16?CEMENT?4 2025 1 Sloop perron 1 CEMENT 4 2025 ?17 Entree westelijke reizigerstunnel Amsterdam Centraal (2) Het monumentale Cuypersgebouw is deels een kantoorgebouw, deels een transfergebied, deels commer- cie, deels overkapping en deels een verweven installatie (foto 5). De historie van meer dan honderd jaar aan verbouwingen vormde het uitgangspunt bij de verbouwing van de entree van de weste- lijke reizigerstunnel (Westknoop). Het sta- tionscomplex in bedrijf laten was van groot belang tijdens de bouwfase. Onder het gebouw is op kelderniveau een raster van gemetselde kelderwanden aanwezig, die rusten op een kespenvloer (fig. 2 en 6). Deze kespenvloer bestaat uit een eikenhouten plank- en balklaag op houten palen, die over het gehele grondvlak van het gebouw aanwezig is. De ruimtes tussen de kelderwanden zijn opgevuld met een zand- lichaam, dat rust op de kespenvloer. Ter plaatse van de zwaarst belaste delen van de fundering is destijds een dichter paalstra- mien toegepast. Vanaf halniveau bestaat het Cuypersgebouw uit een combinatie van metselwerk wanden en metselwerk kolommen, en stalen liggers (fig. 2). De primaire liggers op de hoofdassen van het gebouw bestaan uit met klinknagels samengestelde profielen. Met deze techniek kon men destijds met relatief kleine onder- delen naar wens zware stalen balken reali- seren, met een significant grotere draag- kracht dan de standaard walsprofielen. De oorspronkelijke vloeren in het Cuy- persgebouw bestaan uit trogvloeren, waarbij een serie stalen walsprofielen met een vaste tussenmaat is geplaatst en de tussenruimte is dichtgezet met gemetselde gewelven. De te slopen constructie tussen as Q en P sluit aan op de monumentale gevel van het Cuypersgebouw (as Q), en op de spoor- constructie (as O). Bij een eerdere verbou- wing was de oorspronkelijke bogenwand op as P vervangen door een stalen portaal, om zo ruimte te maken voor de perrontrap (foto 1 en 4, fig. 3). De bogenwand is terugge- ING. DENNIS KOOIJMAN RC/RO Senior Constructeur Arcadis auteur Constructief ontwerp van een monumentale verbouwing De bestaande constructies zorgden voor de nodige uitdagingen in het constructief ontwerp van de entree van de westelijke reizigerstunnel in station Amsterdam Centraal (werknaam project: Westknoop). De archiefgegevens van het oorspronkelijk monument waren bovendien beperkt. 18?CEMENT?4 2025 bracht, zonder hiermee een obstakel te vormen voor de nieuwe perrontrap. Bestaande situatie perronvloer De perronvloer die tegen het Cuypersgebouw aan lag, bestond uit in beton gestorte stalen liggers, met daarop een met zachtstaal gewa - pende orthotrope betonplaat (fig. 8). De per- ronvloer had drie steunpunten: de noord- gevel van het Cuypersgebouw (as Q, fig. 2), een bogenwand (as P) en een grondkerende metselwerk wand naast het spoor (as O). De bogenwand bestond uit metselwerk bogen en kolommen, en is bij eerdere verbouwin - gen deels vervangen door staalportalen om zo ruimte te maken voor de perrontrap. De grondkerende wand bestond uit metselwerk tot circa 1 m dik, en had met de bouw van eerdere passages deels zijn grondkerende rol verloren. Een deel van het metselwerk is zichtbaar op perronniveau en heeft een monumentale status. Grenzend aan de noordgevel van het Cuypersgebouw (as Q) zijn samengestelde spanten van de perronoverkapping aanwezig. Deze boogconstructies rusten via zuivere scharnierstukken op hardstenen poeren, die weer op de gemetselde kelderwanden van het Cuypersgebouw rusten. De aanwezige dwarsverbanden tussen 2 Doorsnede oorspronkelijke situatie bij de bouw van het Cuypersgebouw 3 Archieftekening situatie na verbouwing in 2000 TIJDSDRUK Om de verbouwing qua tijdspad te laten aansluiten aan aangrenzende spoorprojecten, was er een beperkte doorlooptijd beschikbaar. Dit aspect speelde een grote rol in de construc- tieve ontwerpkeuzes; soms was het beter om voor een minder efficiënte constructiemethode te kiezen als hier- mee de bouwsnelheid werd verhoogd, of hiermee onzekerheden werden weggenomen. Een voorbeeld hiervan is het terug- brengen van de metselwerk bogen- wand in as P als tussensteunpunt voor het nieuwe perron (fig. 10-3b en foto 11). Om parallelle bouwstromen mogelijk te maken, is een stalen portaal gereali- seerd die het perron draagt, dat rela- tief snel is aan te brengen (foto 11). Met deze aanpak kon de perronconstructie verder worden afgebouwd, terwijl men parallel gefaseerd de boogconstructie in (bijna) oorspronkelijke staat terug- bracht. In tegenstelling tot de oor- spronkelijke bogenwand is de nieuwe bogenwand verticaal vrijgehouden van de perronvloer, waarbij deze enkel zijn eigen gewicht draagt. Hij steunt hori- zontaal af op diagonale consoles die op de kolommen van het staalportaal zijn gelast. Om de aannemer in de uitvoeringsfase maximale flexibiliteit te geven, is in het ontwerp van het staalportaal rekening gehouden met alle mogelijke metsel- volgorden van de afzonderlijke bogen. Dit heeft een raakvlak met logistiek in de bouwfasen en het in stand houden van vluchtwegen. 2 3 CEMENT 4 2025 ?19 Entree westelijke reizigerstunnel Amsterdam Centraal (2) de spanten verkleinen de kniklengte en zor- gen in combinatie met windverbanden voor de benodigde samenhang. Beschikbaarheid gegevens In de archieven waren slechts beperkt bere- keningen en constructietekeningen van de bestaande situatie beschikbaar. Daarom was het noodzakelijk om in het werk zaken als overspanningsrichtingen, profielhoogten en algehele maatvoering te controleren. Om de kans op fouten te beperken, is gebruikge- maakt van 3D-inmetingen. De hieruit vol- gende puntenwolken zijn na verwerking over de modellen geprojecteerd. De bestaande constructie is op basis van een combinatie van archieftekeningen, inspecties en de puntenwolken gereconstru- eerd in een integraal BIM-model (fig. 9), zodat de bouwkundige, constructieve en 4 Oorspronkelijk perron 5 Kabeltracé onder bestaand perron De gehele perronconstructie tussen het Cuypergebouw en de perronrand is gesloopt en vervangen 4 5 20?CEMENT?4 2025 6 Situatie na sloop perron 7 Kespenvloer onder het Cuypersgebouw en de perronvloer, gevormd door een planklaag (geel), balkraster (blauw) en palengroep (groen) 6 7 CEMENT 4 2025 ?21 Entree westelijke reizigerstunnel Amsterdam Centraal (2) installatiecomponenten in de verschillende deelfasen binnen het project waren gedocu- menteerd. In het BIM-model zijn de eerdere verbouwingen aan het Cuypersgebouw ver- werkt, zodat er een solide basis ontstond voor het verdere ontwerp. Constructieve hoofdlijnen Om de nieuwe functies te huisvesten, is de gehele perronconstructie tussen de noord- gevel van het Cuypergebouw (as Q) en de grondkerende wand/monumentale perron- rand (as O) gesloopt en vervangen door een nieuwe constructie (fig. 10). De historische bogenwand in as P is in gemoderniseerde vorm teruggebracht door het te combineren met een inwendig staalportaal (foto 11). In het Cuypersgebouw zelf zijn gemetselde stabiliteitswanden vervangen door buigstijve staalportalen, en er is een nieuwe onder- grondse gang voor kabels en leidingen op kelderniveau aangebracht. Perronconstructie?De nieuwe perroncon- structie bestaat uit een staalplaatbetonvloer op drie steunpunten; as O, P en Q. Ter plaat- se van de nieuwe perrontrap is er een vide met aan weerszijden een staalportaal. Dit staalportaal is voorbereid op het in de toe- komst deels kunnen dichtleggen van de vide en is opgehangen aan de liftconstructie. De liftconstructie heeft daarom aan de zijkan- ten consoles, die ingeklemd zijn op een ver- zwaarde ringbalk (fig. 13). 8 Orthotrope plaat perronvloer 9 BIM-model, waarin zowel de bestaande als de nieuwe situatie zijn uitgewerkt 8 9 22?CEMENT?4 2025 Doorbraak grondkerende wand en monu- mentale perronrand? Rond 2000 is over de breedte van de Westtunnel een grote door- braak gemaakt in de voormalig grondkeren- de wand/monumentale perronrand (as O). Bij de huidige verbouwing is aan weerszij- den van doorgang nog een extra doorgang gemaakt, gebruikmakend van betonportalen. In de nieuwe situatie zijn de steun- punten van de bestaande betonbalk in de bestaande doorbraak in deze grond­ kerende wand (fig. 7) vervangen door nieuwe steun- punten. De eindopleggingen op de metsel- werkwand zijn vervangen door opleggingen op de nieuwe, aangrenzende betonportalen (fig. 10-2 en fig. 12). Het tussensteunpunt in de bestaande balk is vervangen door een nieuwe betonkolom die op de nieuwe lager gelegen betonfundering is gefundeerd. De betonbalk zelf moest worden gehandhaafd, omdat hier in de bestaande situatie monu- mentaal metselwerk op rust. In het derde deel van deze artikelserie wordt verder ingegaan op de uitvoeringsas- pecten van het overnemen van het metsel- werk en het borgen van de betonbalk tijdens het vervangen van de steunpunten. Kabels- en leidingengang?Om het grotere verbouwingsproject van het station, dat la- ter startte, mogelijk te maken, zijn een aan- tal installaties naar de zuidwestelijke hoek van het station verplaatst. Om deze nieuwe installatieruimten installatietechnisch te ontsluiten, is een nieuwe installatiegang on- der de stationshal gerealiseerd, evenwijdig aan de sporen (fig. 10-4). Deze installatiegang doorkruist diverse metselwerk funderings- wanden waar het Cuypersgebouw en de spanten van de overkapping op rusten. Een 10 Van bestaande (a) naar nieuwe situatie (b). Het deel tussen de gevel van het Cuypersgebouw en de perronrand is grotendeels gesloopt. De hoofdingrepen zijn: (1) Nieuwe doorbraken in de gevel, (2) uitbreiding betonportaal as O, (3) nieuwe perronvloer op gereconstrueerde bogenwand, (4) nieuwe ondergrondse kabels- en leidingentunnel, (5) vervangen stabiliteitswanden door portalen en (6) realisatie nieuwe perrondragende liftconstructie 10 Twee stabiliteits- wanden in het Cuypersgebouw zijn vervangen door buigstijve dwarsstaal- portalen UITWERKINGSNIVEAU ONTWERP Doordat er bij de entree van de wes- telijke reizigerstunnel vanuit het inte- grale plan veel faseringsstappen zijn, de deelconstructies sterk met elkaar zijn verweven en er een beperkte doorlooptijd is voor het project, is gekozen voor een relatief hoog uit- werkingsniveau van het contractont- werp. Hiermee is ervoor gezorgd dat na aanbesteding snel voldoende begrip van het ontwerp kon ontstaan bij de aannemer, en er gelijktijdig sneller kon worden gestart met het uitwerken van het UO. Een van de onderdelen waar sprake was van een beperkte doorlooptijd, hogere com- plexiteit en nauwe constructieve samenhang is de zone rondom de te verwijderen stabiliteitswanden (fig. 15). CEMENT 4 2025 ?23 Entree westelijke reizigerstunnel Amsterdam Centraal (2) deel van de bestaande vloeren die aan de nieuwe installatiegang grenzen, zijn op het zandpakket gefundeerd, en daarmee indi- rect op de kespenvloer. Om de bestaande vloeren grotendeels in stand te kunnen hou- den, is aangrenzend aan de nieuwe gang een geotechnische injectie toegepast, zodat de vloer op het zandpakket de krachten kan blijven afdragen in de bouwfase. Door de aanwezigheid van de kespenvloer was bij- voorbeeld een Berlinerwand geen optie. Geveldoorbraak Cuypersgebouw?Drie be- staande gevelopeningen op halniveau in het Cuypersgebouw (as Q) zijn verbreed (fig. 10-1 en fig. 14) . Er zijn hiervoor nieuwe staalpor- talen en lateien ingebracht, die zowel de gevel als het nieuwe aangrenzende perron dragen. Stabiliteitswanden?Op halniveau bestaat de draagstructuur van het Cuypersgebouw uit een combinatie van kolommen en metsel - 11 Nieuwe metselwerk bogenwand op as P met inwendig dragend staalportaal voor het perron. De staalconstructie kon snel worden opgetrokken en maakte het mogelijk daarna de bogenwand en perronvloer gelijktijdig verder te bouwen 12 Nieuwe betonnen langsportalen onder perronrand in as O. De bestaande betonbalk (oranje) is in de bouwfase opgevangen, en bij de nieuwe portalen (groen) is het monumentale metselwerk van de perronrand tijdelijk opgevangen en vervolgens overgenomen 11 12 24?CEMENT?4 2025 werk wanden. Op twee assen zouden de be- staande stabiliteitswanden voor reizigers een obstakel vormen in het gebruik. Daarom is besloten om twee stabiliteitswanden te ver - vangen door buigstijve dwarsstaal­ portalen, zodat er een open structuur ontstaat. Tevens is een tussengelegen verticaal dragende wand deels verwijderd en opgevangen. Het gebied waar de stabiliteitswanden zijn ver - vangen (fig. 14-5a) valt samen met de nieuwe kabels- en leidingentunnel op kelderniveau, en grenst aan een geveldeel waar een nieuw langsportaal is toegepast (waar tevens het perron op rust, fig. 14-1). Het samenvallen van voorgenoemde constructieonderdelen zorgde voor een ster- ke verwevenheid van uitvoeringsvolgorde, fasering en draagkracht. In verband met de relatief hoge complexiteit van deze knoop is in de DO-fase besloten om de constructieve deelfasering van deze zone verder uit te werken. Hierover volgt verderop in het arti- kel meer. Fasering aanpassing stabiliteits­ portalen boven nieuwe installatiegang Het deel van het Cuypersgebouw waar de nieuwe stabiliteitsportalen en de nieuwe installatiegang elkaar kruisen (fig. 9-4 en fig. 14-5a), is dusdanig complex dat al in het definitief ontwerp de constructieve deel­ fasering van dit gebied is uitgewerkt. Op ­ enkele optimalisaties na is dit plan gevolgd in de uitvoeringsfase. De fasering in de ont - werpfase wordt hieronder beschreven (fig. 15). Stap 1?De secundaire dwarswand op as 27½ beperkte de beschikbare ruimte voor de vervolgstappen. Daarom werd deze als eer- ste overgenomen door hulpwerk (groen staalwerk, fig. 15). De gebruikte hulpcon- structie werd opgelegd op de dwarswanden, die in een latere stap gefaseerd werden ver- wijderd. 13 Nieuw stijgpunt perron 1. Aan weerszijden van het nieuwe stijgpunt is een excentrisch opgelegde langsbalk toegepast om zo maximale vrije ruimte naast de kolommen te realiseren. Deze perrondragende langsbalk is opgehangen aan stalen consoles aan de zijkant van de liftschacht (6). Ten oosten van de lift wordt overgegaan op het standaard perronsysteem, met een tussensteunpunt op as P die wordt gevormd door een stalen portaal (3a/3b) en metselwerk bogen 13 CEMENT 4 2025 ?25 Entree westelijke reizigerstunnel Amsterdam Centraal (2) 14 Boven: nieuw aan te brengen lateien op as Q ten behoeve van verbreding/realisatie doorbraken op halniveau. Onder: de bestaande 'zevenheuvelengang' (ten noorden van as O) is voorzien van een nieuwe lagergelegen vloer (5b). Tussen as Q en R is de bestaande liftinstallatie verwijderd, en de metselwerk stabiliteitswanden zijn vervangen door stijve stalen portalen (5a). Onder deze dwarsportalen is het hoekpunt van de nieuwe kabels- en leidingentunnel gelegen; ter plaatse van de stabiliteitsportalen is de tunnel uitgevoerd als een gefaseerd te bouwen betonportaal Stap 2a?Zodra de dwarswand was opgevan- gen, werd begonnen met het overnemen van de monumentale gevel op een hulpconstruc- tie. Om bijkomende vervormingen te mini- maliseren, moesten er vijzels worden toege- past. In het ontwerp van de vijzelbelasting moesten stopcriteria voor zowel de vijzelbe- lasting en vijzelvervorming worden gebruikt, om de constructie beheerst over te kunnen nemen. Na overname kon het nieuwe gevel- portaal worden gemonteerd en op spanning worden gebracht. Stap 2b?Parallel aan het overnemen van de gevel werd er op halvloerniveau een beton - balk in de metselwerk dwarswanden aange- bracht. De balk vormde later een onderdeel van een betonportaal op kelderniveau. De balk werd in fasen gestort, zodat de dwarswand in alle fasen een oplegging zou behouden. Stap 2c?De aangrenzende vloeren werden ter plaatse van de zaagsnede overgenomen op hulpwerk. Dit had een ophanging aan stalen liggers kunnen zijn, of een oplegging op een geotechnische injectie. Stap 3?Zodra alle aangrenzende construc- tieonderdelen waren geborgd, kon men beginnen met de ontgraving, waarna de in- stallatiegang met betonportaal kon worden gerealiseerd. Zodra de gang rondom dicht was, kon worden gestart met het aanbren- gen van installaties. In verband met het raakvlak met de installaties, zijn de activitei- ten horende bij stap 1 tot en met 3 ingedeeld in een vroege periode in de planning. Stap 4?De secundaire dwarswand heeft al deze tijd op hulpwerk boven de diepe ont- graving gehangen, en werd in dit stadium overgenomen op definitieve dwarsbalken. Deze dwarsbalken grijpen aan op het gevel- portaal uit stap 2, en op een nieuw aan te brengen langsportaal. Om vervorming van het metselwerk te voorkomen, werd met 14 26?CEMENT?4 2025 vijzels gewerkt onder de dwarswand. Het gevelportaal werd eveneens op spanning gehouden met vijzels ter compensatie van de extra vervorming, die volgde uit het over- nemen van de secundaire dwarswand. Stap 5?Nadat de fundering voor de nieuwe staalportalen gereed was, en de secundaire dwarswand was overgenomen, konden gefa- seerd de nieuwe dwarsportalen worden aangebracht ter plaatse van de primaire dwarswanden. De dwarsportalen zijn per wand uitgevoerd als een dubbel portaal, waarbij elk portaal de helft van de wand draagt. Ter plaatse van de nieuwe staalko- lommen is een sparing in de wand opgeno- men, zodat beide kolommen konden worden BOUWEN MET DE WINKEL OPEN Het verbouwen van een station is niet alleen het aan- passen van technische componenten, maar vooral ook het in stand houden van het station. Hiermee wordt niet enkel het borgen van de bestaande situatie bedoeld, maar ook het in bedrijf houden van het station voor de gebruikers. In alle bouwstappen moet de reizigersgang en commercie open zijn, moeten vluchtwegen beschik- baar blijven en dienen de installaties te blijven draaien. Om dit mogelijk te maken zijn er meer bouwstappen en hulpconstructies nodig dan bij een bouwwerk waar de 'winkel niet open hoeft te blijven'. Om de kantoor- ruimten in het Cuypersgebouw te ontsluiten is bijvoor- beeld een tijdelijke loopbrug aan de monumentale overkapping gehangen, die vervolgens 70 m over het bouwgebied liep. 15 Faseringsstappen staalconstructie en K&L-gang as 27/28 ~ as R/Q 15 CEMENT 4 2025 ?27 Entree westelijke reizigerstunnel Amsterdam Centraal (2) geplaatst. Ter plaatse van de nieuwe stalen balk werd de wand over de halve dikte inge- kast, waarna één van de twee staalportalen kon worden afgebouwd en op spanning ge- bracht. Vervolgens werd het metselwerk gesloopt ten behoeve van de tweede balk, zodat het tweede portaal kon worden gerea- liseerd. De aannemer heeft de werkzaamhe- den van stap 4 naar voren gehaald en hier- mee hulpstaal bespaard. Dit was mogelijk door het vroegtijdig aanbrengen van een geotechnische injectie onder de halvloer. In het derde artikel wordt nader ingegaan op de uitvoeringsaspecten van het vijzelen en de bijbehorende monitoring. Plan van aanpak constructieve veiligheid De constructieve complexiteit van dit pro- ject lag niet primair bij de constructieve oplossingen, maar in de vele raakvlakken met de overige disciplines en het faciliteren van de functies horende bij één van Neder- lands grootste infrahubs. Gecombineerd met een bestaande situatie, waarin veelvul- dig is verbouwd en beperkt is gedocumen- teerd, lag het voor de hand om een onge- bruikelijke rolverdeling tussen ontwerpend constructeur en coördinerend constructeur te kiezen. Voor het project is een Plan van Aanpak Constructieve Veiligheid geschreven met daarin de onderlinge verantwoordelijk- heden en afstemmingsprocessen. In dit document is beschreven dat de ontwerpend constructeur de verantwoording voor het ontwerp blijft dragen en ook in de uitvoe- ringsfase primair verantwoordelijk is voor de constructieve veiligheid. De coördine- rend constructeur is verantwoordelijk voor constructieve kwaliteit en de centrale spil in de onderlinge afstemming van de con- structieve deelproducten. Alle constructieve stukken, inclusief werkplannen en fase- ringsplannen, zijn getoetst door zowel de ontwerpend constructeur als de coördine- rend constructeur. In dit zogenoemde vierogenprincipe moeten beide functiona- rissen hun akkoord geven voordat een onderdeel als geaccepteerd mag worden beschouwd. De constructieve producten worden gebundeld met het definitieve toets- formulier om vervolgens door de ontwer- pend constructeur ingediend bij de omge- vingsdienst. De ervaring leert dat met dit systeem de ontwerpervaring/-afwegingen uit eerdere projectfasen en de integrale blik van de de- tailengineering uit het uitvoeringsontwerp naadloos samen komen, wat resulteert in een hoge eindkwaliteit van de ontwerpstuk- ken. Zeker bij complexe bestaande bouw- werken is het voor een spoedige verdere uitwerking van het ontwerp gewenst dat de ontwerpend constructeur nauw betrokken blijft na aanbesteding en de verantwoording draagt die enkel kan worden gedragen met diepgaande dossierkennis. Dit systeem ver- eist dat beide constructeurs een open hou- ding aannemen en zich beiden verantwoor- delijk voelen voor het opleveren van een gedegen constructie. Korte communicatie- lijnen en periodiek overleg zijn hierbij nood- zakelijk. Gezien de goede ervaring wordt dit systeem ook toegepast in de grotere verbou- wing, die na de oplevering van de entree van de westelijke reizigerstunnel op het station zal plaatsvinden.?