijk werd. Daarnaast zijn ook de gekromdewanden (vorm van de wand volgt de overgangsboog van deonderliggende weg) met totaallengtes van ongeveer 100 mgesegmenteerd uitgevoerd, het zogenoemde `veelhoeken'.De wanden benaderen de gekromde doorsneden en alignemen-ten uit het besteksontwerp. De keuze voor veelhoeken isgemaakt opdat de wandbekisting per moot een rechte kan zijn.Bij de start van de engineering heeft Heijmans bij een aantalkunstwerken gekozen voor een alternatieve bouwwijze van dedekconstructies. Voor de portaalconstructies betreft dit dekunstwerken 1 en 21. Hierbij is gekozen voor prefab liggers metdruklaag in plaats van in het werk gestorte betonnen dekcon-structies. De keuze voor een prefab dek lag vanuit constructiefoogpunt niet direct voor de hand, gezien de complexe vormmet het alignement in een overgangsboog, dubbele krommingen (daaruit volgend) een variabele dikte van het dek. Dedekconstructie is uiteindelijk opgebouwd uit een ligger, druk-laag en variabele uitvullaag.Het Profiel van Vrije Ruimte (PVR) van de onderdoorgaandeweg is als uitgangspunt gehanteerd voor de onderkant van deliggers. Hieruit volgde bij kunstwerk 1 direct een probleem: deonderkant van de (rechte) liggers stak door het PVR heen.Aangezien de alignementen van de onderdoorgaande en boven-liggende wegen vast lagen en deze niet zonder grote consequen-ties konden worden gewijzigd, werd besloten de oplossing in dedekconstructie te zoeken. De liggers konden als gevolg hiervanaan de onderzijde niet geheel in één vlak worden aangebracht.Als oplossing zijn de prefab liggers, waar nodig, trapsgewijshoger geplaatst op betonnen sokkels. Uitgangspunt hierbij wasdat de bovenkant van de wanden gelijk kon blijven. De druk-laagdikte nam daardoor wel plaatselijk af tot een minimum van4 Door de sparingen in de wand inkunstwerk 1 is er straks meer lichtinvalonder het kunstwerk en bovendiengeeft het een fraai esthetisch effect5 Het 3D-plaatje geeft weer hoe dewand in kunstwerk 1 geconstrueerd isin het uitvoeringsontwerp6 Kunstwerk 6 bij Batadorp in aanbouw.De gele bedrijfsauto is geparkeerd opde ontlastvloer7 3D-plaatje van kunstwerk 6 waarop ont-lastvloer of appelflap duidelijk is te zienfoto 2, 3 en 6: Rijkswaterstaat/Joop van Houdt2 33D-tekening spreekt voor zich 22009 274657wel volledig moesten worden gemaakt door toevoeging van maat-voering, teksten en wapening. Het 3D-model is als hulpmiddelgebruikt om de vorm te kunnen beheersen. Alle wenselijke door-sneden en aanzichten zijn hieruit te genereren.SamenvattendDe `portaal'constructies zijn uitermate geschikt om in 3D temodelleren. Indien gekozen was voor een volledige uitwerkingin 2D waren sommige knelpunten misschien pas in de uitvoe-ring aan het licht gekomen, met alle problemen en gevolgenvan dien. Met name de aanpassing op het ontwerp van terplaatse te storten dekconstructies naar prefab constructies,heeft gevolgen gehad voor de ontwerpinspanning.Door het in 3D presenteren van onduidelijkheden en vragenkon snel duidelijk worden gemaakt waar de problemen precieslagen en wat de oplossingen konden zijn. Dit scheelde tijd inhet bewust maken, herkennen en meedenken door alle betrok-ken partijen.Ook andere complexe delen konden worden verduidelijkt metextra 3D-aanzichten. Voor de uitvoering heeft een 3D-model-lering zeer grote voordelen. Problemen worden al in een vroeg-tijdig stadium getackeld, dus zijn er minder verrassingentijdens de bouw. Voor de Engineering schept het nieuwe moge-lijkheden en uitdagingen. In de ideale situatie wordt het gehelekunstwerk gemodelleerd met alle in te storten onderdelen enal. Alles wordt dan volledig uitgewerkt en uitgedacht.Deze stap in de evolutie van het realiseren van kunstwerken vraagtechter van de betrokken partijen (engineering en uitvoering) eengrote inspanning om tot een andere manier van werken endenken te komen. Uiteindelijk zullen alle partijen grote voordelenkunnen boeken met de 3D-modellering. Met de kunstwerken inde Randweg Eindhoven is alvast een goede stap gemaakt. )gevoerd. In principe is diverse informatie (materialen, faserin-gen) aan dit model en de onderdelen hiervan te koppelen. Het3D-model fungeert dan als centrale spil tijdens de realisatie vanhet kunstwerk. Het heeft alle kenmerken van een buildinginformation model, een BIM.Om echter volledig virtueel te kunnen bouwen, moet iedereenin het engineeringsproces met het 3D-model kunnen omgaan.Dus ook leveranciers en onderaannemers moeten hun speci-fieke bijdragen in dit model kunnen zetten. Er zijn kleinerevoorbeelden bekend, maar in de civiele bouw is dit nog zekergeen dagelijkse praktijk.Na afronding van het 3D-model moet worden gecontroleerd ofhet model 100% klopt. Dit controleren gebeurt aan de hand vandoorsneden die uit het model worden gehaald, te vergelijken metdoorsneden en hoogtemaatvoeringen uit de bestekstekeningen.Bij de controle moeten dan wel de tussentijdse aanpassingen ophet ontwerp worden meegenomen. Op deze manier kan hetbestek 1-op-1 met het model zwart op wit worden vergeleken endus worden geautoriseerd. Dit is een belangrijke stap, want hiernakunnen alle (hoogte)maten uit het model worden overgenomenzonder deze steeds te hoeven terugrekenen of te controleren.Van 3D naar 2DOp de bouwplaats gebruikt men vooralsnog echter geen compu-termodel. Het timmeren van een bekisting, het plaatsen van in testorten voorzieningen en het vlechten van de wapening gebeurtdaar aan de hand van 2D-tekeningen. Er moet dus nog steeds eenvertaling worden gemaakt van 3D-model naar 2D vorm- enwapeningstekeningen. Met AutoCAD kunnen op relatief eenvou-dige wijze doorsneden en aanzichten uit het model worden gege-nereerd. Deze vormden de basis voor de werktekeningen, die nog