\037 \037\036\035\034\037\036\037\037 \037 \f\025\020\026\036\020\035\035\036\022\023\025\022\030\037\035\026\031 \037\036 \037\036\035\036\034\033\032\031\032\030\027 \037\037\036\035\034\034\033\035\032 \020\033\035\021 \037\036\035\034\037\033\032\031\034\030 \032\035\024\034\037\023\013 \034 \007\025\037\n\035 \035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017 \035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\ \037\003 \024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013 \032\035\022\005\037\t \032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\ \017 \033\026 \036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013 \n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034 \036\035\021\004\025\031\022\020\005\037\037\036\035\034\033\032\037\031\030\027\026\031\034\030\034\031\027 \037 \037\036\035\034 \032\031\030\027\036\034\030\026 \037\036\035\036\034\033 \037 \036\035\035\034\037\033\032\035\032\037\030 \037\013\013\013 \037\027 \003 partners CEMENT 4 2022 ?1 2? CEMENT 5 20 22 32 K ade van de toekomst I nnovatiepartnerschap Kademuren (2): K ade 2.020 ontwikkelde het EZ-flow- conce pt voor het duurzaam vernieu- w en van de Amsetrdamse kades. 44 Uitw endige koolstoflijm- w apening in actie V ersterken van bestaande beton- constructies (2): voorgespanne n koolstoflijmwapening. 54 V erbeterd kritisch detail bij breedplaatvloeren Ee n beschouwing van maatgevende bezwijkmechanismen. Artikelen 6 B innenstedelijke hoogbouw haalbaar door slimme constructie Bijzonde re vormen, grote hoogte en k enmerkende kronen van Grotius in D en Haag zorgden voor uitdagingen. 18 Op alle vlakk en een kunstwerk H et ontwerp van de complexe vorm v an de nieuwe spooronderdoorgang in Goes we rd deels geautomatiseerd. 28 Inno vatie is het toverwoord I nnovatiepartnerschap Kademuren (1): D e vernieuwingsopgave van Amst erdamse kademuren. 6 54 Foto voorpagina:?De nieuwe spooronderdoorgang in Goes, foto: Gebr. De Koning COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofdredac- teur), ir. Paul Lagendijk, ir. Marloes van Loenhout, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, ing. Jan van der Windt, prof.ir. Simon Wijte Uitgever / vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22 Planning en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Eindredactie Hanneke Schaap Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Media-advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl, T 073  205 10 23 Klantenservice abonnementen@aeneas.nl, T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2022  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via abonnementen@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang - hebbenden kunnen cont act opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 5 2022 ?3 Tien jaar geleden gaf ik in mijn eerste college aan de Technische Universiteit van Trondheim over staafwerkmodellen. Nu was (én is) mijn kennis van de Noorse taal beperkt, dus in plaats van over stavmodeller, med trykkstaver i betong og strekkstaver i form av armering doceerde ik simpelweg over Strut and Tie modelling. Wetende dat hier internationaal geen consensus over bestaat, vergewiste ik mezelf nog of men in de Noorse praktijk een drukstaaf met rood aangaf en een trekstaaf in zwart of juist andersom; ik wilde de studen- ten niet onnodig verwarren door tijdens het college telkens het verkeerde kleurkrijt te pak- ken als ik een staaf tekende. Andersom slaagden studenten er wel in om mij te verwarren; in rekenvoorbeelden gaven ze de drukkracht in een Strut aan met een T en de trekkracht in een Tie met een S. Trykk og Strekkrefter legden ze me uit toen ze mijn opgetrokken wenk- brauwen zagen; weer wat meer Noors geleerd. Drukken en trekken De komende tien jaar moet de betonsector in ras tempo innoveren. De redenen hiervoor zijn bekend. Ik hoef alleen maar naar het Betonakkoord te verwijzen, ons nationale keten- akkoord voor een duurzame groei. Maar hoe komen we tot innovatie? Ook hier gaat het over drukken en trekken, nu niet binnen een staafwerkmodel maar binnen een innovatie- model: push-pull-strategieën noemen economen dit. De push staat hierbij voor onze intrinsieke motivatie om te innoveren, om de milieudruk van betoncon- structies versneld substantieel te verlagen, en om daarmee internationaal voorop te lopen. Een pull van opdrachtgevers is daarbij nodig door innovatie expliciet te stimuleren door slimme aanbesteding. Het Inno- vatiepartnerschap Kademuren van de gemeente Amsterdam is een mooi voorbeeld van zo'n pull. Als je goed leest gaat elk artikel in deze Cement over drukken en trekken. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 64 En verder 15 Duurz aam uitgevoerd? T alent van het Jaar Joris Hesselink geeft zijn visie op ontwikk elingen in het construct eursvak. 42 Als alles al ge zegd en geschr even is... Column D orien Staal. 64 P atronen maken het Paleis H et Paleis van Justitie in Córdoba is omkleed met ee n spierwitte 'sluie r' van glasvezelversterkt beton. 70 De jonge const ructeur Ge rwin Schut deelt zijn ervaring bij de Antwe rpse Oosterweelverbinding. 4? CEMENT 5 20 22 auteurs ir. Frank van Gerven ABT Velpp. 44 ? 53 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 64 ? 69 ir. Richard Roggeveld Sweco p. 32 ? 41 ir. Michiel Niens RC IMd Raadgevende Ingenieursp. 6 - 14 ing. Antony van Middelkoop ABT Velpp. 44 ? 53 ing. Ronald Silvius Koninklijke Oosterhof Holman p. 32 ? 41 ing. Patrick Spaan Ingenieursbureau Gemeente Amsterdam p. 28 ? 31 prof.ir. Simon Wijte Adviesbureau ir. J.G. Hageman / TU Eindhoven p. 54 - 63 Johannes de Groot Koninklijke Oosterhof Holman p. 32 ? 41 ir. Joris Hesselink PMSE BAM Advies & Engineering p. 15 - 17 ir. Gerwin Schut Witteveen+Bos p. 70 - 72 Paul Otterspoor Student Master Structural Engineering and Design TU Eindhoven p. 54 ? 63 ir. Matthij Moons RC IMd Raadgevende Ingenieurs p. 6 - 14 ing. Marcel Somers PMSE RC Wagemaker p. 18 - 27 ir. Dorien Staal Voorbij Prefab p. 42 - 43 ir. Remko Wiltjer RO IMd Raadgevende Ingenieurs p. 6 - 14 Aan dit nummer van Cement werkten mee: HRC Europe NL BV 8211 AD Lelystad +31 320 727030 info@hrc-europe.com HRC T-headwapening ?? robuust en flexibel ontwerp ?? korte verankering ?? ultieme capaciteit ?? snelle installatie ?? BIM tools www.hrc-europe.nl STUDENTLEER C Het speelt al meer dan 70 jaar een onmisbar c c de w V br onder meer ac het gebied v geving v v MC WWW . CEMENT W V Binnenstedelijke hoogbouw haalbaar door slimme constructie Uitdagingen Grotius Den Haag door bijzondere vormen, grote hoogte en kenmerkende kronen 1 Woontorens Grotius I en II in Den Haag 1 6? CEMENT 5 20 22 De locatie 'Grotiusplaats' was aanvankelijk bestemd voor kan- toren, maar in 2015 zag ontwik- kelaar Provast een betere moge- lijkheid voor woningbouw. Dit mede dankzij de geplande plaatselijke overkapping van de Utrechtsebaan, waardoor de geluids- belasting fors af zou nemen. Provast selec- teerde voor het complexe binnenstedelijke project architectenbureau MVRDV. Dit bu- reau is gespecialiseerd in stedelijke verdich- ting en heeft voor Grotius een bijzonder ont- werp gemaakt met 'gepixelde' kronen (met schijnbaar willekeurig geplaatste blokjes), natuurstenen gevels en een verticale gradi- e nt in kleuren en afmetingen van de balkons (foto 3). Door alle randvoorwaarden, hoge kosten en beperkte opbrengsten (gedeelte- lijke sociale huurwoningen), stond de finan - ciële haalbaarheid onder druk. Een logische en efficiënte draagconstructie was daarom een vereiste. Constructieve opzet Het streven naar een duidelijke en eenvou- dige constructie is goed te zien bij de hoofd- opzet van de grillig gevormde torens. Met behulp van variantenstudies (zie figuur 4 voor de variantenstudie van Grotius I) kwam al snel de meest efficiënte hoofdconstructie (variant B) naar boven, die voor de andere disciplines voldoende ontwerpvrijheden bood. De dragende en stabiliserende beton- wanden zijn grotendeels woningscheidend, terwijl de woningen op veel verdiepingen anders zijn verdeeld. De stramienmaat van 8100 mm past op de parkeerfunctie en de vloer is niet dikker dan nodig voor het in- storten van leidingen. Met het oog op een efficiënt stabiliteits- systeem was in het ontwerp aanvankelijk een verdieping opgenomen met versprin - gende sparingen in de betonwanden, zodat op de verdiepingen geen lateien nodig waren. Later echter werd de voorkeur uitgesproken om alle verdiepingen op dezelfde manier uit te voeren. Hierdoor kregen de betonwanden plaatselijk slanke, zwaar gewapende lateien, ook in de centrale gangzone. Voor de boven- bouw was het van belang dat de constructie nog met verschillende bouwmethoden kon worden uitgevoerd. Uiteindelijk is door de aannemerscombinatie gekozen voor het ter plaatse storten van de betonconstructie. Constructieve analyse in twee en drie dimensies Als gevolg van de heldere constructieve op- zet konden beide torens met betrekkelijk eenvoudige 2D-berekeningen worden ge - anal yseerd. Hierbij zijn er berekeningen g emaakt van elke wand, waarbij de horizon- tale belastingen op basis van stijfheidsver- schillen zijn verdeeld. Op verzoek van de aannemer is later ter verificatie een 3D-model opgesteld PROJECTGEGEVENS project Grotius Towers Den Haag ontwikkelaar Provast aannemer Combinatie JP van Eesteren en Besix architect MVRDV constructeur IMd Raadgevende Ingenieurs geotechnisch advies Geomet adviseur installaties Ingenieursburo Linssen Ingeklemd tussen de Koninklijke Bibliotheek, de Utrechtse Baan en de Randstadrail in Den Haag, zijn twee woontorens gerealiseerd, Grotius I en II (foto 2), met in totaal 655 appartementen. De tweelaagse ondergrondse parkeergarage, de bijzonde\ re vormen, de grote hoogte van 100 en 120 m, en de kenmerkende kronen van de torens maakten dit project een flinke uitdaging. Voor de constructeur vroeg het niet alleen technische vaardigheden om de constructie te ontwerpen en te berekenen, maar vooral de inzet om het project financieel haalbaar te maken. CEMENT 5 2022 ?7 2 Links Grotius I en rechts Grotius 2, respectievelijk 100 en 120 m hoog, foto: Emmely van Mierlo / MVRDV3 De torens hebben een verticale gradiënt in kleuren en afmetingen van de balkons IR. REMKO WILTJER RO Raadgevend Ingenieur / Partner IMd Raadgevende Ingenieurs IR. MATTHIJ MOONS RC ProjectconstructeurIMd Raadgevende Ingenieurs IR. MICHIEL NIENS RC Projectleider IMd Raadgevende Ingenieursauteurs 2 3 8? CEMENT 5 20 22 kopgevels en tot de tweede verdieping; hier- boven is het uitgedempt.Beide uiteinden van de langswand, waar de krachten worden verhoogd door dit effect, eindigen precies boven de rijbaan van de parkeergarage en worden door een wandligger in dwarsrichting opgevangen (fig. 7). De kolommen onder deze wandligger zijn zwaar gewapend en voorzien van een versterkt staalprofiel HEB600, om de grote kracht van 24.000 kN op te kunnen nemen. Op basis van de eerder gemaakte 2D- berekeningen waren de belastingen uit dit zettingsverschil nog iets hoger ingeschat en was een vijzelconstructie met werkvolgorde bedacht om de belasting over meerdere kolommen te kunnen verdelen. Door de nauwkeurige 3D-berekening bleek dit niet meer nodig en kon worden volstaan met de staalbetonkolommen zonder vijzels. Het grote voordeel van de 2D-berekeningen is dat de analyse van de resultaten betrekke- lijk eenvoudig is. Wel moet er bij het opstel- len van het rekenmodel meer aandacht wor- den besteed aan de randvoorwaarden en de wisselwerking met andere elementen. Dit laatste gaat in een 3D-model min of meer 4 Onderzochte varianten voor Grotius I 5 3D-rekenmodel Grotius I, met vervorming door wind N-Z Dankzij een 3D-analyse van de krachts- werking werd de uitvoering eenvoudiger van de volledige constructie van de hoogste toren, Grotius I, inclusief de funderingspalen (fig. 5). Uit de 3D-analyse bleek dat de afdracht van de neerwaartse belasting zeer goed over- eenkwam met het 2D-model. Voor de wind - belasting bleek het 3D-model wat stijver dan uit de eenvoudiger berekening werd gecon - cludeerd. Dit is logisch, omdat de kolommen in de gevels een kleine bijdrage leveren, die in het 2D-model niet zijn opgenomen. Het 3D-model is ook gebruikt voor de analyse van de effecten door de vervorming van de overgeconsolideerde kleilaag vanaf NAP -54,0 m, die zich circa 25 m onder het gemiddelde paalpuntniveau bevindt. Uit de geotechnische analyse bleek dat in deze laag in de loop van de tijd een theoretische zet- ting van maximaal 32 mm in het midden en 23 mm aan de rand op zal treden. Deze waarden zijn in het 3D-model als opgelegde vervorming bij de paalpunten ingevoerd. Hoewel de absolute waarde van de zetting én het zettingsverschil van 9 mm be- perkt zijn, is het effect op de krachtswerking niet verwaarloosbaar door de grote stijfheid van de wand in de langsrichting (fig. 6). Dit effect is merkbaar aan de uiteinden bij de 4 5 CEMENT 5 2022 ?9 6 Voor de pixels in de kroon zijn een aantal eenvoudige constructieve spelregels opgesteld 6 Plattegrond Grotius I 10? CEMENT 5 20 22 00450050 001D0026 00560053 00420039 0016 0045 0045 00450050 001D0026 00560053 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 0045 0045 00450050 001D0026 00560053 00420039 0016 0045 0045 00450050 001D0026 00560053 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 0045 0045 00450050 001D0026 00560053 00420039 0016 0045 0045 00450050 001D0026 00560053 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 00450050 001D0025 00420039 0016 0045 0045 0027 0027 0026 0025000A 0025000A 0024000A 0024000A 001B000A 001A000A 0019000A 0018000A 0017000A 0016000A 0015000A 0018 0015 001B 002A0014 0044 0044 0044 004F 004F004F0045 00150018 004F 004F 004F 004F 004F 004F 0010 0044 005A004E005A 005A004E 005A004E 005A004E 005A004E 005A004E 005A004E 005A004E 004F 004F004F0045 00150018 004F 004F 004F 004F 004F 004F 004A 00450015 00180013005B 0018 0019 0013 004A0045 0015 0018 0013005B 0018 0019 0013 004A 00450015 00180013 005B0018 0019 0013 004A0045001500180013 005B0018 0019 0013 004A 0015 00180013 0019 0045004E 0018 0015 001B 0045004E 001500190013 004A0045001500180013 005B0018 0019 0013 0045004E 0045004E 0045004E0045004E 0045004E0045004E 0045004E0045004E 0045004E 0045 0045004E0045 0045004E 0045004E 0045 0045 0045004E 0045004E 0045 004E 0045 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 00330003000E 001400150014 0015 0013 0045004E 0045004E 00150013 0018 0017 00150018 0018 0017 0015 0016 001A 0013 0018 0017 0015 0016 001A 0013 0014 0016 001400130014 0019 001A0013 0014001C0016 0015 001A001A0013 0014001C0016 0014 001500170018 0015 001800140013 0014001C0016 0015 001A001A0013 0014001C0016 0015 001500170018 0014 001800140013 0014001C0016 0015 001A001A0013 0014001C0016 0014 0016001B0018 004A 0045001500180013 005B 0018 0019 0013 004A 0045001500180013 005B 0018 0019 0013 004A 00180013 0019 004A 0045 00150018 0013 005B 0018 0019 0013 00150018 001C0014 001A001A0013 0014 001C 00190017 001A001A0013 0014 001C 00190017 001A001A0013 001800140014 0014001C 00190017 001A001A0013 001800140014 0014 001C 00190017 001A001A0013 0014001C 00190017 0016001B0018 004A 00450015 00180013005B 0018 0019 0013 004A0045 0015 0018 0013005B 0018 0019 0013 004A0045 0015 0018 0013005B 0018 0019 0013 001800140013 001800140013 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E 0045004E0045004E 0045004E 0045004E 001600130013 00180013 0015 00180013 00140017 0013 001800140016 0015 0018 0018 0018 00140017 0015 0013 0016 0016 001B0018 0016 001B0018 0015 0013 0015 001800140017 0015 0018 0018 0018 00140017 0015 0013 0016 0016 001B0018 0016 001B0018 0014 0017 001C 00150018 0013 00180013 001300160013 0013 00150018 0013 001B 001B 0014 001B 001B 001B 001B 0017001600180019 0014 0015 0014001600160013 00150015 001A0018 001500150015 0014 0015 00150015 0018 0015001900160013 0014 0015001A001B0018 0015001A001B0018 0015 0015001500170018 00180015 00150018 00150015 0018 0015 0015 0015 0015 0015 0015 0015 0014 0017 00180015 001C 0014 0018001C 001C 0014 0017 001C 0015 0014 00180016001B 001B 001C 0015001A 0014 0014 0014 0014 001C 0014 0014 0014 001C 0014 00180016 001C 001900140014001C 0015 00140018 0014 0014 0014 0015 0015 0017 0018 0015 0018 0015 0015 0015 0018 00170013 0015001800170013 001500150015 0014 0014 001C 0017 0014 001C 0016001B0018 0014 001C00160014 001A 001A0013 0014 001C00160015 0018 00140013 0015 001700180014 001400150018 0016 001B0018 0014 001C00160015 001A 001A0013 0014 001C00160015 0018 00140013 0015 001700180014 001400150018 0016 001B0018 0014 001C00160014 001A 001A0013 0014 001C00160015 001A 001A0013 0014 001C00160015 001A001A0013 0015 0018001C0016 0014 0015 00190013 001C 0015 0015 0044 00150013 0014 001B0018 0019 001A 001A 0013 0014 001C 00190017 001A 001A 0013 0014 001C 00190017 0018 0014 0015 0015 0017 001B0015 0018 0014 0013 0014 001C 00190017 001A 001A 0013 0014 001C 00190017 0018 0014 0015 0015 0017 001B0015 0018 0014 0013 0014 001C 00190017 001A 001A 0013 0014 001C 00190017 0016 001B 0018 00470020 00510052 00470020 00510052 004F004F 0015 0014 0015 0015 0019001C 00150014 001800190014 0014 0018 0015 0014 0015 0015 0014 001C 0015 0016 00190015 0014 0015 0014 001A 001500160019001C 00140015 0015 001A 0014 001B 00180013 0014 0019 0019 001C 0014 0016001C0016 0015 0014 0016 0015 0014 00160014 0016 0015 0014 0019 0014 0015 0014 0014 001C 001B 001A 001C 0018 0016 0014 001300180013 0015 0014 0015 0015 001C001A 0014 0016 0015 0014 001A 0014 0014 001C 001C 001A 0015 0036 004A0048 00460052 002A0055 0014 0014 0015 0014 0014 0015 0016 001C 001C 0015 0014 0014 0013 0016 0014 0014 0014 001A 001A 0014 0014 0014 0017 0015 001A 0014 00130018 0014 0014 0016 0014 0014 002C 00150018 0014 001C 0016 0017 0015 0016 00180016 001A 0010 0044 0018002C 002C 00140018 0014 001A0018 0019 0018002C 002C 0018 0019 005A 0018002C 0016 00140018 0014001C 00190017 001800140015 00150017 001B0014 0016001B0018 0014 0015001A0045004E 0014001C 00190017 00180014 0015 00150017 001B0014 0016001B0018 0014 0015001A 0016001B 0018 0014 0015 001A 0016001B 0018 0014 0015 001A 0045004E 0045004E0045 0045 0045004E 0045004E 0045004E 0016001B0018 001400150018 001800140013 0016001B0018 0014 00150018 001800140013 0045 0014 0019 0029 0029 0029 +912002 2e verd. b.k. ruwe vloer +12120 03 3e verd. b.k. ruwe vloer +15120 0\f \fe verd. b.k. ruwe vloer 260 27\f0 260 27\f0 260 -15000 be\bane \brond b.k. ruwe vloer +6120 01 1e verd. b.k. ruwe vloer -3820-01 kelder -6\f70-02 kelder +302000a mezzanine b.k. ruwe vloer 260 6010 300 3370 250 2\f00 \f91 \f560 6915 5192\f70 7702013 7702013 7702013 7702013 7702013 770 1\f70 2740 vanzelf, echter vergt dan de interpretatie van de resultaten de nodige aandacht. Pixels Een opvallend onderdeel van het ontwerp is de kroon van beide torens. In het beeld van de architect 'verdwijnen' aan de bovenkant van de torens steeds blokjes (pixels), waardoor het beeld van een afbrokkelende rots ont- staat. Mede hierdoor wordt de grote hoogte van de torens vanaf het maaiveld als kleiner ervaren. Bij Grotius I (120 m) begint het af- brokkelen al op 90 m hoogte, bij Grotius II (100 m) op 76 m. Om deze schijnbaar willekeurige in- breuk op de hoofdstructuur maakbaar en financieel haalbaar te maken, is deze in overleg gerationaliseerd, waarbij zware overgangsconstructies moesten worden ver- meden. IMd heeft hiervoor een aantal een- voudige constructieve spelregels opgesteld. De architect is erin geslaagd met deze spel- regels het gewenste beeld te handhaven. Eén van de randvoorwaarden was dat de pixels moesten passen op een substramien van 2700 mm, passend in het hoofdstramien van 8100 mm. Hierdoor konden de betonwanden van de hoofdstructuur zo veel mogelijk wor- den doorgezet, al dan niet in een getrapte vorm (fig. 8). Daar waar de betonwanden konden worden doorgezet, werden ook de standaard betonvloeren van 260 mm dikte doorgezet. Vervolgens konden tussen de beton- wanden verschillende combinaties van pixels voorkomen, die werden gemaxi- 7 7 Wandaanzicht oostgevel Grotius I (wand naast 8') met staalbetonkolommen 8 Fragment kroon met pixels, met in het grijs en geel het casco van betonwanden en vloeren en in rood en gebroken wit de substructuur bestaande uit staal en staalplaatbeton 8 CEMENT 5 2022 ?11 meerd op drie: twee naast elkaar en één erbo ven in alle mogelijke varianten.Het gewicht van de pixels moest kun- nen worden opgevangen door de eerste on- derliggende massieve betonvloer met de standaard overspanning. Hiertoe werd deze vloer versterkt met een stalen ligger, die slechts een flensdikte onder de vloer uit mocht komen. Het gewicht van de pixels is zo laag mogelijk gehouden door staalplaat- betonvloeren en een staalskelet van liggers en kolommen toe te passen. Trillingen? Door deze oplossing ontstond het risico op het doorgeven van trillingen tussen de appartementen met de lichtere vloeren. Uit een analyse bleek dat dit effect beperkt was, maar het heeft er wel toe geleid dat een aantal stalen liggers iets stijver zijn gekozen dan voor de sterkte nodig was. Brand? De pixelconstructie maakt geen deel uit van de draagconstructie onder brand- omstandigheden. Wel moest er aan de wbdbo-eis van 60 minuten worden voldaan. Voor de dunne staalplaatbetonvloeren is dit geen probleem. De stalen liggers en kolom - men zijn voorzien van een brandwerende beplating. Kelder en fundering Tussen de torens is een klein stadspark ont- worpen, waaronder een parkeergarage met 245 plaatsen moest worden gerealiseerd. De bouwlocatie is gelegen tussen de Koninklijke Bibliotheek, de Utrechtse Baan en een pijler van de verhoogde Randstadrail en daardoor erg krap. Het was daardoor noodzakelijk om ook onder de torens parkeerruimte te vinden. Daarbij was het streven om een diepe en daardoor kostbare bouwput te vermijden. In een eerste haalbaarheidsstudie is een compacte drielaagse kelder onderzocht, om op voldoende afstand van genoemde belendingen te kunnen blijven. Dit bleek echter niet realistisch. Bij de bijbehorende ontgravingsdiepte zou een te dure onder- water-betonvloer nodig zijn, omdat de aan- wezige kleilaag op circa 14 m diepte op zou kunnen barsten. Daarmee begon de zoektocht naar een parkeeroplossing in twee lagen. Dit werd be- moeilijkt door de fundering van beide torens. Immers, als deze fundering te breed zou zijn en diep onder de kelder uit zouden steken, zou er alsnog een risico op opbarsten van de kleilaag bestaan. Met de gekozen constructieve opzet van Grotius I (vloeren met een overspanning van 8100 mm, gedragen door betonwanden) is er onder deze toren ruimte om te parkeren. De meer grillige vorm van Grotius II leent zich hier veel minder voor. Daarom is ervoor ge- kozen om in Grotius II de functies zoals technische ruimten, fietsenstallingen en ber- gingen op te nemen. Hierdoor zijn er hier meer gesloten wanden waarmee de funde- ring grotendeels in de onderste kelderlaag is gerealiseerd. Onder de keldervloer kon wor- den volstaan met stroken voor de paalfunde- ring, met een dikte van slechts 1 m inclusief vloer, en dat bij een hoogte van de toren van 100 m. Om ook onder Grotius I, met 120 m de hoogste toren van de twee, zware funderings- elementen te voorkomen, zijn de betonwan - den in de kelder aan één zijde verlengd tot naast de toren, passend in de parkeerlay-out (fig. 9). Zo konden onder deze mega-consoles van twee verdiepingen hoog, ook funderings- palen worden geplaatst. Aan de andere zijde is de grondkerende kelderwand betrokken bij de fundering van de dragende dwarswanden. De paalposities zijn daarbij zo gekozen dat het zwaartepunt ervan vrijwel gelijk valt met het zwaartepunt van de belasting, ondanks de asymmetrie in de fundering. Maar dat was niet voldoende om het grote aantal palen (550 in totaal, waarvan de helft onder Grotius I) zonder funderings- stroken kwijt te kunnen. Daarom is gekeken of bredere stroken mogelijk waren, om het benodigde aantal palen eronder kwijt te kunnen. In overleg met de geotechnisch adviseur is onderzocht welke strookafme- tingen nog veilig ontgraven konden worden. Immers de grond tussen de ontgraven stro- ken werkt als bovenbelasting mee tegen het opbarsten van de bouwputbodem. Het gaat daarbij dus om zowel de diepte als de breedte van de ontgraven stroken. Deze strookbreedte was niet voldoende om de benodigde drie rijen palen onder de wanden Een drielaagse kelder bleek niet realistisch, waarna een zoektocht naar een parkeerop- lossing in twee lagen begon 12? CEMENT 5 20 22 te plaatsen, tenzij deze onder een kleine schoorstand geplaatst zouden worden. Zo kon de hart-op-hart-afstand aan de boven- zijde van de palen worden verkleind, en bij de punt toch voldoende afstand worden ge- creëerd voor het benodigde geotechnische draagvermogen. De stroken zijn breed ge- noeg gekozen om een relatief grote paalaf - wijking toe te laten, zonder later de wape- ning aan te hoeven passen. Omdat de palen vanaf het maaiveld werden geïnstalleerd en de bovenzijde zich op circa 6 m diepte be- vond, was er een reële kans op een flinke positie-afwijking, waarop op deze wijze is geanticipeerd. Op deze manier is het funde- ringsontwerp geoptimaliseerd op functio- naliteit in de kelder, maakbaarheid en vei - ligheid van de bouwput. Paalsysteem? Ook bij de keuze voor de schroef-combinatiepaal met groutinjectie speelde de maakbaarheid een belangrijke rol. De paal is niet alleen gekozen vanwege het hoge draagvermogen en de trillingsvrije installatie. Ook het ontgraven van de bouw- put na het schroeven kon aanzienlijk wor- den vereenvoudigd, doordat de achthoekige prefab kern niet langer is dan nodig. Het ge- deelte van de paal boven de onderste kelder- vloer is gemaakt met een verdund grout- mengsel, dat eenvoudig verwijderd kon worden tijdens het ontgraven. Damwand? De damwand, nodig om de bouwput te kunnen maken, is in het deel van de kelder naast de torens, permanent inge - zet. Dit leverde een aantal voordelen op ten opzichte van een tijdelijke damwand met een permanente betonwand; een besparing in tijd, geld en ruimte en een verkleining van het risico op schade aan de belendingen. De Koninklijke Bibliotheek en een pijler van de trambaan zijn immers nabij, aanleiding om de invloed van het maken van de bouwput nauwkeurig te onderzoeken en te monito - ren. De damwanden zijn geotechnisch niet dr agend, maar dragen wel de verticale belas - ting uit de beganegrondvloer en de -1-vloer met behulp van deuvels over naar de onder - ste keldervloer. Hierbij is veel zorg besteed aan een g oede detaillering. De beganegrondvloer en de kelder- vloer -1 bestaan uit massieve betonvloeren op verzwaarde stroken. De randoplegging van de vloeren wordt gevormd door de per- manente damwanden. Daar waar de stroken eindigen op de permanente damwand, is een kolom voor de damwand geplaatst, om te hoge lokale spanningen in de damwand te voorkomen. Hiermee werd tevens een tweede draagweg mogelijk bij brand; de begane- grondvloer kraagt dan uit en zal niet bezwij- ken als gevolg van een door brand bezweken deel van de damwand. Hierdoor kon op 9 Deelplattegrond Grotius I met verlengde kelderwanden 9 CEMENT 5 2022 ?13 een kostbare brandwerende coating worden bespaard. Parkeerkelder? De parkeerkelder, die deels onder en deels naast de torens is gesitueerd, is niet gedilateerd. De theoretische verticale zettingsverschillen zijn in Den Haag niet groot, maar treden wel op. In het ontwerp van de parkeergarage is voldoende afstand aangehouden tussen de wanden van de torens en de kolommen onder het dek. De tussenliggende buigslappe vloeren kunnen daar de vervorming zonder schade volgen. Toen echter de fundatie van de drie toren- kranen dicht tegen de torens moest worden geïntegreerd, was dit niet meer overal moge- lijk en is er gewapend op een opgelegde vervorming. Op initiatief van de aannemerscombi- natie is de onderste keldervloer uitgevoerd met gewapend staalvezelbeton. Hierbij is ervoor gekozen om de vloer traditioneel te wapenen op de krachtswerking in de uiter- ste grenstoestand en de scheurvorming en krimp te beheersen met de staalvezels. Hiermee is het risico op krimpscheuren in deze lange (124 m) vloer van 400 mm dik geminimaliseerd. Make-over In mei 2022 werd de eerste toren, Grotius II, opgeleverd en in juli 2022 volgde Grotius I. Daarmee zijn de eerste contouren zichtbaar van de complete make-over van het gebied ten oosten van het Centraal Station, inclu- sief het deels overkappen van de Utrechtse- baan en het doortrekken van voetgangers- route richting Bezuidenhout. Door de goede samenwerking in het ontwerpteam, waarbij alle suggesties om vereenvoudigingen in de constructie door te voeren konden worden besproken, is het gelukt het bijzondere archi - tectonisch ontwerp overeind te houden. 10 10 Detail aansluiting keldervloer aan damwand 14? CEMENT 5 20 22 CEMENT 5 2022 ?15 Steeds vaker komt het bouwbedrijf al in een vroeg stadium in het ontwerpproces aan tafel om specialistische uitvoeringskennis in te brengen. Voor wat betreft de keuze voor de bouw- methode van de ruwbouw geldt: zoveel bouwbedrij- ven, zoveel wensen en methoden. Laat vijf verschil- lende bouwbedrijven een plan maken en je krijgt vijf verschillende plannen. Allemaal onder het motto van de ideale uitvoerbaarheid van het project. Zelfs binnen een bouwbedrijf verschilt de visie over het construc - tieprincipe en de gewenste bouwmethodiek. Er is dan ook niet eenduidig één 'beste' bouwmethodiek. Die is namelijk sterk afhankelijk van onder andere de beschikbaarheid van bouwplaatspersoneel, de voor- Constructeur van het Jaar In november 2021 werden Mathew Vola (Arup) en Joris Hesselink (BAM) door een onafhankelijke jury uitgeroepen tot respectie- velijk Constructeur van het Jaar en Talent van het Jaar. Deze jaarlijkse verkiezing wordt georganiseerd door VNconstructeurs. In een serie columns, die Cement in samenwerking met VNconstructeurs publiceert, geven beiden hun visie op een aantal belangrijke ontwikkelingen in het constructeursvak. In deze vierde aflevering is het de beurt aan Joris Hesselink. Duurzaam uitgevoerd? keuren van het bouwbedrijf en het projectteam, de aanwezige kennis en ervaring, de aanwezigheid van het beschikbare materieel en uiteraard de marktom- standigheden. Ook duurzaamheid hoort in dat rijtje thuis, maar het is pijnlijk duidelijk dat dit nog geen prominent criterium is. Waar vóór de Tweede Wereldoorlog een in het werk gestorte betonconstructie de standaard was, nam prefab beton na deze periode een grote vlucht. Dit is te verklaren door de enorme en dringende be- hoefte aan goedkope woningen in het naoorlogse Europa en het tekort aan bouwmaterialen en ge- schoolde arbeidskrachten. We zijn nu opnieuw be- land in een periode van woning-, personeels- en materiaaltekort. Zal dit ook nu, in combinatie met de huidige excessieve prijsstijgingen, voor een revo- lutie kunnen zorgen in materiaaltoepassingen en bouwmethodieken? "Het is pijnlijk duidelijk dat duurzaamheid nog geen prominent criterium is" constructeur van het jaar (2) Talent van het Jaar Joris Hesselink IR. JORIS HESSELINK PMSE 36 jaar WERK 2011 ? 2016 BAM Advies & Engineering ? Constructeur / Projectleider2016 ? 2022 BAM Advies & Engineering ? Adviseur bouwmethodieken en constructie 2022 ? heden BAM Advies & Engineering ? Adviseur & Vakgroepleider bouwmethodieken OPLEIDING2003 ? 2007 Bachelor HBO Bouwkunde, Constructief Ontwerpen 2007 ? 2011 Master TU Eindhoven, Uitvoeringstechniek 2011 ? 2015 MSEng Beton- en staalconstructeur 16? CEMENT 5 20 22 Staal is het in Nederland nooit gelukt om beton van de troon te stoten en we zien nu een sterke opkomst van hout als bouwmateriaal. Het is echter nog maar zeer de vraag of het hout lukt om een grote speler te worden. De toekomst zal het uitwijzen. Initiatieven om nieuwe bouwwerken zo duurzaam mogelijk te maken zijn er veel. Bij de ruwbouw richten deze zich vaak op toepassing van nieuwe materialen of op een 'vergroening' van bestaande materialen. Bij dit laatste kan gedacht worden aan CO?- of cement - vrij beton of hergebruikt staal. Dit is niet zo gek als je bedenkt dat de cementindustrie goed is voor 7% van de wereldwijde broeikasgasuitstoot en de staalindus- trie voor 7%, waar de burgerluchtvaart in vergelijking 'slechts' 2,5% voor zijn rekening neemt. Als we andere cijfers erbij pakken zien we dat de bouwsector meer dan 50% van alle grondstoffen in Nederland verbruikt en het meeste afval produceert van alle sectoren (34%). ?????Dit laatste wordt in mijn optiek grotendeels ver- oorzaakt door de versnippering van het bouwproces: er zijn steeds meer schakels nodig die allemaal hun eigen input leveren. Bijna iedereen op de bouw- plaats komt voor één specifieke taak en vaak weet men niet van elkaar waar de ander mee bezig is. Vergelijk bouwen met het maken van een gigantische legpuzzel. Door de jaren heen is de grootte van de puzzel gelijk gebleven, maar zijn het aantal puzzel- stukjes vele malen groter geworden. Modulair bouwen met een geïndustrialiseerde bouw- methodiek draagt bij aan het oplossen van het afval- probleem, omdat deelproducten op maat kunnen worden geproduceerd waardoor we naar een 'zero- waste' bouwproces kunnen transformeren. Naast het beperken van de hoeveelheid afval kan het logis- tieke proces eromheen eenvoudig worden aangepakt, want circa 30% van al het verkeer in de Nederlandse steden is bouwgerelateerd. Volle vrachtwagens met halffabricaten rijden het centrum in en vertrekken leeg vanaf de bouwplaats, waar dit bij de afvalstro- men precies andersom is: hier rijden de vrachtauto's leeg de stad in en vertrekken ze vol. Als we alleen al die transporten zouden combineren, kunnen we een groot tonnage CO?-uitstoot reduceren. Hoewel CO?- uitstoot in de nabije toekomst waarschijnlijk niet meer het grootste probleem is, want het is een kwestie van tijd voordat een crisis rond fijnstof, afkomstig van bandenslijtage, losbarst. foto 1 Bouwkeet met zonnepanelen CEMENT 5 2022 ?17 Het verduurzamen van de bouwplaats en de realisa- tiefase blijft gevoelsmatig nog enigszins achter bij de ontwikkeling van duurzame bouwmaterialen. Uiter- aard zijn we op de goede weg, want de eerste emissie- vrije bouwplaatsen met elektrische funderings- en asfaltmachines, sondeerwagens en walsen zijn al een feit. Maar alleen een omslag naar elektrisch aange- dreven materieel is onvoldoende. Het duurzaam of emissievrij opwekken van deze energie is een vereiste. Een aantal bouwketen liggen inmiddels al vol met zonnepanelen (foto 1), maar bijvoorbeeld energieop- wekkende bouwhekken zijn vrijwel onbekend en wor- den alleen nog in pilotprojecten toegepast. Het is overigens de vraag of hiermee voldoende vermogen kan worden opgewekt, maar oplossingen zoals aggre- gaten met brandstofcellen van waterstof of mieren- zuur dienen zich aan. Terwijl ik dit schrijf lig ik op een heerlijke zomerse dag aan het Nederlandse strand. Aan de horizon reiken de windmolens ver boven de zee uit, terwijl achter me een aantal bouwkranen boven de stad uit torenen. Dit brengt me op een idee. Wat als we de torenkranen boven de giek voorzien van een extra draaikrans, de toren nog net even iets hoger maken en er een turbine met rotorbladen op monteren? Een windmolen op een torenkraan (fig. 2). Een torenkraanmolen? Ongeremd door enige kennis van windmolens, vergunningen, procedures of andere bezwaren lijkt me dit een top idee. Het accupakket kan dienen als contraballast. Hoeven we ook geen betonnen blokken meer te ma- ken! Twee vliegen in één klap. De bouwkraan kan draaien op de door hemzelf opgewekte energie. Wind als hefboom om een last te transporteren. Klinkt als muziek in mijn duurzame oren. Het is een kwestie van tijd voordat alle Nederlandse bouwplaatsen emissievrij zijn. Dit vereist wel innovatie. Zo lang we de bal gehakt op vrijdagmiddag voorlopig maar niet vervangen voor een veganistische variant, krijgen we de meeste bouwplaatsmedewerkers wel met ons mee.? "Het is een kwestie van tijd voordat alle Nederlandse bouwplaatsen emissievrij zijn" figuur 2 Kraan met geïntegreerde windmolen Op alle vlakken een kunstwerk Ontwerp complexe vorm spooronderdoorgang Goes deels geautomatiseerd 1 De nieuwe spooronderdoorgang heeft een hoog afwerkingsniveau, foto: Wagemaker 1 18? CEMENT 5 20 22 Tussen 1863 en 1873 werd de Zeeuwse Lijn aangelegd, een spoorlijn tussen Roosendaal en Vlissingen die Goes passeert. De stad en het station waren verbonden door de Frans den Hollanderlaan, de overweg aan de Van Hertumweg verbond Goes met het achterland (fig. 2). Sinds die tijd is er veel veranderd: Goes groeide, de spoorwegovergang in de van Hertumweg was de belangrijkste ver- binding tussen het centrum en de wijken ten zuiden van het spoor, het verkeer werd steeds drukker en het treinverkeer nam toe. Het verkeer in de binnenstad ondervond ge- regeld hinder van de gesloten spoorbomen. Bovendien vormt een spoorwegovergang altijd een risico voor de verkeersveiligheid. Om de verkeersdoorstroming en de verkeersveiligheid te verbeteren, is een spooronderdoorgang aangelegd: de Terwelle- gang. De onderdoorgang bestaat uit een ver- keersweg met twee rijbanen en een fiets- en voetpad. Daarnaast werd ook het Terwelle- plein, het plein bij het station, opgewaar- deerd. De spooronderdoorgang sluit aan de Zuidzijde met een nieuwe weg en een ovale rotonde aan op de bestaande rotonde Poel- plein, en aan de noordzijde op de bestaande weg met een nieuwe rotonde, het Kompas- plein. Ook de fiets- en voetpaden werden aangesloten op de nieuwe rotondes, waar- door de routing vanuit de onderdoorgang veel logischer is. Voor het slagen van het project was een strakke planning essentieel. Een grote uitdaging die om een intensieve samenwer- king vroeg, waarbij veel uitgangspunten voor het ontwerp in korte tijd werden be- sproken en vastgelegd. Het contract van PROJECTGEGEVENS project Onderdoorgang Van Hertum te Goesopdrachtgever ProRail architect Studio SK, ontwerpbureau van Movares constructeur Wagemaker (voorontwerp, definitief ontwerp en uitvoeringsontwerp) hoofdaannemer Gebroeders De Koning Papendrecht inrijden spoordekken Mammoet leverancier prefab palen Haitsma Sinds april 2020 rijdt het verkeer in Goes onder het spoor door. De spooronderdoorgang, onder een trogbrug en een plaatbrug door, is door zijn hoogwaardige bouwkundige afwerking een echte blikvanger. Bij de indeling in moten en de keuze voor de fundering is nadrukkelijk rekening gehouden met onder meer de gronddrukken. Om faalkosten en de engineeringsuren te beperken is een automatiseringsslag ingebracht. De gebogen vorm van het ontwerp en het verticale alignement leidden tot een grote hoeveelheid variabelen en complexiteit in het gegenereerde script, wat de digitale modellering extra uitdagend maakte. Toch is deze onderdoorgang zeer snel opgeleverd: amper een jaar na de start van het ontwerp werden de spoordekken ingereden. CEMENT 5 2022 ?19 ProRail omvatte namelijk een einddatum en vastgelegde buitendienststellingen (TVP's), die een-op-een in de planning moesten terugkomen. Vormgeving en uitgangspunten Naast de ontwerpvoorschriften van ProRail (OVS) en de projectspecifieke documenten en contractstukken, is een beeldkwaliteits- plan voor de hele stationsomgeving gemaakt en heeft de architect een vormgevingsdocu- ment voor de onderdoorgang opgesteld dat bindend was binnen dit contract. Hierbij is goed nagedacht over de gewenste uitstra-ling: het ontwerp heeft een hoogwaardig bouwkundig afwerkingsniveau, door de architect omschreven als ambitieniveau 'Plus'. Verschillende soorten wandbekleding, wandafwerking en leuningen sluiten goed op elkaar aan (foto 1 en 3). De wanden van zowel de binnenbocht als de buitenbocht van de onderdoorgang zijn voorzien van kunst, die speciaal hiervoor is ontworpen door de in Goes woonachtige kunstenaar George Schade (foto 4). Het project kende naast het vormge- vingsdocument ook de gebruikelijke functio- nele uitgangspunten en randvoorwaarden. 2 Overzicht betonwerk ING. MARCEL SOMERS PMSE RC Projectleider / ConstructeurWagemaker auteur 2 20? CEMENT 5 20 22 Voor het fiets- en voetpad en de verkeers- weg is een profiel van vrije ruimte voorge- schreven. De doorrijhoogte van de rijweg bedraagt minimaal 4,6 m en van het fiets- pad 2,7 m.De gewenste wegbouwkundige inde- ling is contractueel voorgeschreven. De alig- nementen van het referentieontwerp zijn opgesteld door de gemeente Goes en zijn gebaseerd op de ASVV 2004. De aanpak van de ruwbouw was anders dan normaal. Er is uiteraard gestart met de weg- bouwkundige alignementen en doorrijhoog- ten, maar voor het betonwerk is daarna ge- werkt van fijn naar grof in plaats van van grof naar fijn. Het constructieve betonwerk, feitelijk nauwelijks zichtbaar, werd achter en onder de hoogstaande bouwkundige af- werking gemaakt. Dit kostte extra tijd en geld, maar het resultaat is bijzonder. 3 Verschillende soorten wandbekleding, wandafwerking en leuningen sluiten goed op elkaar aan, foto: Wagemaker 4 De wanden zijn voorzien van kunst, die speciaal hiervoor is ontworpen door de in Goes woonachtige kunstenaar George Schade, foto: Wagemaker De circa 250 m lange onder- doorgang met spoorkruisingen bestaat uit een trogbrug en een plaatbrug 3 4 CEMENT 5 2022 ?21 Constructief ontwerp De circa 250 m lange onderdoorgang kruist drie sporen, verdeeld over twee betonnen dekconstructies. Conform het referentieont- werp van ProRail ligt één spoor in een trog- brug, de andere twee sporen liggen op een plaatbrug. Naast het dubbelspoorsdek is een fietsbrug gerealiseerd. De hele onderdoor- gang is opgedeelde in twaalf moten: twee gesloten spoormoten, een gesloten moot onder de fietsbrug en negen open moten.Bij een onderdoorgang is het funde- ringsontwerp een belangrijk onderdeel van het constructief ontwerp van de gehele con- structie. Soms is het funderingsontwerp zelfs dominant en dwingend voor het con- structief ontwerp, zoals hier het geval was. Toeritten? Voor de toeritten was de onder- grond te grillig en niet geschikt om te funde- ren op staal. Daarbij moest de constructie tegen opdrijven worden beschermd. Daar- om is voor de toeritten gekozen voor een fundering op prefab voorgespannen beton- nen palen van 290 x 290 mm². De relatief kleine paaldoorsnede maakt een mootlengte van circa 20 m mogelijk. Hoe stijver de paal en hoe meer moment deze naar zich toe trekt. Een relatief slappe paal kan de vervor- ming als gevolg van jaarlijkse temperatuurs- wisselingen het beste volgen. Er zijn geen geboorde palen toegepast want slanke, geboorde palen kunnen onvol- doende worden gewapend om krachten op te nemen. Bij geboorde palen is dus een grotere diameter noodzakelijk, waardoor ze meer kracht naar zich toe trekken. Dit bleek geen oplossing. De afmetingen van de moten in lengte- richting zijn zo gekozen dat een fundering met palen van 290 x 290 mm² mogelijk was. Ook in de dwarsrichting dienden de vervor- mingen te worden beperkt. Hiervoor is de gronddruk links en rechts van elke open moot zoveel mogelijk gelijk gehouden. Met andere woorden, de moten zijn zo rechthoe- kig mogelijk gemaakt. Met de resterende kleine gronddrukverschillen is in de bereke- ning rekening gehouden. Spoorkruisende moten? Er is gekozen voor twee spoormoten: één moot met het dubbel- spoors dek (moot 7) en één moot met de trogbrug en trappenhuis (moot 8). Om één spoormoot te realiseren zou een te groot vloerveld ontstaan om te voldoen aan de strenge verplaatsingseisen van de OVS. Daarnaast kunnen de palen vervormingen 5 5 Rekenmodel: 3D-model gesloten moot met trogbrug en trappenhuis DATA EN GEREALISEERDE PLANNING: ? Aanbesteding: februari 2018 ? Aanbrengen palen open toeritten en damwandkuip: september - november 2018 ? TVP-02 aanbrengen palen en damwanden spoorzone: 8 - 10 maart 2019 ? TVP-03 inrijden dekconstruc- ties: 12 - 14 april 2019 ? Bouw toeritten en afbouw: december 2018 - februari 2020 ? TVP-04 Saneren overweg: 25 - 27 april 2020 22? CEMENT 5 20 22 6 Voor deze onderdoorgang is rekening gehouden met zout/brak water 6 Beddingdruk in bovenaanzicht, niet-lineaire situatie met eigen gewicht en rustende belasting. Er is een zeer klein paars gebied als gevolg van dergelijk lange velden (circa 40 x 40 mm²) niet volgen. De dilatatie ten noorden van de trog (tussen moten 8 en 9) steekt nagenoeg haaks over de rijbaan naar de oostelijke wand. De dilatatie tussen de trogbrug en het dubbel - spoorsdek (tussen moten 7 en 8) loopt paral- lel met de trogbrug (fig. 2). Hierdoor ontstaat ter plaatse van de spoormoten een ongelijke gronddruk, vooral bij de spoormoot met de trogbrug. De oostelijke wand is immers veel langer dan de westelijke wand. Bovendien is er in de oostelijke wand een trappenhuis voorzien. De moot zou hierdoor willen ver- plaatsen en verdraaien. De spoormoten zitten echter opgesloten in de spoorbaan waarbij de dekconstructies fungeren als stempels. Ook het trappenhuis verhindert de verplaatsing en verdraaiing. In vergelijking met de open moten maakt dit de spoormoten dus beter geschikt om het verschil in gronddruk op te nemen. De verschilgronddruk kan niet worden opgevangen in de open moten; de grond - druk zou dan via nokken in de vloeren moe- ten worden overgebracht naar de naastgele- gen moten. Vanuit de nok komt de belasting dan uiteindelijk toch terecht bij de spoor- moten, wat het probleem niet oplost. Er is daarom gekozen voor een oplossing bij de spoormoten. Vanwege de niet-haakse kruising tussen trein- en autoverkeer treedt er krachtswerking op in verschillende richtingen. Dit resulteert in een complexe vorm van de spoorkruisende moten. Deze vorm geeft een extra dimensie aan de krachtswerking. Door de grootte van de spoormoot volstaat alleen een gewichts- vloer in combinatie met een fundering op staal, zoals eerder vermeld zouden palen de vervormingen simpelweg niet kunnen volgen. Om de verschuiving en rotatie van de moot tegen te gaan, is naast het stempel - eff ect van het dek en de aanwezigheid van het trappenhuis ook de vloer in de dam- wandkassen gewapend, waardoor de dam- wanden worden gemobiliseerd. Een onder- waterbetonvloer is toegepast om voldoende neerwaartse kracht te leveren, zodat de moten niet k unnen opdrijven. In de moot waar zich ook een trap bevindt, is zelfs onder het fietspad extra beton als ballast toegevoegd. Uitwerking De uitwerking van het constructief ontwerp kende enkele uitdagende onderdelen. De gesloten moot ter plaatse van de trogbrug en het trappenhuis vroeg de meeste aan- dacht. Figuur 5 toont het 3D-rekenmodel. De krachtsverdeling is in SCIA-engineer bepaald. Er is een model gemaakt van zowel de bouw- als gebruiksfase. CEMENT 5 2022 ?23 Buispalen bouwfase? De voor de bouwfase benodigde stalen buispalen W(Ø530-13.1 mm) zijn in de definitieve constructie opgenomen. In de bouwfase is het dek op deze met beton gevulde buispalen geplaatst. Daarna zijn de vloer en wanden gemaakt. De palen zijn ge- heel of gedeeltelijk in de permanente con- structie opgenomen. Voor de gebruiksfase mag de stalen buis niet in rekening worden gebracht en is alleen de betonkern meegere- kend. Voor de bouwfase is de stalen buis van belang en niet de betonkern. Toetsing opdrijven? Voor de maatgevende situatie bij opdrijven is alleen rekening gehouden met het eigen gewicht van de contructie, de betonnen vulling onder het fiets- en voetpad en de waterdruk. Onder de constructieve vloer is horizontaal een ge- wichtsvloer van onderwaterbeton met een dikte van 1125 mm aangebracht. Deze ge- wichtsvloer is ingevoerd als belasting en niet als constructief element. De gewichtsvloer is constructief verbonden aan de constructieve vloer met behulp van ingelijmde stekken. Aan de noordzijde loopt de constructieve vloer van het open deel van moot 8 op. De gewichtsvloer ligt op één niveau waardoor een in dikte verlopende uitvullaag tussen de gewichtsvloer en constructieve vloer nodig is. De maximale dikte van de variabele uit- vullaag is circa 1150 mm. Uit toetsing bleek dat het eigen ge- wicht voldoende is om de moot niet te laten opdrijven. Het gewicht is echter niet gelijk- matig verdeeld, waardoor de moot met name ter plaatse van de rijbaan los wil komen van de bedding. Aanvullend is een berekening gemaakt waarbij rekening is gehouden met niet-lineaire eigenschappen voor de bed- ding. De bedding kan in dit model geen trek opnemen. De buispalen ter plaatse van het tussensteunpunt zijn voorzien van een niet- lineaire aansluitvoorwaarde. Conservatief is aangehouden dat deze palen niet in staat zijn om trek op te nemen. Vanwege buiging in de palen zijn de palen 'wel' gewapend. De overige palen zijn volledig constructief opge- nomen in de vloer. Deze palen zijn in staat om zowel trek als druk op te nemen. Wanneer de permanente belasting wordt bekeken, volgt de situatie in figuur 6. De bedding blijft, op een klein stukje na (paarse gebied), overal onder druk. Uit deze berekening mag worden geconcludeerd dat de bedding ten gevolge van de permanente belastingen vrijwel overal op druk blijft en dat aan het criterium opdrijven wordt vol- daan. Brak water? In het overgrote deel van Neder- land geldt dat er sprake is van zoet grondwater. Voor deze onderdoorgang is rekening ge- houden met zout/brak water. Via de website van de provincie Zeeland is meer informatie ingewonnen over de verdeling van het zoete en zoute grondwater in de provincie (zie o.a. https://kaarten.zeeland.nl/map/freshem#). Brak water geeft een grotere volumieke massa en dus een grotere opwaartse grond- Om faalkosten en de enginee- ringsuren te beperken is een automatiserings- slag ingebracht 7 7 Fragment script 24? CEMENT 5 20 22 waterbelasting, concreet een verzwaring van circa 2,5 %; bij de uitwerking is hier rekening mee gehouden.Volgens de Eurocode NEN-EN 1992-1-1 moet de scheurwijdte worden gereduceerd wanneer beton in aanraking komt met zout/brak water. Daarbij moet een hoogste grondwaterstand worden aangehouden, waardoor er een zwaardere scheurwijdte moet worden aangehouden voor de gehele buitenzijde van de onderdoorgang, te weten: w k,max = 0,1 mm (palen) en w k,max = 0,2 mm (vloer, wanden en onderzijde dek). Dat resul - teerde in een zwaardere paalkopwapening. Aanpak / digitalisering ontwerp Om de onderdoorgang in het drukke stati- onsgebied van Goes in te passen, volgt hier- uit een gebogen onderdoorgang met een bocht van circa 90 graden. In combinatie met het verticale alignement levert dit zoge- naamde 'dubbelgekromde' geometrie op. De vele variabelen maken het modelleren van dergelijke geometrie in Revit tijdrovend en foutgevoelig. Om te anticiperen op wijzigin- gen en faalkosten en de engineeringsuren te beperken is een automatiseringsslag inge- bracht. In Revit is door middel van Dynamo (visual programming plugin) een aantal scripts geautomatiseerd (fig. 7). De geome- trie van de onderdoorgang is in een para- metrisch doorsnedeprofiel vastgelegd, dat door de parameters aan te passen kan ver- anderen in de verschillende benodigde ver- schijningsvormen. Door dit profiel te koppe- len aan de rekenkracht van de computer is het op iedere willekeurige positie van de wegas mogelijk een correct dwarsprofiel te generen. Dit houdt dan rekening met alle verschillende randvoorwaarden (onder an- dere ashoogte, bochtverbreding, verkanting, maaiveldligging, bochtverbreding, ashoogte fietspad, etc.). Met deze profielen zijn de ob- jecten, zoals vloeren en wanden, gegenereerd. Scripts gebruiken voor het modelleren van de constructie heeft ook een aantal be- perkingen. Het opstellen en beheren van de scripts kost tijd en vaardigheden. Bovendien was er gedurende de initiële ontwikkeltijd van de scripts nog geen model beschik- 8 Revit-model na uitvoeren script 8 CEMENT 5 2022 ?25 baar voor de constructeurs dat inzicht in de constructie gaf. Desondanks kon door de scripts in het project sneller de invloed van wijzigende ontwerpinput beoordeeld en ver- werkt worden in het model. Uitvoering Er was precies één jaar beschikbaar voor de engineering, het doorlopen van het VO, DO en UO, inclusief de uitvoering en het inrijden van de spoordekken. De spoordekken en de paalfundering van de toeritten hadden van- wege de planning de hoogste prioriteit. Voor de prefab-betonnen palen waren reeds mal- len gereserveerd in de fabriek. De betonnen dekconstructies zijn aan de zuidzijde op een voorbouwlocatie ge- bouwd. Dit is op traditionele wijze gedaan. De bekisting en vlechtwerkzaamheden zijn op een ondersteuningsconstructie op hoogte gemaakt. De dekken zijn niet voorgespan- nen, maar enkel gewapend met traditionele wapening. Hierdoor kon beter worden gean- ticipeerd op de krachtwerking in de ver- schillende fasen (inrijden versus eindfase). De opleggingen tijdens inrijden, bouwfase en definitieve situatie liggen immers op an- dere plaatsen. Een voorgespannen dek zou door de krommingsdrukken beperkingen ten aanzien van de locaties van de steun- punten in de verschillende fasen opleveren. Na het uitharden van het beton zijn de dekconstructies ingereden (foto 9, 10 en 11). De voorbereidende werkzaamheden zijn in een gezamenlijke sessie achter de com - puter verricht. De rekenmodellen voor zowel 9 11 10 9, 10, 11 Na het uitharden van het beton zijn de dekconstructies ingereden, foto 9 en 11: Gemeente Goes; foto 10: Gebr. De Koning 26? CEMENT 5 20 22 de wapeningsberekeningen als de SPMT's moesten qua aangehouden steunpunten, stijfheden en veerconstanten met elkaar overeenkomen. Een en ander is zorgvuldig afgestemd. De benodigde wapening voor het inrijden is vervolgens op tekening verwerkt. In TVP-03 zijn achtereenvolgens de trogbrug en het dubbelspoorsdek ingereden. Deze TVP bestond uit het opbreken van het spoor, het verwijderen van de grond, het aanbrengen van grondverbetering, het plaatsen van rijplaten, het inrijden van de dekken (tijdelijk opgelegd op stalen buispa- len), aanstortingen ter plaatse van de palen en het terugbouwen van het spoor. Ook de kunstwerken in de wanden zijn op traditionele wijze uitgevoerd. De kunstwerken zijn in de bekisting opgenomen (foto 12). Gedetailleerde planning en voorbereiding De uitwerking van het constructief ontwerp en de weg naar een realiseerbare oplossing was in dit project behoorlijk ingewikkeld en de vooraf vastgestelde TVP's waren zeer uit- dagend. Omdat tijd een beperkende factor was, was een gedetailleerde planning en voorbereiding nodig van alle betrokken disci - plines, van ontwerp tot uitvoering. Daarbij gold: wat vooraf was bedacht, moest buiten in de TVP worden gemaakt. De treinen moesten immers weer op tijd rijden. In Goes heeft deze aanpak zijn vruchten afgeworpen. De werkzaamheden zijn binnen de TVP's gerea - liseerd en het spoor is conform planning weer in dienst gegeven. Het heeft geleid tot een prachtig eindresultaat met een hoog bouwkundig afwerkniveau. VIDEO Op www. cementonline.nl staat een timelapse van de TVP (treinvrije periode). 12?Kunstwerken in de wanden opgenomen in de bekisting, foto: Gebr. De Koning 12 CEMENT 5 2022 ?27 Innovatie is het toverwoord Innovatiepartnerschap Kademuren (1): Vernieuwingsopgave van Amsterdamse kademuren 1 Amsterdamse gracht, foto: Bargoti Photography In Amsterdam zijn kilometers kademuur in slechte staat. Een enorme opgave in een complexe, historische binnenstad. De gemeente zet de innovatieve denkkracht van de markt in voor deze enorme opgave. In 2020 zijn drie marktcombinaties geselecteerd op basis van hun innovatieve ideeën. Deze zijn de laatste ontwikkelfase ingegaan om hun concepten in praktijk te brengen. 1 28? CEMENT 5 20 22 Amsterdam is onlosmakelijk ver- bonden met water. De historische grachtengordel geniet wereldwijde bekend- heid en is hét symbool van Amsterdam. De 600 km aan kademuren verbinden de wij- ken en buurten met elkaar en geven de stad karakter. Bij de aanwijzing tot werelderf- goed in 2010 werd de grachtengordel door Unesco bestempeld als 'masterpiece of hy- draulic engineering, town planning, and a rational programme of construction and bourgeois architecture'. De kades in de Amsterdamse binnen - stad zijn vaak meer dan honderd jaar oud. Om het verouderde areaal programmatisch op te pakken is het programma Bruggen en Kademuren opgericht. Van de 600 km kade - muur verkeert een groot deel in slechte staat. D aarnaast behoren 850 bruggen tot de scope van het programma. Een flink deel van deze objecten ligt in de historische binnenstad, wat een extra dimensie geeft aan de opgave. Zo worden strenge eisen gesteld om het his - torisch aangezicht van de stad te bescher- men. Ook moeten er logistieke oplossingen w orden bedacht voor het tijdelijk verplaatsen van de vele woonboten langs de kades. Ver - der staan beschermwaardige bomen op de k ades, die de gemeente wil behouden zonder de kadelijn richting het water te verschuiven. Ten slotte zijn er nog de oude, monumentale grachtenpanden op korte afstand tot de ka - demuren, wat zeer strenge eisen geeft aan de omg evingsbeïnvloeding tijdens de uitvoering. Met name de funderingswerkzaamheden en het aanbrengen/verwijderen van bouwkui - pen zijn risicovolle activiteiten met betrek - king tot deze belendingen. En dat terwijl de stad tijdens de werkzaamheden bereikbaar moet blijven. Een doelstelling van het programma is om deze opgave stukken sneller en met veel minder overlast uit te voeren dan de aanpak tot dusver. Om dit te bewerkstelligen is het noodzakelijk alternatieve oplossingen en werkwijzen in te zetten. Voor de kademuur- vernieuwing is daarom besloten de relatief nieuwe aanbestedingsmethode Innovatie- partnerschap in te zetten: het Innovatie- partnerschap Kademuren (IPK). Innovatiepartnerschap Kademuren De kracht van het innovatiepartnerschap zit hem in de samenwerking met de markt. Marktpartijen met innovatieve oplossingen krijgen een commercieel interessant raam- contract aangeboden na de ontwikkelfase, waardoor ze langdurige investeringen dur- ven doen in bijvoorbeeld materieelontwik- keling. De samenwerking is intensief, open en gelijkwaardig: de gemeente (opdrachtge- ver) en marktpartijen (opdrachtnemers) ING. PATRICK SPAAN Technisch Projectmanager Ingenieursbureau Gemeente Amsterdam auteur 2 De Prinsengracht, eind 19e eeuw 2 CEMENT 5 2022 ?29 werken als echte partners samen. Verder is kenmerkend dat beide partijen na of tijdens de ontwikkelfase nog de stekker eruit kun- nen trekken. Inherent aan innoveren is dat het kan mislukken.Tijdens de aanbesteding van het IPK zijn de partijen uitgedaagd om slimme op- lossingen te bedenken om de doorlooptijd en overlast voor de omgeving te reduceren. Hierbij was ook de opschaalbaarheid van de oplossing een belangrijk thema: het concept moet in zo veel mogelijk situaties in de stad toepasbaar zijn. Tijdens de aanbesteding is een vaste, taakstellende prijs meegegeven, dus er was geen concurrentie op prijs. Drie marktcombinaties In 2020 is de aanbesteding afgerond en is opdracht verleend aan drie marktcombina - ties: Kade 2.020, Koningsgracht en G-Kracht ( fig. 5, 6 en 7). In de afgelopen periode heb - ben deze drie partijen hun concepten verder uitg ewerkt en getest. Dit jaar nog worden de oplossingen toegepast in kademuurvernieu - wingen in de binnenstad. Bij een succesvolle afr onding van dit pilotproject krijgen de marktcombinaties elk een raamcontract van vier jaar, dat vervolgens nog maximaal vier jaar kan worden verlengd. De innovatieve concepten Innovatie in de techniek vormt de basis om de doelstellingen te halen op het gebied van versnellen en reductie van overlast. De inno- vatie moest worden gevonden in een alter- natieve constructie voor de kademuur en/of in de uitvoeringsmethode. In drie navolgende artikelen in Cement zetten de drie marktcom- binaties hun concepten uiteen. Er zijn drie totaal verschillende concepten geselecteerd. Toch zijn er ook een aantal overeenkomsten: inzet op risicomijdende uitvoeringsmetho- den (funderingstechnieken); werken vanaf het water; geen bouwkuipen; speciaal voor het concept ontwikkeld bouw - materieel; nauwelijks werkterrein op land noodzakelijk; de oude kademuur blijft grotendeels in de grond zitten; de kade wordt als 'een treintje' vernieuwd (werkvakken zijn kort met snelle deelople- veringen); veel gebruik van prefab elementen; de concepten zijn in grote mate gestan- daardiseerd, dus met zo min mogelijk maat- werkoplossingen; ambitie om met de methoden bestaande bomen op de kades te behouden (in de prak- tijk zal van de staat van de boom afhangen of dit mogelijk is). Innovatie is onzekerheid Om innovatie in de markt te bewerkstelligen, moet voldoende aandacht zijn voor juiste kaders en een goede mindset. Binnen het 3 Werkzaamheden aan de kademuur van de Korte Prinsengracht in 1900 4 Typische doorsnede van een oude Amsterdamse kademuur (houten palen tot de eerste zandlaag, houten kespen/vloer, metselwerk wand) Een doelstelling van het pro- gramma is om de opgave sneller en met veel minder overlast uit te voeren dan de aanpak tot dusver ARTIKELENSERIE IPK Over het Innovatiepartnerschap Kade- muren verschijnen in Cement vier artike- len. Dit eerste artikel is een toelichting op het Innovatiepartnerschap. Het tweede artikel ('Kade van de toekomst', elders in dit nummer) gaat over de com- binatie Kade 2.020 en het derde ('Behoud historische binnenstad met Koningsgracht', Cement 2022/6) over de combinatie Koninggracht. Het vierde artikel is van combinatie G-Kracht (Cement 2022/7). 3 4 30? CEMENT 5 20 22 IPK zijn relatief weinig kaders meegegeven in het contract. De vraagspecificatie is ui- terst functioneel gehouden om maximale ontwerpvrijheid mee te geven. Dit heeft goed gewerkt, blijkt uit de uitkomst. Deze aanpak brengt echter ook onzekerheden met zich mee. Je w