C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO ndergronds bou wen66 cement 2007 2In februari 1968 werd in Rotter-dam de eerste metrolijn van Ne-derland in gebruik genomen.Deze zogenoemde Erasmuslijnliep destijds van Rotterdam CS tothet Zuidplein en had in eerste in-stantie een lengte van 5,9 km(fig. 1). Inmiddels is de Erasmus-lijn uitgebreid tot een lengte vancirca 21 km van Centraal Stationtot Spijkenisse/De Akkers.De oost-westverbinding wordt inRotterdam verzorgd door de Ca-landlijn. Deze is sinds de openingin 1982 stapsgewijs uitgebreid tothet traject Marconiplein ? Capellea/d IJssel en ? als sneltram ? totOmmoord en Zevenkamp in 1994.Het traject van Marconiplein totHoogvliet is in 2002 in gebruik ge-nomen en als laatste het stationNesselande in 2005.In 2003 zijn de werkzaamhedengestart voor de volgende uitbrei-ding op het metronet: de lightrail-verbinding RandstadRail van Rot-terdam CS naar het Centrum vanDen Haag. Sinds half november2006 is het voorloopbedrijf vandeze verbinding in Rotterdam ingebruik genomen. RandstadRailverzorgt met dit voorloopbedrijftijdelijk een verbinding tussen hetcentrum van Den Haag en het(voormalige N.S.-)station Hofpleinin Rotterdam, totdat de verbou-wing van Rotterdam CS zover isgevorderd dat zowel metro alsRandstadRail er gebruik van kun-nen maken.In de figuren 2a en 2e is een over-zicht gegeven van de locatie van hethuidige tweesporige station en hettoekomstige driesporige station.De verbouwing van het metrosta-tion heeft gedurende de komendejaren plaats in een bouwput, diede volledige breedte van het Sta-tionsplein beslaat. Kenmerkendvoor de verbouwing is een com-plexe fasering, die voortkomt uitde eis dat Rotterdam CS en omge-ving tijdens de gehele bouwtijd alsvervoersknooppunt blijft functio-neren. Vooral de eis dat het metro-verkeer te allen tijde van het sta-tion gebruik moet kunnen blijvenmaken, heeft geleid tot een ont-werp met een sterk gefaseerdebouwwijze.F a s e r i n gHet huidige metrostation Rotter-dam CS heeft twee sporen en eeneilandperron. Het perron bevindtzich ondergronds op niveau -2. Inde tunnel onder het Gebouw Delft-se Poort (Nationale Nederlanden)bevindt zich in het metrospooreen kruiswissel, dat het mogelijkmaakt om binnenkomende en ver-trekkende metrotreinen naar hetjuiste spoor te wisselen. Aan deandere zijde van het station be-vindt zich onder de Conradstraathet zogenoemde staartspoor. Dit iseen veiligheidsvoorziening, die hetmogelijk maakt dat treinen binnenhet beveiligingssysteem met eenhogere snelheid het station binnenkunnen rijden.Het nieuwe driesporige stationkomt te liggen op de locatie vanhet bestaande station, met hetzwaartepunt circa 100 m in weste-lijke richting verschoven. Een be-langrijk uitgangspunt voor de ver-Stadsregio Rotterdam; Metrostation CSBouwfaseringen enconstructief ontwerping. H.M.J. de Waard, Ingenieursbureau Gemeentewerken RotterdamOm de lightrailverbinding RandstadRail op het Rotterdamse metronet aan tekunnen sluiten, moet het thans tweesporige metrostation Rotterdam CSworden verbouwd tot een driesporig station met twee eilandperrons. In drieartikelen komen achtereenvolgens de bouwfaseringen en het constructiefontwerp, de bouwput en boogvormige vrieswand, en de uitvoering rond hetbestaande station in exploitatie aan de orde.CapelleCentrumSlotlaanSchenkelPrinsenlaanOosterflankAlexanderGraskruidRomeynshofHesseplaatsNieuwVerlaatAmbachtslandNesselandeBinnenhofStadhuisCapelsebrugKralingsezoomVoorschoterlaanGerdesiawegOostpleinBlaakLeuvehavenWilhelminapleinRijnhavenMaashavenZuidpleinSlingeEendrachtspleinDijkzichtCoolhavenDelfshavenMarconipleinBeursSchiedamCentrumParkwegTroelstralaanVijfsluizenPernisRhoonPoortugaalTussenwaterHoogvlietZalmplaatSpijkenisseCentrumHeemraadslaanDe AkkersCentraal StationDe TerpCalandlijnErasmuslijnNieuwe MaasRandstadRailDeTochtenZevenkampOmmoordCapelle a/d IJsselSpijkenisserichting Den Haag1 |Lijnenkaart metro/snel-tram RotterdamC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO nd ergrond s bou wencement 2007 2 67bouwing van het station was het inalle bouwfasen in exploitatie hou-den ervan. Concreet gesteld: te al-len tijde moeten twee perronspo-ren beschikbaar zijn voor hetmetroverkeer en er mag geen ver-slechtering optreden van de capa-citeit van in- en uitgangen ten op-zichte van de bestaande situatie.Ten aanzien van het uitloopspooren de beschikbare lengte van deperrons zijn noodgedwongen welconcessies gedaan.De aanbesteding van de verbou-wing van het station heeft plaats-gehad met twee afzonderlijke be-stekken. Dit hing samen met hetfeit dat de planontwikkeling voorde bovengrondse inrichting van destationsomgeving een fase achterliep op die van het metrostation.Om het metrostation een optimalesamenhang te kunnen geven metde te realiseren bovengrondse in-richting en tegelijk geen vertra-ging op te lopen in de bouw vanhet metrostation, is ervoor geko-zen de bouwput, waarvan de con-tour reeds bekend was, alvast aante besteden. Dit zogenoemde be-stek 1 is inmiddels afgerond enbestond dus uit het realiseren vande diepwanden voor de bouwputen verder een flink deel van denieuwe paalfundering en een aan-tal dakplaten op maaiveldniveau.Deze dakplaten hebben tijdens deuitvoering van bestek 2, te wetende sloop en nieuwbouw van hetmetrostation, deels een functie alsbouwterrein en deels een functievoor het (voetgangers)verkeer ophet stationsplein.De bouwfasering tijdens de uitvoe-ring van bestek 2 omvat driehoofdfasen, die zijn gerelateerdaan het gebruik van het station.Het principe hierbij is, dat er stro-ken in langsrichting van het sta-tion worden gecre?erd, die op eenbepaald moment ?f worden ge-bruikt als bouwterrein, ?f wordenbenut voor de exploitatie. Dithoudt tevens in dat na het gereed-komen van een deel van het nieu-we station, dit gedeelte ook daad-werkelijk in gebruik moet wordengenomen. Om deze reden is er-voor gekozen het betreffende ge-deelte ook steeds qua afwerking enbenodigde installaties geheel te re-aliseren.Bouwfase 1 (fig. 2b)De metro-exploitatie heeft plaatsop de bestaande perronsporen.Aan de noord- en westzijde vanhet bestaande station wordt voor-zover dit nog niet is gebeurd, degebouw Delftse Poorthal NSConradstraatStationspleinGroothandelsgebouwWeenaspoor 1, metrospoor 2, metrogebouw Delftse Poorthal NSConradstraatStationspleinGroothandelsgebouwWeenasloop-/ bouwgebied op min 2exploitatie metroperron in exploitatiespoor 1, metrospoor 2, metrogebouw Delftse Poorthal NSConradstraatStationspleinGroothandelsgebouwWeenasloop-/ bouwgebied op min 2exploitatie metroperron in exploitatiestaartspoorexploitatie metroperron in exploitatiespoor 1, metrospoor 2, metrogebouw Delftse Poorthal NSStationspleinGroothandelsgebouwWeenasloop-/ bouwgebied op min 2exploitatie metro/ randstadrailperron in exploitatiespoor 1spoor 3spoor 2gebouw Delftse Poorthal NSConradstraatStationspleinGroothandelsgebouwWeenaexploitatie metro/ randstadrailperron in exploitatieRandstadRail2 |Bouwfasering nieuwemetrostation RotterdamCSa. bestaand metrostationRotterdam CSb. bouwfase 1c. bouwfase 2d. bouwfase 3e. eindsituatie met drie-sporig stationC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO ndergronds bou wen68 cement 2007 2oude constructie gesloopt. Hiernawordt op deze locaties de eerstefase van het nieuwe station gerea-liseerd. Met het slopen van de be-staande constructie ten westen vanhet oude station verdwijnt ook hetstaartspoor. Dit heeft tot gevolg datde metrotreinen in deze fase meteen gereduceerde snelheid het sta-tion moeten binnenkomen.Bouwfase 2 (fig. 2c)Het nieuwe noordelijke perron-spoor is gereed voor gebruik. Te-vens wordt over het bestaande zui-delijke spoor doorgereden tot in hetnieuwe westelijke deel van het sta-tion, waar een deels tijdelijk perronis ingericht. Op deze wijze wordtter hoogte van het oude noordelijkespoor een strook vrijgemaakt, diekan worden gesloopt en waar hettoekomstige middelste perronspoorkan worden aangelegd.Bouwfase 3 (fig. 2d)Het noordelijke perronspoor blijftin gebruik; bovendien wordt hetmiddelste perronspoor in dezefase in gebruik genomen. Aan dezuidzijde van het station ontstaathierdoor de ruimte om het overge-bleven gedeelte van het oude stati-on te slopen en het restant van hetnieuwe station te realiseren.Vanaf bouwfase 3 zal ook Randstad-Rail gebruik gaan maken van hetnieuwe station. In eerste instantienog op een apart kopspoor aan dezuid-westzijde van het station, maarna het gereedkomen van het zuide-lijke spoor zal RandstadRail ookdaadwerkelijk door gaan rijden totin het centrum van Rotterdam.O n t w e r pIn verband met de realisering vanhet nieuwe station op de locatie vanhet bestaande station en de eis datde metro-exploitatie ongehinderddoorgang moet vinden, is ervoor ge-kozen in het nieuwe station de be-staande hoogteligging te volgen totaan het begin van het oude staart-spoor. Vanaf dit punt daalt het spoorin westelijke richting, om in deConradstraat aan te kunnen sluitenop de geboorde tunnel van Rand-stadRail.Het bleek constructief gezien nietmogelijk de hiervoor genoemdesterk gefaseerde bouwwijze toe tepassen op de vloer van het bestaan-de station. In plaats daarvan wordtnu onder het bestaande station eenvolledig nieuwe vloer gerealiseerd(fig. 5). De bestaande vloer wordtgehandhaafd als ballastlaag op denieuwe vloer. De nieuwe vloer on-der de bestaande tunnel wordt gere-aliseerd in bouwfase 1. In dezeperronlengte 125mas spoor 1as spoor 3as spoor 2s.dil.dil. s.s. s.s.dil.dil.s.s.s.s.as spoor 2as spoor 3as spoor 1dil.hhas spoor 1as spoor 3as spoor 2s.dil.dil.s.s. s.s.dil.dil.s.s.s.s.as spoor 2as spoor 3as spoor 1dil.hh3 |Plattegrond station,niveau -2: perronvloer4 |Plattegrond station,niveau -1: tussenvloer5 |Stationsdoorsnede h-h,eindsituatie4000500verl.85044244 (VAR )30004501200/1500bestaande palen -20.500-14.000n.a.p.nieuwe palen -28.000b.s.asspoor2asspoor3asspoor1diepwanden -38.000vloer 2m dik-10.000-12.000perronvloertussenvloerkolommenrijbestaande vloerkolomC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO nd ergrond s bou wencement 2007 2 69bouwfase wordt onder het bestaan-de station een ruimte vrijgegravenmet een werkhoogte van vier meter.In deze ruimte worden ? tussen debestaande funderingspalen ? denieuwe palen voor het toekomstigestation gerealiseerd. Vervolgenswordt een laag zand van 2 m aange-bracht, waarop de nieuwe beton-vloer eveneens met een dikte vancirca 2 m kan worden gestort. Dekeuze voor deze dikte komt ener-zijds voort uit het cre?ren van eenwerkbare hoogte voor de vlechtersen anderzijds uit het reduceren vande trekkrachten op de nieuwe palenten gevolge van de grondwaterstandvanaf de tweede bouwfase.De dikke vloer wordt op dezelfdelocaties gedilateerd als de bovenlig-gende constructie. In eerste instan-tie is het ontwerp onderverdeeld intwaalf moten van circa 18 m lengte.Om diverse redenen is gedurendehet ontwerpproces besloten steedseen aantal moten onderling te ver-binden met stortvoegen. Dit heeftertoe geleid dat onder het bestaan-de station moten worden gestortmet een breedte van circa 23 m,een totale lengte tot maximaal circa72 m (de moten RCS01 t.m.RCS04) en een dikte van 2 m. Hetbeton onder het bestaande stationis lastig te verdichten; in het bestekis daarom zelfverdichtend betonvoorgeschreven. In verband met dewens van een beheerste scheurvor-ming is bovendien voorzien in koe-ling tijdens het verhardingsproces.Tijdens het aanbrengen van de wa-pening voor de nieuwe vloer rusthet oude station op de eigen oudefundering en op een deel van denieuw aangebrachte palen. In ver-band met de aanwezigheid van deze(vanuit het oogpunt van aanbren-gen van wapening) obstakels, is hetlastig de wapening van de nieuwevloer in staafIengten van 12 m uit tevoeren. Het valt dus te verwachtendat er in dit geval meer overlap-pingslassen toegepast moeten wor-den dan gebruikelijk. In verbandhiermee en met de hanteerbaarheidvan de toe te passen wapening, isuitgegaan van een basisnet met sta-ven van maximaal ?25 mm.In bouwfase 1 wordt door het rea-liseren van de vloeren de gehelebouwput op het niveau -2 vandiepwand tot diepwand afgesloten.Het voordeel van deze werkwijzeis dat na het gereedkomen van devloeren en het realiseren van eenbetonnen kopwand ter plaatse vanhet vrieslichaam, de grondbevrie-zing kan worden opgeheven (ziehet volgende artikel). Een aspectdat heeft meegewogen bij de keu-ze om de bouwputvloer over de ge-hele breedte van de bouwput tesluiten, is de mogelijkheid diehiermee ontstaat een zo ruimtelijkmogelijk station te ontwerpen. Hetstationsvolume is nu uitgebreidtot de totale ruimte tussen de diep-wanden. In plaats van buitenwan-den die het spoor volgen, zijnkolommenrijen toegepast, waar-achter zich nog een ruimte metvariabele breedte bevindt tot aande bouwputwand.Voor een strakke afwerking van debouwputwand en om te voorko-men dat er een vochtig klimaat inhet station ontstaat ten gevolgevan lekkage van grondwater doorde diepwanden, zijn tegen de diep-wanden voorzetwanden geplaatstmet een dikte van 450 mm. Terplaatse van de dilataties is in devoorzetwanden een waterafdich-tingsprofiel opgenomen. Voor eendeel is de ruimte tussen de kolom-menrijen en de bouwputwand be-nut voor het plaatsen van eenmechanische rook-/warmte-af-voerinstallatie.6 |Staalkrager in dakplaatC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO ndergronds bou wen70 cement 2007 2Evenals in het bestaande stationbevinden de sporen zich in de toe-komst ondergronds op -2 niveau.Op -1 niveau wordt een tussen-vloer gerealiseerd (fig. 4). Ook hieris ervoor gekozen het station zoruimtelijk mogelijk te houden enis de tussenvloer slechts over eengedeelte van het station voorzien.De tussenvloer wordt in de eindsi-tuatie vanaf maaiveld bereikt viaeen van de drie stationsingangen.Vanaf de tussenvloer kan het per-ronniveau worden bereikt via eenvan de over de lengte van de per-rons verspreid staande (rol)trap-pen. In het brandveiligheidscon-cept van het station vervult detussenvloer de functie van veiligeruimte in geval van brand op hetperron-/spoorniveau.De tussenvloer wordt uitgevoerdin beton en heeft een dikte van0,5 m. Aan de oostzijde is de tus-senvloer bevestigd aan de kolom-men die tevens de dakplaten vanhet station ondersteunen, in hetmeer westelijk gelegen gedeelte isde tussenvloer met pendelstavenopgehangen aan de dakplaten. Demaximale hart op hart afstand vande pendelstaven bedraagt onge-veer 5 m. De pendelstaven wordenuitgevoerd als massieve stalen sta-ven ?50 mm en zijn gedimensio-neerd op een trekbelasting van1000 kN. Om de pendelstaven aande tussenvloer en aan de dakpla-ten te bevestigen, worden er in hetbeton voorzieningen ingestort. Inde tussenvloer zijn dit stalen pro-fielen, in de dakplaten worden sta-len blokken met schroefdraad toe-gepast. De pendelstaven kunnenhier te zijner tijd van onderaf wor-den ingeschroefd.De dakplaten hebben een diktevan 0,85 m. Zij worden onder-steund door:? de diepwanden van de bouwput;? een kolommenrij langs hetnoordelijke en het zuidelijkespoor;? kolommen in een stramien vancirca 9 m x 9 m in het centraledeel van het station.Tijdens de uitvoering van bestek 2is bovendien voorzien in een rijtijdelijke steunpunten. In de eind-situatie bedraagt de maximaleoverspanning circa 14 m, in debouwfase maximaal circa 25 m.In het ontwerp is er rekening meegehouden dat er op de dakplatenvan de moten RCS03 tot en metRCS07 een meerlaagse bebouwingkan worden gerealiseerd. De extrabelasting vanuit deze bebouwingleidt er in combinatie met de ko-lomplaatsing toe dat in dit gebied de2-waarden voor pons in de dakplaatworden overschreden. Om dit te on-dervangen worden ter plaatse vande kolommen zogenoemde staal-kragers opgenomen in de dakpla-ten. De werking van deze staalkra-gers is zodanig dat de eersteperiferie waar het gewapend betonde ponskrachten moet kunnen op-nemen, wordt vergroot. De toege-paste staalkrager bestaat uit een sta-len balkenframe van circa 3 x 3 m2,dat met bouten wordt bevestigd aande zich eronder bevindende kolom-men. De onderflens van de staalkra-ger ligt gelijk met de onderzijde vande dakplaat. De onderwapening vande dakplaten loopt door gaten in delijven van de staalkrager. Om hetstorten van het beton rondom destaalkrager zo weinig mogelijk tebelemmeren, is de bovenflens vande staalkrager zo smal mogelijk ge-houden.Zoals vermeld is een deel van dedakplaten reeds gerealiseerd. Ineen aantal van deze dakplaten zijnstaalkragers ingestort (foto 6). Opdeze locaties worden de kolom-men uitgevoerd als staal-betonko-lommen, die in een latere fase vanonderaf worden bevestigd. Hiertoemoet eerst het stalen buisprofiel?660 mm, wanddikte 40 mm, in-clusief de benodigde kolomwape-ning onder de staalkrager wordenopgesteld. Na het bevestigen vande kolomwapening aan de in hetdak ingestorte koppelingen kanhet buisprofiel worden vastgeboutaan de onderflens van de staalkra-ger. Hierna moet het beton van destaal-betonkolom door een sparingin de dakplaat worden gestort.Figuur 7 toont ten slotte een ge-deeltelijk opengewerkt model vande EEM-berekening van de motenRCS05-07. nProjectgegevensarchitect:ir. Maarten Struijs, IngenieursbureauGemeentewerken Rotterdamconstructeur:Ingenieursbureau GemeentewerkenRotterdamaannemer bestek 1:CFE/Frankiaannemer bestek 2:TBI Haverkort/Voormolen7 |Gedeeltelijk openge-werkt model ten behoevevan EEM-berekening vande moten RCS05-07