CONSTRUCTIEir.D.W.BilderbeekBallast Nedam Groep NV, Amstelveen 5. Het constructief ontwerpvan de bruggenInleidingHet ontwerp van de causeway door BallastNedam is, voor zover het de lay-out betreft,geheel gebaseerd op het besteksontwerp.Zowel het horizontale als het verticale trac?zijn ongewijzigd gebleven. In ondiepe zeege-deelten zijn de bruggen vervangen doordammen. Terwijl het trac? van de bruggeneen rechte lijn is, zijn de gebogen trac?-ge-deelten in de dammen aangebracht. Voor hetverticale trac? is uitgegaan van afrondings-radialen van 9375 m en 14 000 m voor res-pectievelijk de concave en convexe bogen.De maximale helling bedraagt 3%.Met uitzondering van de grote overspannin-genbij brug 3, hebben alle bruggen over-spanningen van 50 m, gerealiseerd met 66 mlange, uitkragende liggers en inhangliggersvan 34 m (fig. 1). Dit consequent doorge-voerd, leidt tot eindoverspanningen van42 m voor elke brug.Behalve in brug 2, zijn in alle bruggen voor-zieningen opgenomen vooronderdoorgaandscheepvaartverkeer. De hoofdonderdoor-gang bevindt zich in brug 3. Tabel 1 geeftnadere informatie over de verschillendebruggen.Een standaard doorvaartopening van 50 mheeft een vrije hoogte van 18,50 m. Dehoofdoverspanning is ontworpen als een uit-kragende constructie met overspanningenvan 80 m, 150 men 80 m. De vrije doorvaart-breedte bedraagt daar 135 m, terwijl dedoorvaarthoogte onmiddellijk naast de pij-lers 28,5 m is (fig. 2).De onderbouw van de standaardoverspan-ningen bestaat hoofdzakelijk uit pijlers vaneen enkele, holle paal van 3,50 m diameter,staande in geboorde gaten. De hoofdover-spanning rust daarentegen op rechthoekigepijlers die op fundaties uit massabetonstaan.De essenti?le eisen uit de specificaties luid-den:minimale overspanning 50 m;- een horizontale belasting van 6% van heteigen gewicht plus mobielebelastingin reke-ning te brengen als het statische equivalentvan aardbevingsbelasting;- horizontale uitwijking van de pijlerkop ma-ximaal 40 mm onder normale excentrischebelasting, belasting door scheepsaanvaring;wirodbelasting (160 km/uur), golfslag enstroming;- minimale afstand tussen de uitzetvoegenongeveer 300 m;ontwerp baseren op de 'Standerd Specifi-cation for Highway Bridges' (AASHTO 1981),met enkele afwijkende en aanvullende eisen,zoals:een belasting van 10 kN/m met een excen-triciteit van 4,5 min rekeningte brengen vooreen toekomstige belasting door een pijplei-ding onder het brugdek- een belasting van 10 kN/m per verkeers-strook in rekening te brengen, verdeeld overdrie gelijk belaste assen op afstanden van1,50 m.StandaardbruggenIn overeenstemming met het besteksent-werp zijn de wanden van de kokerliggers hel-lend, zodat de breedte van de onderplaat4,30 m bedraagt, bij een bovenbreedte tus-sen de uitkragingen van 5 m. De wanddiktebedraagt 0,40 men neemttoe tot 0,70 m terplaatse van de verbinding tussen de liggersonderling. De dikte van de onderplaat is0,20 m, toenemend tot 0,40 m bij de opleg-gingen. Het 12,30 m brede wegdek bezit eenminimale dikte van 0,25 m (fig. 3a-b).VoorspanningAlle kokerliggers zijn zowel in langsrichtingals in dwarsrichting (brugdek) voorgespan-nen (fig. 4a-c). De langskabels bestaan uit18 of 19 strengen van 0,62" diameter, vol-gens het Cona-Multi systeem. Het aantal ka-Tabel 1Overspanningen in de bruggenCement XXXVII (1985)nr.6brug standaard afwijkende scheepvaart- totaleoverspanning overspanning opening lengte1 17 x 50m 2 x 42m 1 x50m 934m2 39 x 50m 2 x 42m 2034m3 96 x 50m 2 x 42m 80-150-80m 5194m4 65 x 50m 2 x 42m 1 50m 3334m5 17 x 50m 2 x 42m 1 x 50m 934m398CONSTRUCTIEpijlerIIE cpijlerIIpijler pijler pijlerI I II inhangligger I kraagl igger Ic c c cpijlerIIpijlerIIE cpijlerII-111,'iI IJ I JI I50000 5000034000 66000300000c=continu?teltsptcct (normale E= dilatatie voegrubber oplegginghoofdoverspanningIpijlerpijlerI rubber opleggingIhamerstuk I I hamerstuk\1/ / :/On het werk gestort) /E Eoverqcnqsstu11rubber opleggingenII 1350001 pijlerschachtII I 3500x5500 10000 x 5500 3500 x 5500 II I1 I1 fundenne I I funderlnq fundering I I fundering I1 11II i II] I J lI I I I 1 I I17x 68000 12000 17x/,000= 68000 2000 17x/'000= 68000 12000 17x 680001Standaard brugconstructie2Hoofdoverspanning3a-bDwarsdoorsnede kokerliggera. in veldmiddenb. ter plaatse van steunpuntI123005800 58001500 +3004,3005800I1230058001550 +588De randbalken hebben veel studie gevraagd.Ten slotte werd besloten deze monolitischmet de kokerligger te verbinden. De voorde-len hiervan zijn:1. ankers voor de zijdelingse voorspanningzijn eenvoudiger in de randbalken aan tebrengen;2. een belangrijke belastingspreiding van de1Otons wielbelasting (eeneis in de specifica-ties).De langs- en dwarsvoorspanning werd al nauur aangebracht, waarna de ligger naarde opslag werd vervoerd.bals voor de uitkragende- en de inhang-lig-gers bedraagt resp. 6 en 4 stuks.De dwarsvoorspanning bestaat uit bundelsvan 19 draden van 0,7 mm diameter, over-eenkomstig het systeem BBRV. De draad-bundels worden afwisselend aan de ene ofde andere zijde gespannen, zodat steedseen blind anker wordt toegepast.Ter plaatse van de voeg tussen de uitkragen-de en de inhang-Iiggers is extra verticalevoorspanning voorzien in de wanden en eni-ge dwarsvoorspanning in de onderplaat.Hiervoor zijn Dywidag-staven gebruikt.Cement XXXVII (1985)nr. 6 399CONSTRUCTIEDwarsschottenHet dwarsschot boven de pijleropleggingenen de dwarsbalken ter plaatse van de tand-voegconstructie tussen de liggers onderlingzijn aangebracht op het opslagterrein. Teneinde een goede verbinding met de later testorten onderdelen te verkrijgen waren debetreffende oppervlakken opgeruwd. Daar-toe was in de liggermal ter plaatse van deaan te storten vlakken een vertrager aange-bracht. Na ontkisting van de liggers werd decementlijm meteen krachtige waterstraalverwijderd. Op deze wijze verkreeg men eenoneffenheid van 10 mm en daarmeeeen goe-de verbinding tegen dwarskracht.Voor de laatste verbindingen werden wape-ningskoppelingen gebruikt (fabrikaat Len-ton), die niet alleen beproefd waren op statl-sche belasting, maar ook onderworpen aan500 000 belastingswisselingen tussen circa30% en 100% van de belasting.DilatatievoegenIn de specificaties.was aangegeven dat dila-tatievoegen slechts na elke 300 mmogenvoorkomen. De normale voegen tussen deliggers moesten resulteren in een doorgaandbrugdek (fig. 1). Het gedrag van de conti-nu?teitsplaat ter plaatse van de normale voe-gen werd beproefd door een, door de op-drachtgever aangewezen, onafhankelijk la-boratorium. Het belangrijkste doel van dieproef was meting van de scheurvorming doorrotatie tussen de liggers en door directe ver-keersbelasting. De proef omvatte een mini-mum van 500 000 belastingsveranderingen.De resultaten waren bevredigend. Echter inhet belang van de duurzaamheid werd eenextra bescherming op de continu?teitsplaataangebracht in de vorm van een 5 mm dikke,gewapende bitumineuzecoating(zie ook ar-tikel 11.3).Cement XXXVII(1985)nr. 6De bestudering van onder- en bovenbouwwas nauw met elkaar verweven. Deminimumafstand van ca. 300 m tussen de dilatatie-voegen betekent dat de liggers in het Gerber-ligger-systeem over ten minste zes over-spanningen met elkaar zijn verbonden. Hetbrugdek is tussen de dilatatie-voegen conti-nu, door de plaat ter plaatse te storten. Deweerstand van deze platen tegen rotatie inhet verticale vlak is niet groot. Wel is dat hetgeval voor de stijfheid tegen horizontale ro-tatie. Op deze wijze werken de liggers wathorizontale belasting in langs- en dwarsrich-ting betreft goed samen.Daar de liggers door rubber opleggingenworden ondersteund, fungeren de laatste alshorizontale veren tussen de boven- en on-derbouw. Ook de pijlers, bestaande uit ??npaal per koker, fungeren als flexibele kolom-men, omdat ze elastisch in de ondergrondstaan. In feite gedraagt elke brugsectie vanzes overspanningen zich verschillend als ge-volg van de verschillende pijlerlengten doorvari?rende grondgesteldheid, vari?rend ni-veau van de zeebodem en de vari?rendehoogte boven water.Aangezien het type van de pijlerconstructieafhankelijk is van de waterdiepte of de hoog-te van het brugdek boven water, bezitten debrugsecties niet alle een gelijke stijfheid.Niettemin is de rubberoplegging op depijler-koppen gelijk, ongeacht of de palen via eenbalk met elkaar zijn verbonden of niet. Eenbelangrijk verschil is hier dat in een doorsne-de loodrecht op de brugas in het geval vangekoppelde pijlers:- de verplaatsing in principe vermindert endat- de wringing van de pijlerkop en daarmeeook van de liggerminder is.Het bovenstaande leidde tot voorzieningen400in de dilatatievoeg waar deze zich bevindttussen vrijstaande pijlers en gekoppelde pij-lers, om belasting van de continu?teitsplaatdoor extra wringing te vermijden. Bijkomen-de wringing doet zich eveneens voor in debruggedeelten die verbonden zijn aan de stij-ve landhoofden ter plaatse van de dambe?ln-digingen. Dat leidt tot ongelijkmatige belas-ting van de tand constructie tussen ultkra-gende- en inhang-ligger.Berekening bovenbouwEen aantal secties van '6 liggers achter el-kaar', zowel verticaal als horizontaal belast,werd nader bestudeerd. Hier wordt erop ge-wezen dat een paal excentrisch wordt belast,wanneer de plaats van die paal afwijkt vande brugas. Dat speelt in de eerste plaats voorde 'enkele-paal'pijlers, vooral omdat de ma-ximaal toelaatbare toleranties vrij ruim zijn.Voor verschillende doorsneden werd de ver-anderlijkebelasting in rekening gebracht. Degelijkmatige verkeersbelasting, zowel cen-trisch aangebracht op drie stroken als ex-centrisch op een of twee stroken, leidde toteen verdeling van de dwarskrachten en mo-menten in brugdek, wanden en onderplaatvan de kokerligger. Hetzelfde is gedaan voorhet eigen gewicht. Geconcentreerde belas-tingen door voertuigen resulteerden even-eens in zijdelingse afdracht van momentenen dwarskracht.De belastingoverdracht tussen de liggersonderling heeft plaats via de tandconstruc-tie. Hierbij kan wringing optreden als gevolgvan ongelijkmatige tandbelasting. Het optre-den van wringing hangt af van de hoedanig-heid van de liggers, of er al of geen dwars-schotten zijn toegepast, danwel een verstijfdeindframe. Excentriciteit bij de tandopleg-gingen zelf kan leiden tot plaatselijke wrin-CONSTRUCTIEi.?0.850.850.8550.0066.009i:::::::s~;;;;;~~1fig. 3al12.304a-cVoorspansystemena. van kraagfiggerb. van inhangliggerc, in dwarsrichtinggingsmomenten. Ten slotte veroorzakenconcentraties van een aantal spanankersniet alleen spanningen achter de ankers zelf,maar oefenen ook een zijdelingse invloed uit.AI deze overwegingen noodzaakten tot eenbeproeving van de gecompliceerde tand-constructie aan de hand van een model opware grootte (zie artikel 13).Hierbij waren de pijleropleggingen excen-trisch aangebracht ten opzichte van de ko-kerwanden, Daardoor moest belasting wor-den overgedragen via de dwarsschotten omeen evenwicht met de dwarskrachten te rea-liseren. Aangezien in die dwarsschotten ver-schillende openingen voorkomen ter door-voering van kabels en voor inspectie, doenzich daarspanningsconcentraties voor.Derubber opleggingen onder de liggers warenvan vari?rende dikte. Rubber opleggingenkomen eveneens voor in de normale tandop-leggingen waar het brugdek wordt doorver-bonden (zie artikel 11.5)TolerantiesHet gedetailleerde ontwerp van de brug wasgebaseerd op een reeks beslissingen tenaanzien van toleranties. In vele gevallenkwam dat neer op een eenvoudig ontwerpom risico's uit te sluiten. Deze opvattingheeft geen nadelige invloed op de kwaliteit,eerder het tegendeel.Enkele voorbeelden hiervan:- Enerzijds de keuze van een zeer nauwkeu-rig plaatsingssysteem voor het monteren vanpalen en liggers, anderzijds het inbouwenvan toleranties bij de detaillering, die ruimerzijn dan voorhetplaatsingssysteem nodig is.- Inbouwen van verschillende toleranties te-gelijkertijd, zodat correcties gemakkelijkerdoor te voeren zijn.Bij het ontwerpen werd uitgegaan van eenmaximaal toelaatbare afwijking op de lokatievan 100 mm voor elk element, terwijl de dila-tatie niet meer tolerantie vroeg dan 20 tot40 mmo De mogelijkheden om te corrigerenwaren:- 50 mm voor het plaatsen van depijlerkop;- 100 mm voor de oplegblokken op de pijler-kop.Dit betekende dat in totaal 150 mm correctiemogelijk was; dat is meer dan de maximaaltoelaatbare plaatsingsafwijkingen.DetailleringDe detailberekeningen werden vanaf begin1982 gemaakt. Een aantal fasen kan hierbijworden onderscheiden:- detaillering van de constructie-afmetin-gen;detaillering van de wapening, voorspan-ning, inte bouwen onderdelen en sparingen.De hoofdafmetingen moesten zo snel moge-lijk worden vastgelegd in verband met deontwikkeling van hulpmaterieel, bekistingenz. Dus ineen vroegtijdig stadium voor deonderbouw:- vaststelling van paaldiameter en wanddik-te, alsmede het aantal secties waaruit eenpaal wordt opgebouwd; voorts wijze vanvoorspannen en vervaardiging. De sectiesworden verticaal gestort, daarna in horizon-tale positie gebracht en geassembleerd. Ookhet type voeg werd bepaald;- vaststelling van een boorgatdiameter inverband met ontwikkeling van de boorinstal-latie. Bepaling van de principes waarop deboorgaten worden ingemeten en van de to-leranties, alsmede de methode van grouten;- ontwerp van pijlerkop en de pluggen, be-paling prefabricagemethoden, het hijsen,transporteren en de verbinding met de pij-lers;- vaststelling bouwmethode voor de cais-sons, evenals de hoofdafmetingen en deprincipes van transport en plaatsing;- vaststelling van de vorm voor de landhoof-den en de verbinding met de dammen.Hetzelfde voor de bovenbouw:- vaststellen van de bouwwijze van de lig-gers;- vaststellen hoofdvorrn enprefabricageme-thode van de tandconstructie:- vaststellen hoofdafmetingen van deligger-onderdelen (onderplaat, wanden en dek),alsmede verbinding van de randbalken.Vaststelling van type voorspankabels envoorspanmethode, keuze van al of geen blin-de verankering;- besloten werd de dwarsschotten endwarsbalken te maken op de opslag na vol-tooiing van de ligger, ontkisting entransport;vastgelegd werden de principes voor hethijsen en transport van de tandconstructieenerzijds, en van de ligger als geheel ander-zijds.OntwerpprocesGedurende de eerste helft van 1982 werdover bovengenoemde kwestie overeenstem-ming bereikt met de materiaalexperts, hetwerkvoorbereidingsteam en het materieel-team.Voor de ontwerpers was het van essentieelbelang om in dit stadium de afmetingen dus-danig algemeen vast te leggen, dat er na destart van de produktie van het hulpmaterieelgeen aanpassingen meer behoefden te wor-den aangebracht. Dergelijke aanpassingenhebben niet alleen een kostenverhogende in-vloed, maar werken evenzeer vertragend.Toch mochten de ontwerpers om redenenvan materiaaleconomie ook weer niet te ruimdimensioneren. Het eigen gewicht heeft im-mers een groot aandeel in de totale belas-ting. Een en ander werkt belangrijk door alser sprake is van een hoge repetitiegraad, zo-als bij de causeway. Vanuit deze gedachteis een beproevingsprogrammaopgesteld ornhet ontwerp en deuitvoeringsmethode tetoetsen:1. Een beproevingsprogramma voor zowelde assemblage van de palen als de methodevoor grouting bij het plaatsen van de palenin de ruime boorgaten.2. In verband met de wanddikte van 35 cmwerd voor de palen een ovaalvormig typevoorspananker ontworpen. Daartoe werd hetscheurgedrag beproefd, niet alleen in ver-band met de spiraalwapening achter het an-ker, maar ook scheurontwikkeling als gevolgvan ??n anker dan wel een aantal ankers.3. Een afzonderlijke tandconstructie, voor-zien van drie voorspanankers. werd be-proefd om de invloed na te gaan tussen deankers zelf, alsmede de consequenties voorscheurontwikkeling in de tandconstructie alsgeheel.4. Bestudeerd werd de vermoeiingssterktevan de mechanische (Lenton) koppelingentussen wapeningsstaven.5. Onderzoek werd uitgevoerd naar debaarheid van wapeningsstaven, in het bij-zonder naar een geschikte lasmethode bij deprefabricage van wapeningsconstructiesvan FeB 400 en FeB 500.6. Daarnaast nog beproeving van het sta-tisch gedrag van de continu?teitsplaat, opverzoek van de opdrachtgever.CementXXXVII (1985)nr.6 401CONSTRUCTIE350300350t t12501250185018501100 50012300123001150 11001150 11501100500 1100!II185018501250+1250Ten einde de oplegkrachten door de koker-wanden te leiden, is de koker ter plaatse vande opleggingen voorzien van een dwars-schot. Het hamerstuk is met dwarshel-ling op de pijler geplaatst om het gewensteafschot naar de zijkant van het brugdek teverkrijgen. Elk hamerstuk isin drie gedeeltengeprefabriceerd en in de voegen van door-gaande wapening voorzien.Evenals bij standaardbruggen zijn sparingenaangebracht voor het doorvoeren van ka-bels, leidingen e.d. Eensparing in de bodem-plaat van het hamerstuk maakt vanuit de lig-ger toegang mogelijk naar de pijlers, ter con-trole van de oplegblokken.Van primair belang voor de prefabricage vande liggers en de voorbereiding van de wape-ningsconstructies was zo vroeg mogelijk tebesluiten over allerlei in te storten voorzie"ningen, zoals ten behoeve van ankerbouten,sparingen voor de doorvoering van leidingenen kabels en het aanbrengen van lichtmas-ten. Veel van deze voorzieningen worden pasvlak voor de oplevering van de causewayaangebracht. Ten slotte werd rekening ge-houden met het gebruik vaneen verrijdbaarplatform met hydraulische arm, waarmee hettotale oppervlak van de kokerliggers kanworden ge?nspecteerd.De hoofdoverspanningDe hoofdoverspanning is ontworpen alsvrije-uitbouwconstructie met behulp van ge-prefabriceerde brugmoten. De constructie-hoogte van deze 4 m lange moten varieertvan 8 m bij dehoofdpijlers tot 3,50 m in hetmidden van de overspanning en 2,50 m terplaatse van twee nevenpijlers (fig. 5a-b).twee zij-overspanningen zijn verbonden metde normale liggers van de standaardbrug-gen.De 12 rn lange hamerstukken op de 10 mbrede hoofdpijlers zijn eveneens geprefabri-ceerd (fig. 6). De oplegging geschiedt mid-dels twee rijen rubber oplegblokken. Op de-ze wijze lijken inwendige spanningen terplaatse van de opleggingen te worden ge?n-troduceerd; in werkelijkheid valt dat mee om-dat de opleggingen verkortingen toestaan.5a-bDwarsdoorsnede ligger voorhoofdoverspanninga. boven steunpuntb. in veldmidden--+-Bovendien zijn de bovenbouw en pijlerkop-pen zodanig ontworpen dat, in het geval deoplegblokken moeten worden vervangen, dehoofdoverspanning kan worden opgevijzeld.6Voorspansysteem hoofdoverspanningCement XXXVII (1985) nr.6 402CONSTRUCTIE7Vrije-uitbouw fasen, met voorspansystemena72 uitkragingskabels 12x15.780.000pier 4A150.000pier 4A3A80.000IbecdUitbouw (fig. 7)De bodemplaat van de uitbouwmoten va-ri?ert van 1,00 m nabij de pijlers tot 0,20 m inhet midden van de overspanning. Daar deconstructiehoogte in de hoofdoverspanningen de zij-overspanningen afnemen tot resp.3,50 m en 2,50 m, ontstaat er een on-balansbij de tweezijdige uitbouw vanuit het hamer-stuk. Om dit te compenseren werd de diktevan de bodemplaat voor de moten in de zij-overspanningen verzwaard. Bovendien isnog voorzien in een aanvullende tijdelijke be-lasting.De uitbouwmoten zijn ontworpen met tweeoplegnokken per wand, met een diepte van1,30 m, ten behoeve van de overdracht vande dwarskracht. Vanaf het 7e element is hetaantal nokken gereduceerd tot ??n (fig. 6).De nokken zijn voor de belastingsafdrachtfors gedimensioneerd en zwaar gewapend.Dat is gedaan met het oog op de verlijmingvan de voegen, die bij hoge temperaturenmogelijk kan verweken.Tijdens de uitbouw werden tijdelijke voor-spanstaven aangebracht, die na definitievevoorspanning zijn verwijderd. De definitievevoorspanning bestaat tot de achtste mootuit 2 kabels van 18 strengen, overeenkom"stig het Cona-Multisysteem, daarna uit 1 ka-bel per wand voor de overige moten.In deprefabricage-fase is in de moten dwars-Cement XXXVII (1985)nr.6 403CONSTRUCTIEvoorspanning aangebracht, bestaande uit 9draden 0 7 mm, systeem BBRV. De draad-bundels werden om-en-om aan ??n zijdeaangespannen. De moten werden vervaar-digd volgens het lange-banksysteem, reke-ning houdend met vervormingen door kruipen krimp. Dat hield in dat rekening werd ge-houden met de tijd tussen vervaardiging enmontage, alsmede met het aantal nog aan tebrengen moten voordat de sluitvoeg werdgestort. Als gevolg van veranderingen in deplanning, werden de vervormingskrommenherhaaldelijk geanalyseerd voor de verschil-lende leeftijden van de moten en de standvan de uitbouw.Vanuit beide hoofdpijlers werd 74 m uitge-bouwd. De ter plaatse gestorte sluitvoegheeft een lengte van 2 m. Tijdens het sluitenkon een eventueel hoogteverschil tussen debeide uitkragingen worden vereffend metbehulp van een staalconstructie. Ook was erde mogelijkheid van een extra correctie om-laag, door het eenvoudig aanbrengen vaneen tijdelijke belasting. Behalve de aanslui-ting tussen de twee brughelften, dragen ookde continu?teitskabels bij aan het opnemenvan het positieve veldmoment als gevolg vanverkeersbelasting (fig. 7).Zij-overspanningDaar de uitkragingen in de zij-overspannin-gen ook een lengte van 74 m hebben, res:teert er een opening van 6 m tussen het eindvan de uitkraging en het hart van de pijler.De overspanning daarnaast is de standaard50 m. Ten behoeve van de aanpassing aande standaardliggers werden op de nevenpij-lers hamerstukken geplaatst met uitkragin-gen van 8 en 6 m. De wanden van de 8 mlange uitkraging zijn onder een helling over-eenkomstig die van de standaardliggers ge-bracht. De 6 m lange uitkraging aan de ande-re zijde bezit verticale wanden zoals in dehoofdoverspanning. De overgang van rechtenaar schuine wanden werd gerealiseerd overde breedte van de nevenpijler.Het 14 m lange hamerstuk werd geprefabri-ceerd in een aantal onderdelen:1. de standaard tandconstructie zoals bij deuitkragende liggers;2. het gedeelte boven de pijler;3. een 4 m lange moot ter aansluiting op hetlaatste uitkragende element vanuit de hoofd-pijier;4. de verbinding tussen deel 2 en 3.In alle voegen van het samengestelde ha-merstuk werd de wapening doorgevoerd.Binnen het hamerstuk is ballast-beton aan-gebracht van een zodanig gewicht dat dezwaartelijn van het hamerstuk binnen de af-metingen van de pijler blijft.Voor de montage van het geassembleerdehamerstuk is een stalen hulpframe gebruiktdat aan het hamerstuk was bevestigd en datna de plaatsing ook aan het uitbouwgedeeltewerd vastgemaakt. Het eerste globaal ge-plaatste hamerstuk werd daarna zorgvuldiguitgemeten en middels een voeg van 20 mmaan de pijlerkop verbonden. Daarna kondende voorspankabels in langsrichting wordendoorgetrokken (fig. 7b).FundatiesDe twee hoofd- alsmede de twee nevenpij-Cement XXXVII(1985)nr. 6Iers hebben een fundering gekregen vanmassabeton, waarvan de onderzijde gelegenis op 12 m-peil. Het funderingsniveau wasgekozen op een voldoende stabiele onder-grond. Daaromheen werd voorzien in een bo-dembescherming van maximaal 3 m dikte,bestaande uit natuurlijke steenslag op eenfilterdeken, ter voorkoming van erosie. In te-genstelling tot de overige brugpijlers steektde bovenkant van de fundatie 2 m boven wa-ter uit.De fundaties hebben afmetingen van 20 x 35m2 en 15 x 35 m2voor respectievelijk hoofd-en nevenpijlers. In beide gevallen bedraagtde hoogte 14 m. De fundaties onder dehoofdpijlers zijn ten opzichte van de brugas8 graden gedraaid in verband met de richtingvan de vaargeul.Er is gekozen voor dergelijke fundaties om-dat rekening moest worden gehouden metaanvaringen waarbij scheepsstoten vanresp. 56 000 kN en 28 000 kN op hoofd- ennevenpijlers kunnen worden verwacht.404Ook zijn in tegenstelling tot de andere pijlersde pijlerschachten ter plaatse gestort meteen glijbekisting. Voorspanning was niet no-dig, gezien de robuuste doorsnede-afmetin-gen van 10 x 5,5 m2?De pijlerkoppen zijn wel geprefabriceerd.Deze bestaan uit een afdekplaat voor deschacht met daarop twee poeren ten behoe-ve van de opleggingen.BesluitDe detaillering van de constructie en de di-mensionering van de wapening had plaats inhet hoofdkantoor te Amstelveen gedurendede jaren 1982-1983. Tijdens deze piekperio-de waren circa 70 ontwerpers, materiaaldes-kundigen en tekenaars voor dit werk ingezet.Tevens werden andere ingenieursbureauserbij betrokken. Voor algehele controle enspeciale adviezen was een aantal expertsaangewezen. De specifieke onderdelen vanhet ontwerp worden toegelicht in de artikelen6 tot en met 11.CONSTRUCTIEir.G.J.BakkerBallast Nedam Groep NV, Amstelveen 6. Voorschriften enbelastingenGolf- en stroombelastingDe pijlers worden belast met krachten tengevolge van golven met een maximale hoog-te van 2 m en water met een stroomsnelheidvan 1,2 m/sec.Extra rustende belastingEen extra rustende belasting van 10kNImten gevolge van een pijpleiding op 3,50 muitde kokeras.TemperatuurVoor de temperatuurbelasting dient een ge-lijkmatige verandering ?n een gradi?nt overde kokerhoogte te worden aangehouden(fig. 3). De gelijkmatige temperatuurveran-dering loopt van 10?C tot 45 ?Cen de gra-di?nt bedraagt 10?C. Bovendien moet voorelk onderdeel van de brugconstructie meteen temperatuurgradi?nt van 5 ?C wordengerekend.AardbevingAls aardbevingsbelasting dient een horizon-tale kracht in alle richtingen van 6% van heteigen gewichten de rustende belasting teworden toegepast.VerkeersbelastingDeze bestaat uit een gelijkmatige verdeeldebelasting van 10 kN/m per rijstrook (fig. 1)en twee laststelsels nl. ??n van 600 kN en??n van 300 kN (fig. 2). Indien 3 rijstrokengelijkrnatig zijn belast, mag een reductiefac-tor van 10% worden toegepast.VoorschriftenBij de berekening van de brug is gebruik ge-maakt van diverse internationale voorschrif-ten nl.:BelastingenVoor de volgende belastingen is in het bestekafgeweken van de AASHTO-normen:1. AASHTO (American Association of StateHighway and Transportation Officials). Ditwaren de belangrijkste voorschriften voor deberekening van de onder- en bovenbouw.Door de opdrachtgever zijn echter op eenaantal artikelen modificaties gegeven, zoalsonderstaand moge blijken.2. ACI (318-77) American Concrete lnstltu-te. Dit voorschrift, waarnaar door AASHTOwordt verwezen, is voornamelijk gebruiktvoor de berekening van dwarskracht en tor-sie.3. DIN 4227 (Duitse voorschriften) - Debere-kening voor krimp en kruip moest volgens ditvoorschrift worden uitgevoerd.4. BS 5400 (Engelse voorschriften). Ditvoorschrift is gehanteerd voor de dekking,de hart-op-hart afstanden en de toe te pas-sen afbuigstralen van de voorspankabels.5. VB 1974 (Nederlandse voorschriften).Waar bovenstaande voorschriften geen uit-sluitsel gaven is de VB '74 gebruikt, met na-me voor tijdelijke situaties en hulpeenstruc-ties.200dekbodemdekbodem.l50m.150m.rij strook breedterustrookbreedte2Verkeersbelasting, bestaande uit tweelaststelsels1Verkeersbelasting, gelijkmatig verdeeld3Temperatuurgradi?ntStandaard doorvaartopening,overspanning 50 m, vrije hoogte 18,5 mCement XXXVII (1985)nr.6 405CONSTRUCTIEir.J.Y.TonnisenBallast Nedam Groep NV, Amstelveenir.H.J.Lugerir.E.J. den HaanLaboratorium voor Grondrnechanica, Delft7. Standaard onderbouwA. AlgemeenDezeebodem ligt ter plaatse van de brugsec?ties tussen 5 en 12 m beneden peil (in con-tract vastgelegd =gemiddelde zeespiegel).Behalve de bruggedeelten, waarin door-vaartopeningenzijn voorzien, is een mini-mum hoogte onder de brug van 5 m vereist.Dit betekent dat circa 60% van de totalelengte van de bruggen met deze vrije hoogtemoest worden ontworpen. Voor de overige40% van de lengte wordt de vrije hoogte, endaarmee de lengte van de pijlers, bepaalddoor de afmetingen van doorvaartopeningenen het daaruit volgende verticale alignement.Dit leidt ertoe, dat voor de doorvaartopenin-gen in de bruggen 1, 4 en 5 pijlers moestenworden gerealiseerd met bovenkant con-structie op 15,40 m + peil en voor brug 3,met uitzondering van de 4 hoofdpijlers vande hoofdoverspanning op 31,90 m + peil. Delengte van destandaardpijlers vanaf zeebo-dem tot onder de opleggingen varieert hier-door van 10 tot 17 m voor de laaggelegengedeelten, tot circa 40 m voor het hoogstegedeelte van brug 3.Gezien de relatief korte pijlers in de laaqqe-legen gedeelten van de bruggen, de goedefunderingseigenschappen van de bodem ende mogelijkheid tot inzet van groot materieel,is ervoor gekozen deze pijlers (per halvebrug) uit te voeren als een geprefabriceerdelement, in ??n operatie te plaatsen en rei-kend vanaf funderingsniveau tot boven dewaterlijn. Dit element is een voorgespannenholle betonpaal, 0 3,50 m.Ook voor de kleine doorvaartopeningenwerd oorspronkelijk uitgegaan van dit typepijler (pijler type 1, fig. 1). Na de prijsaanbie-ding stelde de opdrachtgever zwaardere ei-sen ten aanzien van de toegestane zijde-lingse uitwijking van bovenkant pijler ondergebruiksomstandigheden (max. 40 mm).Hierdoor werd het noodzakelijk de palendoor een dwarsverbinding te koppelen tot??n gezamenlijke pijler (pijlertype 1A, fig. 2).Met deze twee pijlertypes kan het overgrotegedeelte van de bruggen wordenqereall-seerd.Voor de overblijvende bruggedeelten wor-den de pijlertypen 2 en 2A toegepast, dieCement XXXVII (1985)nr.6voor een belangrijk deel zijn samengestelduit paalsecties 0 3,50 m (fig. 3, 5).Kenmerkend voor deze types is dat de funde-ring uit 4 palen bestaat die onder de waterlijnzijn gekoppeld door een 2,50 m dikkepend-betonnen poer (fig. 4, 6). De pijler-schachtenboven de poer worden uitgevoerdvolgens hetzelfde principe als de palen03,50 m.B. Functionele eisenDe belastingen op de pijlers worden voorn a-melijk bepaald door de bovenbouw:- eigen gewicht bovenbouw;- verkeersbelasting (verticaal en rembelas-ting);- windbelasting;- opgelegde vervormingen uit temperatuur,krimp en kruip;- aardbevingsbelasting.406Op de onderbouw zelf werkt:- eigen gewicht;- windbelasting;- golfbelasting;- stroombelasting;- temperatuur (incl. zonbestraling, krimp enkruip);- aardbevingsbelasting;- scheepsaanvaring;- de reacties van de grond (incl. zettingsver-schillen).Vermeldenswaard is hierbij dat de scheeps-aanvaring als van dezelfde categorie wordtbeschouwd als aardbevingsbelasting.De pijlers van het type 1A, gelegen binnen250 m ter weerszijden van het hart van dekleine scheepvaartopeningen, worden bere-kend op een horizontale belasting van 3000kN (fig. 7). De pijlers van het type 2 en 2Aworden berekend op belastingen die ingrootte toenemen naarmate de pijler zichdichter bij de hoofdoverspanning bevindt.CONSTRUCTIE6550 6550r-_~~~ bodembescherming1:;~~-~~~bodemplug(onder water gestortbeton)--'--~~- betonnen plug~~~~~ C/! 2700 (prefab)1If-~-~~- kokerligger-~~--rubber oplegging- - - - - pijlerhoofd~Ikoker Iigger~I131006562 656213124Ij;IkokerliggerC/! 3500zachte rots ?'"c 8? ~---~VAR.zandlagenVAR+5.000.2.9000000-zcoo+'7.6051Pijler type 12Pijler type 1A131006550 6550C/! 3500+4.000 ? +6.000o.zooozandlagenzachte rotspaal6562koker! igger-----rubber oplegging-pijlerkoppelingplug[pref eb]zandvulling(onder water gestortpaalDe pijlers type 2A binnen 275 m uit het hartvan de hoofdoverspanning zijn in principeberekend op een horizontale kracht van10 000 kNo De overige pijlers binnen 775 mzijn berekend op een horizontale kracht van3000 kNo Figuur 8 toont als voorbeeld de be-lastingen op de zwaarst belaste pijlers.Voor de pijlers type 1 is in het algemeenpalend het belastingsgeval 'excentrisch ge-plaatst verkeer'; dit leidt tot een groot bui-gend moment, dat door ??n paal moet wor-den opgenomen.Het belastingsgeval 'aardbeving' is in het al-gemeen bepalend voor de gevraagde sterktevan de pijler, zodra de hoogte tot onderkantbrug boven de 5 m + peil komt.In verband met de ongewapende voegen inde paal worden in de axiale richting geentrekspanningen in de paal toegelaten, metuitzondering van die door temperatuursin-vloeden.Omdat de paal 0 3,50 m een integrerend deelvan alle funderingstypen vormt, zal hiervaneen gedetailleerde beschrijving worden ge-geven. Daarna volgt een nadere beschrijvingvan de verschillende pijlertypen. Verder wor-den de funderingstechnische aspecten na-der belicht.Cement XXXVII(1985)nr. 6 407CONSTRUCTIE3Pijler type 2fkoker,lIgger I6550 6550bodembeschermingpijlerkokerliggerrubber opleggingpijlerkoppelingbetonnen plug2700 (prefab)prefab-poertype 2paal 3500wand dikte 350pijlerschacht3500zachte rots", Ilj:1:: I bodemplug(onder watergestort beton)VAR.3500- 4500- 2000zandlagen+ 6.000 a + 80004Horizontale doorsnede pijler type 2sI3500wanddikte 350pijlerschacht3500wanddikte 350bodembeschermingprefab-poertype 2. Ipalen23124Ipolenooo 0 0o 0 0CementXXXVII (1985)nr.6 408CONSTRUCTIE5Pijler type 2A kokerl igger I131006550rubber opleggingpijlerhoofd?.?'3500bodembeschermingprefab-poerplug(onder watergestort beton)500 3500 500pijlerschacht500 x 3500zachterotsVAR.VAR.VAR.0.000- 2.000+6.000 a +8.000pijler6562 6562pijler6Horizontale doorsnede pijler type 2ApijlerNN331243500pijlerschachtx 3500poerCementXXXVII(1985) nr.6 409CONSTRUCTIEbelasting: a,b 10000 kNc .d ,e = 5000kNabCd30?e1 p = 10000 kNop + schacht)II p = 10000 kNop 2.00- C.D.(poer)I 10000 kNorII 10000kN3000kNC.D.7Belasting door aanvaring op pijler type 1Abelasting: a = 3000 kNb = 3000 kNc=1500kNbelasting :a ,b =c,d,e =10000 kN5000 kN8Belasting door aanvaring op pijler type 2AC. De paalHet in allefunderingstypen terugkerendeelement is een holle betoncilinder met eenuitwendige diameter van 3,50 m en eenwanddikte van 0,35 m.De betonkwaliteit, uitgedrukt als cilinder-druksterkte, bedraagt 35 N/mm2? De palenworden met behulp van voorspanning sa-mengesteld uit secties die in lengte vari?renvan 3,0 tot 6,0 m lengte, met sprongen van0,50 m. Voorts zijn er secties van 0,70 tot1,60 m lengte met sprongen van 0,1 m,dievooral bedoeld zijn als passtukken. Onder inde paal wordt, ten behoeve van de over-dracht van de verticale kracht naar de bo-dem, een 3,0 m hoge bodemplug ter plaatsegestort.Teneinde de paal ter hoogte van de waterlijnrobuuster te maken, vooral met het oog opaanvaring door kleine schepen, wordt dezetussen 2 m peil en 4 m + peil massief uitge-voerd. Deze paalsecties zijn 6 m lang en vor-men voor de laaggelegen bruggedeelten te-vens de bovenste sectie, reikend tot 3 m +peil.Vanaf 2 m - peil tot het funderingsniveau opmaximaal 30 m - peil, wordt de paal opge-bouwd uit secties met lengte van 3,0 m tot6,0 rn, waarmee binnen 0,50 m elk gewenstfunderingsniveau kan worden gerealiseerd.Vanaf 4 m + peil naar boven toe, dus alleenvoor palen toegepast bij de hogere brugge-deelten, worden eveneens secties van 3,0 tot6,0 m gebruikt, zonodig in combinatie metpasstukken van 0,7 m tot 1,6 m lengte.Met deze variatiemogelijkheden worden degewenste paallengtes verkregen. De langstepaal is circa 40 m lang en heeft een gewichtvan 3470 kNoVoorspanning en wapeningDe paal ontleent zijn sterkte in langsrichtingaan voorspanning. In de slechts 20 mm bre-de voegen tussen de secties komt geen wa-pening voor. Als voorspansysteem wordentoegepast Cona Multi kabels, 7-strengs0,62". Maximaal worden 18 kabels toepastop een onderlinge afstand van 0,55 m. Hetminimale aantal is 9 kabels. Voor elke paalwordt, afhankelijk van de lengte en de hori-zontale en verticale belasting, het benodigdeaantal kabels vastgesteld.In verband met de kleine wanddikte moesteen speciaal gietstalen anker van het type'casting' worden ontwikkeld met een ovaledrukplaat van 260 x 195 mmo Aangezien dittype hier voor het eerst is toegepast, zijn aande ETH in Z?rich de door de FIP voorge-schreven toelatingsproeven uitgevoerd.Aanvullend hierop is nog een proef uitge-voerd op een vlak proefstuk van 0,35 x 1,60x 2,00 rn,waarin drie ankers tegelijk op span-ning werden gebracht. Deze proeven gavenalle bevredigende resultaten.Het wapeningsstaal van maximaal 0 14 mm(kwaliteit FeB 500)werd voor het paaIgedeel-te boven water bepaald door temperatuurs-invloeden, inclusief zonbestraling. De crite-ria die hierbij werden aangehouden zijn:a. gemiddelde betontreksterkte 3,5 N/mm 2?Bij een betontrekspanning van meer dan2,5 N/mm2 (scheurvorming mogelijk) wordtwapening toegepast, die met een veilig-heidsfactor van 1,2 het scheurmoment vanhet beton kan opnemen;b. maximale scheurwijdte 0,2 mmo Hetpaalgedeelte onder de waterlijn is voorzienvan een praktische wapening, horizontaal012-200 mm en verticaal 0 12-300 rnrn,Verwacht werd dat deze lichte wapening nietzonder extra voorzieningen in staat zou zijntot een goede scheurverdeling, wanneer inde palen tijdens de horizontale opslag doorfelle zonbestraling scheuren ontstaan. Toeninderdaad bleek dat de palen in deze faseaan de binnenzijde langsscheuren vertoon-den, zijn zonwerende dekkleden boven deopslag aangebracht.Materieel en hulpconstructies waren zoda-nigaangepast, dat de krachten die ontstaantijdens het transport van de palen door deaanwezige wapening of voorspanning kon-den worden opgenomen. Slechts voor zeerlange palen wordt de transportbelasting be-palend voor de voorspanning.De dekking op de wapening bedraagt overal75mm.Details (fig. 9)Ten behoeve van de reeds genoemde mas-sieve doorsnede in de getijde + spat-zoneis deze sectie aan de binnenzijde voorzienCement XXXVII (1985)nr. 6 410CONSTRUCTIEgietstalen trompetankerplaatwigspuitbetonpolyethyleen buiscoatingdywidag staaf 36groutbuitenkantlandhoofd/pijlerhoofdlpijlerkoppelingna voorspannengestort betoninjecliebuispolyethyleen verloopstukdywidag ankerplaataerex ringD. typenPijler type 1Dit type pijler is toegepast voor de laaggele-gen bruggedeelten met onderkant brugIig-gers op 5 m + peil. De pijler bestaat in prin-cipe uit vrijstaande paal per brug helft.Op de paal, op ca. 2,90 m + peil, komt eenpvc omhullingsbuis (0 50/60 mm). Deze ka-nalen sluiten aan op Dywidag ankerplaten,en kunnen zodoende worden benut voor hetmonteren van Dywidag ankerstaven(036 mm), waarmee de hijshoed op de paalwordt gespannen. In een later stadium wor-den vier van deze acht kanalen met ankerpla-ten gebruikt voor het aanspannen van depaalkop (pijlertype 1) of de dwarskoppeling(pijlertype 1A en 2) (fig. 10). De ornhullinqs-buizen ten behoeve van de langsvoorspan-ning zijn van het normale gewikkelde type.In de 20 mm brede voeg tussen de paaIsec-ties worden de omhullingsbuizen doorge-koppeld met behulp van speciaal ontwikkel-de polyethyleen hulpstukken. Een kitvullingzorgt ervoor dat deze hulpstukken grout-dicht met elkaar worden verbonden (fig 9b).De voorspankanalen worden na het vullen enverharden van de voegen en na het spannenvan de kabels ge?njecteerd. De inkassingenvoor de verankeringen worden na ruwstralenvan het beton en coaten van de ankers ge-vuld met spuitbeton.10Verbinding pij/erkoppeling metpaa/sehaeht, door middel van Dywidagstaaf 0 36520binnenkantTen behoeve van de hijsvoorzieningen voorde tot ??n paal gemonteerde secties, is debovenste sectie voorzien van 8 kanalen van20 mm brede voeg tussen de secties wordeneenvoudigweg schuimrubber ringen toeqe-past, die voorkomen dat de kanalen vollopenbij hetgrouten van de voeg.De onderste paalsectie is aan de binnenzijdeover een hoogte van 3,0 m voorzien van eengrove vertanding, teneinde de krachten tekunnen overbrengen op de ter plaatse ge-storte bodemplug (fig. ge). De buitenzijdevan de paalsectie heeft ruw oppervlak,om een goede hechting tussen grout en paal-wand te verkrijgen.In een aantal palen (??n per bruglengte van300 m) is een extra omhullingsbuis op?eno-men, als kanaal voor een aardleiding. Alsaardleiding fungeren twee wapeningsstaveno 14 mmo Na het plaatsen van deze stavenwordt ook dit kanaal geinjecteerd.strengenvoorspankanaalspiraal wapeningspuitbetonwigankerplaatgietstalen trompetvoorspankanaalvoorspankanaalvoeqdichtinq.densyl tapevoe?dlchttnq.denscten mastic w.p.p-e verbindingsstuk vooreindp-e ver bindingsstuk moereind--strengengroutvoegdichting 'densyl tapevoorspankanaal,11 /1van een rondlopende nok, waarop desieve betonplug kon worden geplaatst. Deplug is opgebouwd uit stukken van maximaal2,00 m lengte. Door de plug te prefabricerenin plaats van ter plaatse storten, wordtkomen dat er in de paalwand trekspanningenoptreden ten gevolge van warmte-ontwikke-ling van het verhardend beton.De paal wordt geplaatst in een geboord gatvan 3,80 m diameter. Ten behoeve van kana-len voor de groutinjectie worden in de paal-schacht zes omhullingsbuizen ingestort. De-ze kanalen komen in de onderste sectie vande paal op twee verschillende niveaus naarde buitenzijde. Voor het doorverbinden in de11 11sa-cDetails /angsvoorspanning paa/sehaehtCement XXXVII (1985)nr. 6 411CONSTRUCTIEpaalkop die inclusief de rubber opleggingenreikt tot 5,00 m + peil.De paalkop geeft de mogelijkheid tot corri-geren van horizontale afwijkingen in allerich-tingen.Hiertoe zijn de sparingen, waarin deDywidag-staven doorlopen tot bovenkantpaalkop, overmaats uitgevoerd (fig. 10). Af-wijking in de hoogtestand van de paal wordtopgenomen door variatie in de dikte van degroutlagen boven en onder de rubber-opleg-gingen.De paalkop is dusdanig uitgevoerd dat hetmogelijk is de brugliggers op te vijzelen ende rubber opleggingen te vervangen. Zettin-gen ten gevolge van het eigen gewicht vande bovenbouw kunnen worden opgevangendoor de groutlaag op de rubber opleggingenin een later stadium op te brengen.Pijler type 1ADit type pijler is geboren uit de noodzaak omde horizontale uitwijkingen in dwarsrichtingvan de bovenkant van de pijler onder ge-bruiksomstandigheden te beperken tot ma-ximaal 40 mmo Tevens biedt dit type beteremogelijkheden voor hetopnemen van belas-tingen uit scheepsaanvaring.De pijler bestaat uit twee palen, die door eendwarskoppeling aan de bovenzijde zijn ver-bonden tot een portaal. Deze dwarskoppe-ling bestaat uit twee vergrote paalkoppenverbonden door een kokerligger met uitwen-dige afmetingen van 2,35 x 2,55 en wand-dikte 0,40 m. Dekokerligger is voorgespan-nen met 4 kabels type Cona Multi met elk 19strengen 0 0,62".Deze pijlerkop biedt dezelfde mogelijkhedenvoor opvangen van afwijkingen in de standvan de palen als bij type 1. Hierbij is ervanuitgegaan, dat het plaatsen van de tweedepaal ten opzichte van de eerste met groterenauwkeurigheid kan geschieden dan hetplaatsen van een alleenstaande paal.Pijler type 2Bij het hoger worden van de pijlers van brug3 naarde hoofdoverspanning toe, wordt hetbuigend moment in de paal door aardbevingin langsrichting zo groot, dat het niet opge-nomen kan worden door een enkele paal metde gekozen afmetingen. Hierin wordt voor-zien door de palen, die nu eerder als pijler-schacht moeten worden aangeduid, te voor-zien van een inklemming op 2,00 peil.Deze inklemming komt tot stand door eenpoer van 12,0 x 19,1 m2, 2,50 m dik, die rustop 4 palen van het standaard type met debovenkant op 4,50 - peil. De palen staan indwars- en langsrichting 13,12 rn resp.7,00 m uit elkaar. Op de poer worden de pij-lerschachten gespannen. Deze bestaan uitnormale paalsecties.De keuze van deze constructie heeft hetvoordeel, dat de aanblik van de brug niet ver-andert bij de overgang van pijler type 1A naarpijler type 2.De afstand in langsrichting tussen de palenonder de poer (7,00 m) betekent dat erslechts 3,20 m grond tussen de paalwandenoverblijft. Dit heeft tijdens de uitvoering niettot enigerlei moeilijkheden geleid. Hiertoedraagt bij, dat de eerste paal is geplaatst engegrout voordat met het boren voor de twee-de paal werd begonnen.Cement XXXVII(1985)nr.6De poer op de vier palen is geprefabriceerd.Een extra randvoorwaarde is hierbij, dat hetgewicht ervan het hefvermogen van de drl]-vende bok van 10 000 kN niet mag over-schrijden. Om dit te bereiken zijn in de poerter plaatse van de palen verticale gaten van3,70 m diameter gespaard. Deze gaten zijnaan de onderkant met een 0,25 m dikke plaatafgesloten. De plaatonderzijde is voorzienvan een tapse nok, die in de paal past meteen speling van 0,10 m.Na het monteren van de poer wordtde ruimtetussen nok en paal voigeperst met grout.Daartoe is circa 0,50 m onder de nok een be-kistingsplaat opgehangen. Er bestaat dusgeen verbinding tussen paal en poer in devorm van wapening of voorspanning. Dit ismogelijk omdat volgens berekeningen onderde gebruiksbelastingen geen trek in dezedoorsnede zal optreden. Alleen in het gevalvan een scheepsstoot is sprake van een ge-ringe trekspanning, maar de scheurwijdteblijft dan kleiner dan 0,2 mmoTen behoeve van de verbinding tussen pijler-schacht en poer zijn in de poer voorzieningenvoor lusverankeringeningestort, in de vormvan dichte, stalen omhullingsbuizen. Deschachten die relatief kort zijn (maximaal23 m), zijn ten behoeve van het transportvoorzien van 4 stuks 7-strengs kabels. Wan-neer de schachten zijn geplaatst en de voegtussen schacht en poer is gedicht, worden 7luskabels doorgetrokken en gespannen. Deeffectieve voorspankracht in de voeg komtdan overeen met die van 14 kabels.De schachten worden aan de bovenzijdevoorzien van dwarskoppelingen van hetzelf-de type als pijler type 1A. Vanaf bovenkantpoer tot 4,0 m - peil worden de palen massiefgemaakt door het plaatsen van de reeds ge-noemde geprefabriceerde pluggen.Pijler type 2ABij de schachten van 2 maal 12 pijlers, directnaast de hoofdoverspanning kon, ondankseen koppeling direct onder de waterlijn, nietworden voldaan met de normale doorsnedevan de paalsecties. Daarom werd overge-gaan op een rechthoekige schachtdoorsne-de van 3,50 x 5,00 m2en een wanddikte van0,50 m. Hiebij is dan geen dwarskoppelingnodig.Hoewel prefabricage in ??n stuk uit transport-overwegingen mogelijk was, is toch beslotende schachten in twee stukken te fabriceren;een onderste gedeelte van 15,5 m lengte eneen bovengedeelte van vari?rende lengte.Deze wijze van vervaardigen biedt de moge-lijkheid de stukken zonder voorspanning tevervoeren. Tevens kan de voorspanning,eveneens uitgevoerd met luskabels, wordengereduceerd door twee luskabels af te span-nenin de tussenvoeg op 14,0 m + peil.De voorspanning in de voeg tussen poer enschacht bestaat maximaal uit 14 stuks 12-strengs kabels voor de lagere pijlers en 14stuks 19-strengs kabels voor de hoogste pij-lers.Het principe van deze pijler komt overigensgeheel overeen met het principe van de pijlertype 2.De schachten worden evenals bij type 1, 1A412en 2 voorzien van massieve geprefabriceer-de pluggen. De hoogte van de bovenkant vande pluggen varieert, tot maximaal 8,0 m+peil dichtbij de grote doorvaartopening.E. Berekenen van depijlerconstructieAlgemeenHet overgrote deel van de berekeningen vanpijlerconstructies is uitgevoerd met behulpvan standaard raamwerkprogramma's.De verdeling van geconcentreerde wringmo-menten uit excentrisch verkeer op het brug-dek boven de pijlers type 1 is berekend metbehulp van een balkroosterprogramma. Metbehulp van dit programma werden in eersteinstantie invloedslijnen bepaald om na tegaan welke bruglengte belast moest wordenvoor het bereiken van het maximale effect.Maximaal werd 900 mbruglengtein deze be-rekeningen meegenomen.Voor de gedrongen poeren van de pijlers ty-pe 2 en 2A was het niet mogelijk met normaleraamwerkberekeningen een goed beeld vandekrachtsverdeling te krijgen. Daarom wer-den ze berekend door middel van het eindi-ge-elementenprogramma EA8E van ContraIData.Bij de berekening van de pijlers type 1A opaanvaring werd rekening gehouden met dereactie die de overige pijlers kunnen leverenwanneer ??n pijler wordt aangevaren, methet brugdek als verdelend medium.8cheurwijdten werden gecontroleerd vol-gens hoofdstuk 1.5.39 van de AA8HTO. Aan-gezien de hierin gegeven formule slechts re-kening houdt met enkele van de factoren diede wijdte van scheuren bepalen, is in uitzon-derlijke gevallen ook de berekeningswijzetoegepast zoals aangegeven in de CEB-FIPModel Code.Zoals blijkt uit het bovenstaande, konden deberekeningen van de pijlerconstructies metter beschikking staande standaardmetho-des en rekenprogramma's worden uitge-voerd. Dit was evenwel niet het geval tenaanzien vandepaalinklemming in de grond.Berekening van de palen;grondmechanische aspectenBij de berekening van de palen deden zichde volgende problemen voor:a. er is weinig bekend over de elastischeinklemming van palen van 3,50 m diameterin grondsoorten, die ter plaatse voorkomen;b. er bestaat geen standaardmethode waar-mee het bezwijkvermogen van dergelijke pa-len, belast door verticale en horizontalekrachten en een moment kan worden bere-kend.Elastische inklemmingEr zijn in principe twee methodes waarmeehorizontaal belaste palen kunnen wordenberekend:1. De methode 'p-y curves'. Hierbij wordende karakteristieken van horizontaal verendesteunpunten vastgesteld uit proeven op klei-ne boormonsters. Daarbij wordt rekening ge-houden met de paaldiameter.CONSTRUCTIE2. De methode 'M?nard' waarbij de horizon-tale beddingsconstante wordt berekend uitde formule:11a-ba. Schematisering onderbouwb. Veerstijfheid als functie vaninbeddingslengteDe pressiometermodulus, of M?nard-modu-lus Ep,wordt gevonden uit de ter plaatse uit-gevoerde pressiometerproeven. Omdat bo-ringen in dit soort grond vaak een lage 'corerecovery' vertonen, zodat het vinden van re-presentatieve monsters voor het vaststellenvan een p-y curve moeilijk is, werd beslotenuit te gaan van de M?nard-methode.In het voorlopige grondonderzoek waren noggeen pressiometerproeven uitgevoerd. Devoortgang van de ontwerpwerkzaarnhedenvereiste inmiddels dat niet gewacht mochtworden totdat resultaten van de presslome-terp roeven uit het aanvullend grondonder-zoek bekend waren. Een oplossing hiervooris voor de zandlagen gevonden in het leggenvan een relatie tussen de gemeten StandardPenetration Values (N) en de elasticiteitsmo-dulus van de grond. Deze relatie werd geko-zen op E = 0,8 N (MN/m2) .Voor de zachte rots werd uitgegaan van eenrelatie tussen de cohesie van ongedraineer-de grond Cu en E:Met de gevonden rotatieveerstijfheid als en-kelveerin het rotatiepunt en een dubbelestijfheid van de paal tussen 0,1 l en 0,67 l,werd een goede overeenstemming gevon-den rnet de doorbuiging en de rotatie aan detop van het eerst genoemde paalmodel. Hetinvoeren van de dubbele stijfheid compen-seert het weglaten van de tegendruk van degrond in het enkelveermodel.een inklemming van 10 20 m in de bodemheeft, een groot aantal lagen zal passeren,waarvan de Ep sterk varieert. De grote uit-schieters naar boven of naar beneden heb-ben dus weinig kans langs de hele paallengtevoor te komen. De inklernmings-veercon-stante zal dan ook geen grote uitschietersvertonen.De rotatie van de paal wordt behalve doorde horizontale veren ook bepaald door dereactie aan de punt van de paal (horizon-taal en verticaal) en de verticale reactie langsvoor- en achterkant (wandwrijving). Omdatdeze invloeden voor een grote paal aanzien-lijk kunnen zijn, is door middel van een bijLGM bestaand rekenmodel 'SQUAT PILE',voor dezelfde gevallen als boven vermeld,de rotatieveer van de bepaald. In dit re-kenmodel wordt ervan uitgegaan dat het ge-deelte van de paal dat zich in de grond be-vindt oneindig stijf is. De hieruit gevondenrotatieveren bleken uiteraard stijver dan die,welke werden gevonden uit het model metuitsluitend horizontale veren (fig. 11b).Voor de berekening van de brug als een sy-steem bestaande uit onder- en bovenbouw,bleek het praktisch de inklemming van depaal in de grond te schematiseren tot ??nrotatieveer (fig. 11a).Uit een groot aantal berekeningen van palenmet verschillende vrije lengte, bodemop-bouw en inbeddingen, waarbij de paal in degrond door horizontale veren werd ge-steund, konden simpele regels worden afge-leid voor:- de ligging van het maximaal moment (op0,16 l onder zeebodem);- de ligging van het draaipunt (op 0,67 [on-der zeebodem);de stijfheid van de rotatieveer (kNm perrad), (zie figuur 11a).Ervan uitgaande, dat de stijfheid van hetzand en de rots onafhankelijk verdeeldegrootheden zijn, werd meteen probabilisti-sche methode nagegaan, wat de 5% onder-en overschrijdingsniveaus waren van deinklemmings-veerconstante van de grond,uitgedrukt in kNm per radiaal. Uit het aanvul-lend grondonderzoek bleek naderhand datvoor het zand de ondergrens redelijk goedwas gekozen (10 MN/m 2) , maar dat de bo-vengrens aan de hoge kant was; 20 MN/m2was hier beter op zijn plaats geweest.Voor de zachte rots gold eveneens, dat deondergrens goed klopte, maar dat de boven-grens eerder bij de 500 MN/m 2lag. Tochwerd geen aanleiding gevonden de gekozenberekeningsmethoden te herzien. Voor-naamste motivatie hiervoor was de paal, dieE= 125 Cuwaarbij de gemiddelde waarde van Cu = 530kN/m2werd aangehouden.Uit het aanvullend grondonderzoek is geble-ken dat er in zandlagen geen duidelijke rela-tie is aan te geven tussen E en N. De variatievan bijv. van E ten gevolge van de dieptewerd gegeven door de vergelijking E = z(MN/m2) , waar voor z de diepte in metersmoet worden ingevuld.In de zachte rots werd gevonden, dat de E-modulus varieert tussen 100 Cu en 400 cu'Volgens de theori?n van M?nard kan in gevalvan homogene grond de berekende waardevan de beddingsconstante worden be-schouwd als geldend op een 'kritieke' dieptevan 3 tot 4 maal de diameter van de paal.Van hieraf naar boven toe neemt de bed-dingsconstante af tot 50% (op zeebodemnt-veau).Volgens het advies van LGM werd, zolangniets bekend was uit pressiometerproevenvan het aanvullend grondonderzoek aange-nomen:- in zand varieert de elasticiteitsmodulus Epparabolisch van nul bij de zeebodem tot eenwaarde van 20 MN/m2op 12,25 m (= 3,50 D)diepte. De mogelijke afwijkingen naar bovenen naar beneden leiden tot de uiterste waar-den van 10 en 40 MN/m2;in zachte rots zal de waarde op 12,25 monder de zeebodem gerniddeld 66 MN/m2bedragen. De variatie hierin loopt van 33MN/m2tot 132 MN/m2,= referentiediameter, 0,60 m= paaldiameter, 3,50 m= pressiometermodulus== materiaalco?ffici?nt=geometrieco?ffici?nten= horizontale beddingsconstantewaarin:DoDEpkhHORIZONTAALVEREN MODEL15 20m'inbeddingslengte10RAD/kN m\-,\ volaens veren model-,