IWEGENBOUW IALGEMEEN ONTWERP IPREFABRICAGEBETON GENIET DE VOORKEURVOOR GELUIDSCHERM INZWOLLEir. R. Spit, Rijkswaterstaat, directie Bruggen, Voorburg.In Zwolle wordt langs rijksweg 28, die dwars door de gemeente loopt, eengeluidreducerende voorziening gebouwd. Deze voorziening bestaat over een lengtevan 2300 m uit een volledig geprefabriceerd-betonscherm, met een opvallendevormgeving. Het ontwerp is tot stand gekomen in een samenwerkingsverbandtussen gemeente Zwolle, de Rijkswaterstaat, architectenbureau OD 205 uit Delft enaannemer Lodewikus Voorgespannen Beton uit Oosterhout.Dit betonnen geluidscherm is een economische, onderhoudsarme en esthetischverantwoorde constructie, die naar thans blijkt beter zal voldoen dan deonderhoudsgevoelige stalen schermen.Medio 1982 is het proces voorhet tot stand komen van degeluidreducerende voorzie-ning gestart. De gemeente Zwolle richt-te samen met de directie Overijssel vanRijkswaterstaat een projectgroep op,waarin ook het ministerie van VROMwas vertegenwoordigd. Omdat het hiereengeluidsaneringsprojectbetrofineenbestaande situatie, kwam de financie-ring geheel voor rekening van VROM.In de projectgroep waren tevens verte-genwoordigd een architect en de direc-tie Bruggen van Rijkswaterstaat. De di-rectie Overijssel gafde bestekken uit encontracteerde de architect; directieBruggen schreefde bestekken en orga-niseerde de aanbesteding. De gemeenteZwolle droeg de uitvoering en begelei-ding van het werk op aan de directieOverijssel en hield via de projectgroepvoldoende 'voeling' met het werk. Tot74de taak van de gemeente behoorde ookde terugkoppeling naar de bewoners,een zaak die de voortgang enigszinsheeft vertraagd.Injanuari 1985 werd in opdracht van deprojectgroep, door raadgevend ingeni-eursbureau Hajema & Partners, een vi-sueel ruimtelijke analyse (VRA) opge-steld. Daaraan waren geluidsmetingenter plaatse voorafgegaan, op basis waar-van de dienst Weg- en Waterbouwkun-de via computerberekeningen de aanhet scherm te stellen eisen had bepaald.Een VRA brengt de situatie op en rondeen autosnelweg in beeld en geeft infor-matie over hoogte en vorm van hetNa een beoordeling van de zes ontwer-pendoor de projectgroep op de aspectenakoestiek, constructie, esthetica en vei-ligheid, alsmede na een enquete in degemeente, werden in april 1985 de ont-werpen van OD 205 uitgekozen.De architect werd gevraagd deze ont-werpen verder uit te werken. Het ginghier om een beton- en een staalvariant.Na beoordeling van de verder uitge-werkte ontwerpen, is door de project-groep in oktober 1985 de betonvariantgekozen. Doorslaggevend bij deze keu-ze was het te verwachten lagere onder-houd.scherm en de inpassing in de omgeving. ,------------------,Op basis van deze VRA, waarin de ont-werpcriteriavoordevoorzieningduide-lijk waren vastgelegd, is aan drie archi-tectenbureaus gevraagd elk twee schets-ontwerpen te leveren.Het betonontwerp is verder uitgewerkten beschreven in een pakket eisen enrandvoorwaarden op basis waarvan ze-ven prefab-betonleveranciers zijn uit-genodigd een prijsaanbieding te doen.Cement 1988 nr. 11In overleg metde laagste inschrijver, Lo-dewikus Voorgespannen Beton, is hetdefinitieve ontwerp tot stand gekomenen is injuli 1987 de definitieve overeen-komst met Lodewikus gesloten.OntwerpHet basisontwerp van het 3 meter hogebetonnenscherm bestaat uit gewapend-betonnen steunberen hart-op-hartcir-ca 11 meter met daartussen panelen vanvoorgespannen beton (fig. 1).Het scherm wordt met dezelfde stra-mienmaten over de drie in het trajectvoorkomende (te verbreden) viaductengeleid. De onderlinge afstand van desteunberen is afgestemd op de lengtevan de overspanningen van de viaduc-ten.De steunberen zijn gefundeerd op driepalen, met daarop een driehoekige ge-prefabriceerde poer. De paallengtes va-ri?ren van 5,5 tot 10 meter.bovenaanzichtaanzicht wegzijde a~ doorsnede a_a.De steunberen hebben een ingewikkel- f - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - jde, in hoofdzaak driehoekige vorm ensteken 2,50 m boven het maaiveld uit. I-__P_ri_n_c_ip_e_v_a_n_h_et_g_e_l_u_id_s_c_h_enn__, _b_es_t_aa_n_d_e_ul_'t_p_o_e_re_n_,_s_te_u_n_b_e_r_e_n_e_n_p_a_n_e_Ie_n--jTussen de steunberen worden completepanelen gemonteerd. Nabij de boven-rand zijn deze panelen geknikt, waar-door in dwarsdoorsnede de bovenste0,5 m verticaal staat en de onderste2,5 m 15? achterover helt.De verticale bovenrand loopt over desteunberen door (foto 2). De schermensluiten aan op een aarden wal. Op dezewal is een betonnen keerwandje ge-plaatst van 0,5 m hoogte. Dit wandjesluit aan op de bovenste verticaal staan-de 0,5 m van het geluidscherm.Horzontale groeven in het scherm sug-gereren dat de panelen zijn opgebouwduit planken.De panelen met een dikte van 160 mm 2 Aanzicht vanafde bewonerszijde met doorgaande bovenrandzijn vervaardigd volgens het lange- L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Jbanksysteem, dus met voorgerekt staal; halve meter wand vervangen door een scherm zijn door de architect aan deper paneel 28 strengen 0 9,3 mmo De driehoek om de plaats van de vlucht- hand van een proefmonster vastgelegd.strengen zijn zodanig in twee lagen aan- deur te accentueren (fig. 5). De ge?iste roomachtige kleur maaktegebracht dat de voorspanning excent- Uit deVRAwas gebleken dathetbetref- het noodzakelijk wit cement en een quarisch aangrijpt. Op deze wijze zijn de fende viaduct moest worden verbijzon- kleur aangepast toeslagmateriaal toe tebuigtrekspanningen ten gevolgevan het derd, om de omgeving wat te verleven- passen. De oppervlaktextuur is bereikteigen gewicht (het scherm staat 15? ach- digen. De combinatie van de vlucht- door aan de wegzijde het oppervlak teterover) weggespannen. deurconstructie en een kleurenband op stralen en aan de bewonerszijde te beze-Bij de be?indigingen en de vluchtdeu- het scherm waren voldoende om dit te men. De bovenrand wijkt met een gladren ziin afwiikende constructies ont- bewerkstelligen.:J :J 3 Een driehoekig verticaal schermworpen. De be?indigingen worden ge- Kleur en oppervlaktextuur van het vornit de be?indigingvormd door een in hoogte verlopende ,--_______________.L.-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _---jverticaal staande wand en een afwijken-de steunbeer (fig. 3, foto 4). De vlucht-deuren zijn geprojecteerd op de vierhoeken van ??n van de viaducten. Devluchtdeuren worden geplaatst in eenverticaal staand scherm tussen tweewandvormige steunberen. Dit verticalestukis tevens als passtukgebruikt, waar-van de maten ter plaatse zijn bepaald.Bij het schermpaneel naast de vlucht-deuren is de bovenste verticaal staandeCement 1988 nr. 11AANZICHT WEGZ/JpEBOVENAANZICHT75IWEGENBOUW IUlTVOERINGSTECHNIEK IPREFABRICAGEover hellende paneel wordt deze op deoplegging gedrukt (fig. 4). Bij maximalewindbelasting aan de achterzijde is heteigen gewicht van de panelen te geringom voorover kantelen te voorkomen.Om dit te verhinderen is de bovenranddie over de steunberen heen loopt meteen dookverbinding verankerd. De spa-ring voor deze dook is zodanig vormge-geven dat beweging in langsrichtingmogelijk blijft, maar beweging indwarsrichting wordt verhinderd.UitvoeringAlgemeenHet was aanvankelijk de bedoeling def - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I bovenbouw en de onderbouw van het4 Be?indiging van een schermyOORAANZICHTAANZICHT VANAF RIJKSWEG 28scherm apart aan te besteden. De op ba-sisvan hetprogrammavaneisendoor deprefableveranciersingediendeprijsaan-biedingen hadden alleen betrekking opde bovenbouw. Om echter verantwoor-delijkheidsproblemen omtrent demaatvoering te voorkomen, is beslotenhet totale scherm aan ??n aannemer tegunnen.Na de gunning moest de aannemer hetscherm berekenen en tekenen, volgensde voorwaarden in het programma vaneisen. In deze fase is in overleg met def----------------------------h--k----I vormgever de kleur van het scherm5 Constructie ter plaatse van viaduct, waarbij extra aandacht is gesc on en aande plaats van de vluchtdeuren vastgesteld. Voor het bepalen van de ge-f - - - - - - - - - - - - - - - - , - - - - - - - - - - - - - - - - - - I wenste kleurhad de aannemerop hetfa-oppervlak visueel af. Deze rand looptook door bij de aansluitingen met deaarden wallen.Cement en toeslagmateriaal zijn voorhet hele werk in ??n keer ingekocht, omkleurverschillen te voorkomen.DetailleringVerbinding palen-poerNa het heien van de palenis in de paalk-poerr.so!1;='\7751t-~~~~:;+f---l'L",",",.L.LL.L.LL~palenoppen een stekeind geli?md, voorzien 6:J Verbinding tussen palen en poervanstelmoeren stelstrip.De prefab poe- f - - - - - - - - - - - - - - - - - - jren zijn voorzien van inkassingen tenbehoeve van de paalkop)?en en sparin-gen voor de stekeinden fJig. 6).Met behulpvande stelmoerzijnde poe-ren nauwkeurig op hoogte te stellen. Namontage zijn de sparingen aangegoten.Verbinding poer-steunbeerDe poerenzijnvoorzien van drie doken.In de voeten van de steunberen zijnovereenkomstig drie sparingen gelaten(fig. 7). Deze sparingen zijn na montageaangegoten met krimparme mortel.brieksterein kleine elementen gemaaktmetverschilende mengsels. Tevens deedde aannemer tegelijk voorstellen voorvorm en afmetingen van de canelures.Uitvoering in defabriekDe panelen zijn liggend op de naar deweg toegekeerde zijde gestort. De voor-spanningis aangebracht metbehulp vanhet lange-bank systeem. In de langebank werden zes panelen achter elkaargespannen en gestort. De canelures aande bewonerszijde zijn aangebracht doorna het storten van de elementen eenscharnierend frame in de afwerkzijde tedrukken.De steunberen zijn staand gestort,enigszins achterover gekanteld. Pro-bleem bij het storten van de steunberenwas hetgrote aantal schuine vlakken dathet risicovanluchtinsluitingenmetzichmee brachtn. Door veel trillingsenergiein de mal te brengen werd dit probleemondervangen. Er waren zes stalen mal-len gemaakt om de vereiste produktie-tijd van het scherm te kunnen halen.Verbinding steunbeer-paneelIn de visie van de architect moest het Met name de steunberen hebben nogalscherm aan de bewonerszijde ??n vlak te kampen gehad van aanloopproble-vormen. Door deze eis was het noodza- men. De strakheid van de scherpe hoe-kelijk de panelen door middel van een ken endehoeveelheidluchtinsluitingentandoplegging aan de steunberen te be- leidden in het begin tot veel afkeurin-vestigen. I-------------------j gen. Nadatde aanloopproblemenwaren7 Verbinding tussen poer en steun-Door het eigen gewicht van het achter- beer overwonnenwerden devolgendeweek-76 Cement 1988 nr. 11strook neopreenhaarspeld $6-150 c=- net # $5-150voorspanstrengenrf>9,3mmnet #$5-150toleranties in de verschillende verbin-dingen bedragen hooguit enkele centi-meters.Een bijkomend maatvoeringsprobleemwas de eis dat het scherm vloeiend methet verticale alignement mee moest lo-pen. Om dit te bewerkstelligen zijn desteunberen loodrecht ten opzichte vanhet wegdek geplaatst en staan ze dus terplaatse van de hellingen niet zuiver ver-ticaaL De architect wilde op deze wijzevoorkomen dat er trapjeslijnen zoudenontstaan bij de te overbruggen hoogte-verschillen, zoals bij de op- en afritten.De maatvoering in het horizontale vlak1-------------------------------1 heeft als volgt plaatsgevonden: de plaats8 Horizontale doorsnede ter plaatse van het onder 15?staande gedeelte over de aan- van de steunberen is geheel berekend inL-__s_I_w_?t_in_g_st_e_u_n_be_e_r_e_n_p_an_e_e_I__________________---' RD-co?rdinaten. Evenwijdig aan deprodukties gehaald:- poeren: 5 x 6 stuks;- steunberen: 2 x 6 stuks;- panelen: 3 x 6 stuks.Theoretisch had het gehele scherm inca. 4 maanden geproduceerd kunnenworden. Door de problemen in het be-gin heeft dit wat langer geduurd.Uitvoering op de bouwplaatsHet heiwerk kon, mede doordat de pa-len te lood staan, vrijwel zonder ver-keershinder plaatsvinden. Per dag wer-den 20 palen geheid.Bij de montage van de elementen werdeen mobiele kraan gebruikt die op devluchtstrook en de rechter rijstrookstond uitgestempeld. De montagesnel-heid van de poeren bedroeg 15 stuks perdag, voorde steunberen 24 perdag en depanelen 12 stuks per dag (foto's 9-11). Depanelenwerden metvier tegelijkaange-voerd op een dieplader, de steunberenmet 8 stuks tegelijk. ,De montagetijdvan het scherm bedroegcirca 6 maanden, watzonder de aanvan-kelijke produktieproblemen beperktCement 1988 nr. 11had kunnen blijven tot 3 ? 4 maanden.De schermen op de viaducten kondenpasin eenlaterstadiumworden gemon-teerd, omdat de wegverbredingen opdat moment nog niet gereed waren.Aangezien het scherm op verschillendeplaatsen over honderden meters onon-derbroken doorgaat, was het belangrijkdat het uitzetwerk van de steunberennauwkeurig zou geschieden. De totalewegzijde van het scherm is een grootaantal meetpunten berekend. Dezemeetpunten vormen de begin- en eind-punten van meetlijnen die evenwijdiglopen aan de koorden tussen telkens 5steunberen. Op deze meetlijnenwerdenvoor elke steunbeer voetpunt, loodlijnen richting berekend (fig. 12).De meetpunten werden omstreeks 1meter uit de kant van de verharding ge-plaatst en veiligheidshalve door middelvan de voerstraalmethode aangegevenop de vluchtstrook. Het uitzettenvan demeetpunten alsmede het berekenen vande gegevens voor het uitzetten van desteunberen, is door de opdrachtgreververricht.Conclusies1. Na een tamelijkmoeizaamwordings-proces (nietongebruikelijkbij geluid-schermen) mag het ontwerp van hetbetonnen scherm bij Zwolle geslaagdworden genoemd.2. Om een hoog kwaliteitsniveau te be-reiken is het gehele scherm geprefa-9-10 Aanzicht van de poeren77IWEGENBOUW IUITVOERINGSTECHNlEK IPREFABRICAGEbriceerd.3. Belangrijk in het ontwerpproces is dedetaillering van de verbindingen vande constructieonderdelen.4. Het is zinvol om het gehele scherm,dat wil zeggen fundering en boven-bouw, aan ??n aannemer te gunnen.om problemen betreffende verant-woordelijkheden met de maatvoe-ring te vermijden.5. Een betonnen geluidscherm met eenaardige vormgeving behoeft nietduur te zijn (foto 13 en 14).OntwikkelingenHet betonnen scherm in Zwolle kanworden beschouwd als een 'doorbraak'in de visie van Rijkswaterstaat directieBruggen, om over te gaan naar beton inplaats van door te gaan met het onder-houdsgevoelige staal voor geluidscher-men.Inmiddels zijn reeds op verschillendeplaatsenin ons land betonnen schermengereedgekomen ofin voorbereiding cq.aanbouw.Voorbeelden van gerede schermen inbeton zijn: Leusden, Nieuwegein en deVanBrienenoordbrug. Invoorbereidingcq. aanbouw zijn onder meer schermen 1---------------------------------;bij Haren, Harderwijk en Oestzaan.11 Monteren van de panelen met mobiele kraanDe vierkante-meter prijzen van dezeschermen zijn zeer uiteenlopend en zijn 1-----------------------------------1met name het gevolg van speciale wen-sen van de vormgever. Andere invloe-den op de vierkante-meter prijs zijn degrondgesteldheid en de vereiste hoogtevan het scherm.De laatste ontwikkeling is de toepassingvan poreuze betonsoorten om hetscherm geluidabsorberend te maken. Erzijn absorpties van meer dan 8 dB(A)haalbaar.12 Uitzetten van de meetlijnen waarmee voor elke steunbeer voetpunt, lood-lijn en richting werden bepaaldDankzij de mogelijkheid omnu ookab-sorberende betonnen schermen te ma-ken, zijnde betonnen schermeneenvol-waardig alternatiefvoor metalen scher-men. 1------------------------------------1Algemene gegevensopdrachtgever: Gemeente Zwolle/Rijkswaterstaat.aannemer: Lodewikus VoorgespannenBeton - Oosterhout.architect: OD 205, Delft.stichtingskosten (incl. btw):f :} 400 000,- (incl. be?indigingen envluchtdeuren).kosten per m2: f 475,-.aantal panelen: 208 (10 typen).aantal steunberen: 200 (2 typen).7813 Zorg voor het ontwerp resulteert in een aantrekkelijk schermCement 1988 nr. 11