? wpterbouw ? algemeen ontwerp?ir.P.A.Hagenaars, OHV Milieu en Infrastructuur 8V, gedetacheerd bij de 80uwdienst vande RijkswaterstpatDe renovatiewerkzaamheden aan het Noordzeesluizencomplex in Ijmuiden, zijn overeenlangere periode gespreid. De Middensluis isin 1996 voltooid, de reconstructie van deKleine Sluis en de Zuidersluis omspannen een periode van 1998- 2000. Interessante on-derdelen van hetlaatstgenoemdewerkzijn de berekening van de U-vormige bakconstruc-tie van de Kleine Sluis en de verankering van de bouwkuipvloer.DE POORTNAARAMSTERDAMWORDTVERNIEUWD (111)DE CONSTRUCTIE VAN DE U-BAK VOOR DE KLEINE SLUISI I I IDoorsnede moot 1sen de KS en ZS) en aan de zuidzijde door dewanden van de bestaande hoofden van deKS, aangevuld met verankerde damwand-constructies (het resterend gedeelte van dezuidwand, en de beide kopwanden). Devloer van de bouwkuip wordt gevormd doorde 1 m dikke bestaande metselwerkvloerterplaatse van de oude hoofden, en een 1,25m dikke onderwaterbetonvloer ter plaatsevan de overige gedeelten. Onder de metsel-werkvloer bevindt zich 1 m stampbeton(sterkteklasse 83) en daaronder 1 m beton~blokken. Onder de OW-betonvloer bevindtzich een grondverbetering, als vervangingvan de weinig draagkrachtige bodem.Voor dit artikel zijn twee onderwerpen geko-zen: de zwaarst belaste onderdelen van deU-bak, namelijk de wanden van de hoofden,en de verankering van de bouwkuipvloer.Eerderin deze prtikelenserie over de renova-tie van de Zuidersluis en de Kleine Sluis(ZKS) is aandacht besteed aan de plaatsvan de werken binnen het kadervan de reno-vatie van het gehele sluizencomplex. Ook ishet renovatieontwerp van de ZKS bespro-ken. Thans wordt stilgestaan bij het ontwerpen de berekening van de U-bak.De U-bakvan gewapend beton vormt de rug-gengraat van de reconstructie van de KleineSluis (KS) en wordt gerealiseerd binnen dedwarsdoorsnede van de bestaande sluis.Tevens wordt de sluis verlengd tot dezelfdelengte als de aangrenzende Zuidersluis (ZS)(fig. 1).De bouw van de U-bak gebeurt in een drogebouwkuip. De wanden hiervan worden aande noordzijde gevormd door de bestaandemetselwerkwanden (scheidingswand tus-NAP +4,85 m. _ . ?;S. fl!ig~r:!ly!? . _ ._ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _p._.=;::l!.s.I9==~iQ~?=I!,!.s.===If_.= ._. _=._.=_. _=._. _=._.=11=_. _ =._. _===If._~_10.\ _ =._ . _===H._ ~_._;==;.~===._.===J__ JI~.ri::==:;:::===~~~~;;;;;;;;,w=an=d=U=_=ba=k=i=~~=d=a=m=w=an=d~=~\be=s=ta=an=d=e;;tmtet:se:lw;;;;;;er=kw;;;aFn=d;;;;;;;;;;;;;;JNAP +3,5 mCD Overzicht U-bak met directe omgevingbestaande buitenhoofd bestaande groene kolkmoot 1 moot 2 Doorsnede moot 2_._._._._._._ .NAP.OW"belonvloer 1250 mmuitbreiding Kleine Sluismoot 4 moot 522m I 30mconstructievloer 1400 mmbestaandbinnenhoofdmoot 3I 18m40mbestaand metselwerkvloer 1000 mmstampbeton 1000 mmbetonblokken 1000 mm35m48 CEMENT1998/7/8U?BAKCONSTRUCTIEOntwerpDe afmetingen van de U-bak (lengte, breed-te, drempelhoogte), zijn gebaseerd op resul-taten van nautische en constructieve stu-dies. Nautisch gezien is een gelijke lengteaan die van de ZS passend binnen de uit-komstvan de risicoanalyse, datde stabiliteitvan de gehele zuidwand van deZS moetwor-den verzorgd door de constructie van denieuweKS. De voor de scheepvaart gewens-te breedte van 11 m bleek constructief nogjuist haalbaar, gelet op de benodigde wand-dikte en het voorkomen van sloopwerk aande metselwerkwanden op andere plaatsendan bij de deurkassen.Een drempelhoogte niet lager dan NAP -3,75 m was constructief aantrekkelijk, om-dat dan de bestaande metselwerkvloer niethoeft te worden gesloopt. De vloer kan zelfsworden gebruikt als bouwkuipvloer. Dezedrempelhoogte was nautisch eveneens mo-gelijk.Voor een gemakkelijke uitvoering en het ver-kleinen van de invloed van verhinderdelangsvervormingen verschil in gedragvan deondergrond onder de metselwerkvloer ver-sus de OW-betonvloer, is de U-bak in lengte-richting gedilateerd. De mootindeling is be-paald door de bestaande situatie. Zodoen-de is de U-bak in lengterichting verdeeld ineen buitenhoofdmoot, drie kalkmoten eneen binnenhoofdmoot.FunderingDe U-bakwordt op staal gefundeerd. Dit is bijde bestaande hoofden voor de hand lig-gend, daardebestaande fundering van met-selwerk op stampbeton op betonblokken opduinzand, voldoende draagkrachtig is. Bij deoverige moten met OW-beton is de onder-grond tot NAP - 9 m, onvoldoende draag-krachtig. Hier is een afweging gemaakt tus-sen een fundering op palen en een funde-ring op staal met een grondverbetering. Voordeze laatste is gekozen, waarbij de keuzevan het verankeringssysteem voor de bouw-kuipvloer een grote rol heeft gespeeld. Het-zelfde geldtvoor de wijze waarop de horizon-tale stabiliteit van de U-bak wordt verzorgd.Op beide aspecten wordt verderop terugge-komen.Omdatde ondergrond onderde U-bakmotenbij de hoofden verschilt met die onder demoten van het OW-beton, zal in theorie ookhet zakkingsgedrag verschillen. De verschil-CEMENT1998/7/8...,.damwandconstructie~"horizontale" gro tankers? Extra elementen t.b. v verticale en hori-zontale stabiliteitlen zullen echter marginaal zijn omdat dediepere lagen, onder NAP - 9 m, zich blijvendbevinden in het stijve ontlastingstraject ver~geleken met de spanningstoestand die daarvele eeuwen heeftgeheerst. Pas in de vorigeeeuw is het complex aangelegd. De dilata-ties zullen naar verwachtingweinig of geenrelatieve verticale verplaatsing ondergaan.StabiliteitOp de U-bak werken vele horizontale en ver-ticale belastingen. Verlies van evenwicht isbeschouwd volgens de volgende bezwijkvor-men, met of zonder rotatie:? verticaal opdrijven, relevant bijeen laagkolkpeil plus hoge waterdruk onder devloer;? horizontal verplaatsen naar de ZS toe, ditis relevant bij een laag kolkpeil in de ZSplus hoge grondbelasting aan de zuid-wand KS;? horizontaal verplaatsen van de ZS af, rele-vant bij hoge spatkrachten vanuit de ZS-deuren;? horizontaal verplaatsen in de richting slui-sas, relevant bij vervalbelasting bij positiefen bij negatief keren.Zowel hetbezwijken van de betonnen U-bak-moot in de directe omgeving, als het bezwij-ken van het samenstel 'betonnen moot metde bovengenoemde directe omgeving' dientte worden beschouwd.Elke moot moet zijn eigen stabiliteit verzor-gen, geholpen door het gewicht van de er-mee verbonden metselwerkomgeving. Voorhet horizontale en verticale 'overall' even-belastingde velsverticale groutankerswicht blijken, als aanvulling op het gewichten de erdoor opgewekte wrijving, extra stabi-liteitselementen nodig te zijn. Vier voorzie-ningen zijn aangebracht (fig. 2).1. Verticale groutankers, afgespannen op debouwkuipvloer als trekverankering in debouwfase. Als gevolg van de afspankrachtleiden deze tot een vergroting van de schuif-capaciteit in het afschuifvlak bouwkuip-vloer-ondergrond. In de gebruiksfase kanhiervan eveneens gebruik worden gemaakt,maardaartoe moeten de ankers een perma-nent karakter hebben.De groutankers hebben ook een functie bijhet verticale evenwicht als het gaat om deweerstand tegen opdrijven. De vloer van deU-bak wordt namelijk aan de koppen van degroutankers wordt verankerd.2. De damwandconstructie (damwand plusgroutankers) bij de groene kolk en de uitbrei-dingvan de KS. Dezeleidttot reductievan dehorizontale belasting op de U-bak. Immers,de belasting die de damwand in de bouwfa-se opneemt, blijft deze opnemen in de ge-bruiksfase, omdat de vervormingstoestandvan de damwand door de aanliggende be-tonwand van de U-bak als het ware bevrorenis. Ook hier wordt de damwandconstructieeen permanent karakter gegeven.3. Horizontale groutankers in de zuidelijkewand van de U-bak, voor zover aanvullendnodig om de stabiliteit te waarborgen.4. Deuvels in het contactvlak tussen de con-structievloer en de onderliggende metsel-werkvloer/OW-betonvloer. Deze deuvelsworden gevormd door 'uitkassingen' aan deonderzijde van de constructievloer in inkas-singen in de erondergelegen vloer. ~49? waterbouw ? constructief ontwerp?BerekeningVeiligheidsfilosofieUitgangspunt vormt de risico"analyse, gel"dend voor stormvloedsituaties. De hierb?probabilistisch afgeleide materiaalfactorenverschillen niet, of zeer weinig met de mate"riaalfactoren volgens de geldende normen,zodat uit uniformiteit en eenduidigheid er"voor gekozen is om ook voor stormvloedsi"tuaties de NEN"factoren aan te houden.Voor de belastingfactoren z?n de waardenvan tabel 1 aangehouden.Tabel 1BelastingfactorenInschatting bestaand metselwerkDe betonnen U"bakwordtgestorttegen met"selwerk dat ruim een eeuw een essenti?leconstructieve functie heeftvervuld. Hetis devraag of, en zo ja, hoe dit voor de nieuwe si"tuatie in de komende 50 jaar in rekeningmoet worden gebracht. De sterkte en st?f-heid van ditmetselwerk is een onzekere fac-tor, evenals de samenwerking met het be"ton.Uit oogpunt van veiligheid en eenduidigheidis ervoor gekozen om wat de hoofdkrachts-werkingvan de U-bakbetreft, niette rekenenop een constructieve b?drage van het met-selwerk. Verder wordt de stijfheid van hetmetselwerk ?f verwaarloosd ten opzichtevan de betonst?fheid, ?f als ongescheurdest?fheid volledig in rekening gebracht, af"hankel?k van wat het meest ongunstig isvoor het beschouwde constructiedeel.Voorbeelden van een ongunstigerkrachts-verdeling door het rekenen met hoge met-selwerkst?fheid, z?n het aantrekken van hetmoment in de samengestelde wand (b? dedimensionering moet het moment alleendoor het beton worden opgenomen) en hetoptreden van opgelegde vervormingen, wateen rol speelt b? de scheurvorming. Het ge-wichtvan het metselwerk wordt als eigen ge-wicht in rekening gebracht, als 'gunstig' of'ongunstig' werkend.SLUISHOOFDOntwerpDe betonconstructie van de hoofden moetgedurende 50 jaar in een agressieve omge~ving gecontroleerd weerstand bieden aaneen veelheid van belastingen op de KS en delS (via de tussenwand). De belangr?kstebelastingen zijn:? horizontale grond- en waterdrukken vanuithet grondmassief aan de zuidz?de, voorzover in de beschouwde belastingsituatieverschillend van de belastingen die al door50de 'bevroren' zuidel?ke damwand wordenopgenomen;? opwaartse waterdrukken onder de vloervan de U-bak;? horizontale drukbelasting loodrecht op dewand vanuit de deuraanslagen van de KSenjofde ZS (deze worden veroorzaaktdoor hette keren verval overde beschouw-de deur 'spatkrachten', enjof door de op-spankracht van de trekjduwstang);? horizontale druk- of trekbelasting lood-recht op de wand vanuit de bewegings-werkkelders veroorzaaktdoor de kracht inde trekjduwstang;? horizontale en verticale belasting door dewaterdrukken in de U-bak.De opspanbelasting uit de trek-duwstang isrelatief groot (2160 kN b? de lS en 725kNb? de KS) en wordt b? iedere sluiting van debetreffende deuren opgebouwd en voor ie-dere opening weer afgebouwd. Dit betekentvoor de betonconstructie gedurende de ont~werpperiode van vijftigjaar een significantevermoeiingsbelasting.VormgevingOm de deuren ingeopende stand buiten hetdoorvaartprofiel te houden, Z?n deurkassenvoorzien. De normale wanddikte van de U-bak is te gering om de kas hierin te kunnenonderbrengen. Plaatsel?k moet daarom hetachterliggende metselwerk worden verwij-derd. Een kritische maat hierb? is de wand-dikte in de inkassing. Deze is zo minimaalmogel?k gehouden, gepaard gaande metzeer hoge wapeningspercentages, teneindede diepte van het hakwerk in hetmetselwerkte beperken. Dit is gedaan om de metsel-werkwanden in de uitvoeringsfase een vokwaardig deel van de bouwkuipwand te latenvormen.Een ander aspect b? de vormgeving van dehoofden is de relatie met de bewegings-werkkelders. Op deze kelders worden grotekrachten uitgeoefend door de trek-duwstang, waardoor het belangrijk is om diekelders constructief te koppelen aan dewand van de U-bak. De nab?e aanwezigheidvan de wandverdikkingen voor de vormingvan de deurkassen is hierb? meer dan eenplezierige omstandigheid.BerekeningBelastingsituatiesVoor hetsluishoofd als geheel kunnen velebelastingsituaties optreden. Elke belas-tingsituatie is te zien als een combinatie vanbelastingen uit buitenwater, kolkwater,grond en grondwater, sluisdeuren en trekjduwstangen (tabel 2). Onderscheid is ge-maakt tussen extreme situaties (E) en ge-bruiksituaties (G).In het ontwerpproces is, voordat het con-ceptvan een doorgaande betonnen U-bak inbeeld was, b? het keren b? stormvloed uitge-gaan van drie mogel?ke situaties:EH1: alle hoofden functioneren en er wordtgetrapt symmetrisch gekeerd {het vervaltussen zee- en kanaalpeil wordt in twee trap-pen opgenomen - zeepeil-kolkpeil en kolk-peil-kanaalpeil).Ditgeldtvoorbeidesluizen;EH2: het buitenhoofd van de ene sluis faalt,en de binnendeur keert het gehele verval;van de andere sluis worden de buitendeurenook opengezet, zodat een symmetrische si-tuatie ontstaat;EH3: als EH2, nu met 'buiten' en 'binnen' ver-wisseld.Het l?kt onnatuurlijk om b? een falend hoofdhet aangrenzende hoofd met opzet ookmaar te laten falen; de reden van deze pro-cedure is het voorkomen van te grote verval-len over de tussenwand tussen de KS en delS.B? nadere analyse, toen het concept vaneen doorgaande betonnen U-bak in beeldkwam, bleek het constructief mogel?k dieCEMENT1998j7j8Tabel 2BelastingsituatiesEGextreme situatiesgebruiksituatiesH = hoogwaterL = laagwater~ 'pathacht lOdrecht)opname doorwandI~ leactie oomibkracht uittreklduwstangIstijve kelderdoosreactie westribmeewerkende?breedteoostribgelijkmatig verdeelde belasting op wandwandU~bakwandU~bakr;:-] >q~q~wand U~bakBij de berekening in dwarsrichting zijn inhoofdzaak drie dwarsdoorsneden be-schouwd:? in de meewerkende breedte bij de westelij-ke deurkasrib;? in de meewerkende breedte bij de oostelij-ke deurkasrib;? in het gebied buiten deze meewerkendebreedten.? Situaties met horizontale krachtswer-kingen in langsrichtingwand en zal dus in horizontale richting gelijk-matig verdeelde water- en grondbelastingnaar zich toe trekken (fig. 3b);c. de kracht uit de trek-duwstanggrijpt via debewegingskelder aan op de wand tussen debeide inkassingsribben; die kracht wordtdoor de stijvekelderdoos horizontaal ver-deeld over beide ribben (fig. 3c);d. bolderkrachten zullen zich horizontaalover een zekere breedte spreiden; gezien derelatief geringe h.o.h. afstand kunnen dezekrachten echter worden vervangen door eenhorizontale lijnlast die verticaal verder wordtafgedragen;e. hethorizontale evenwichtvan een bepaal-de verticale U-bakdoorsnede loodrecht opde sluisas wordt, via schijfwerking van devloer, mede bepaald door belastingen enrandvoorwaarden ter plaatse van anderedoorsneden behorende tot dezelfde moot.Dit treedt op in situaties dat de horizontaleverdeling van de belasting op de zuidwandanders is dan op de noordwand.SchematiseringMet behulp van een EEM-programma zijn demeewerkende breedte bepaald (ad a.j,evenals de concentratiefactorvoor het aan-trekken van gelijkmatig verdeelde belastingdoor de meewerkende breedte (ad b.). Hier-mee is hetmogelijkom de berekeningvan dekrachtswerking terug te brengen tot een be-rekening in dwarsrichtingen in langsrichting.Uitzonderingen op deze hoofdregel zijn:a. de spatkrachten uit de aanslagen wordenhorizontaal gespreid over een zekere breed"te, de zogenaamde meewerkende breedte,bestaande uit de deurkasrib als lijf en eengedeelte van de aangrenzende wanden alsflenzen (fig. 3a);b. de wand ter plaatse van de meewerkendebreedte is stijver dan de daaraangrenzendeHoofdkrachtswerkingDe constructie omvat een betonvloer metaan beide zijden eenbetonwand. De belas-tingen kunnen gelijkmatig verdeeld zijn(grond- en hydrostatische waterdruk, boven-belasting) en geconcentreerd (spatkrach"ten, kracht uit halsbeugel, kracht uit trek-duwstang, bolderkracht).De belastingloodrecht op de wand wordt, alshoofdregel, verticaal afgedragen naar devloer via buiging in een verend ingeklemdeligger. Elke verticale doorsnede loodrechtopdesluisasmoet 'zijn eigen broek ophouden',zowel watbetreft de aanwezige belastingalsde beschikbare geometrie enrandvoorwaar-den. Er is dus geen be?nvloeding vanuit an-dere doorsneden.grote vervallen toe te laten. Hiervoor is danook gekozen. Het voordeel van het kunnenlaten vallen van de symmetrie-eis en dedaarmee gepaard gaande vereenvoudiging(en dus veiligheidsverhoging) van het proto-colbij keren, woog ruim op tegen het nadeelvan extra wapening. De belastingsituatiesbij niet-symmetrisch falen zijn niet opgeno-men in tabel 2.CEMENT1998j7j8 51? waterbouw ? constructief ontwerp?@ Schema voor krachtswerking in dwarsrichtingFR2.....qR = reactiedruk van grondFRl=reactiekracht U~bak-groutankersFR2 = reactiekracht van vloer ZSUitwerkingVanwege de permanente functie worden degroutankers uitgevoerd als duplex-ankersmet dubbele corrosiebescherming. Hier-ZS. Voor de stabiliteit zijn dan aanvullendevoorzieningen nodig, zoals op de U-bak afge-spannen horizontale groutankers.Bij prefab palen is een bijkomend nadeel debij het heien ongewenste trillingen voor denabije omgeving. Dat geldtzowel voor de be-bouwing als de geconstateerde verwekings-gevoelige grondlagen.GroutankersDe groutankers moeten worden voorge-spannen, om een voldoende stijfgedragvande vloerconstructie te verkrijgen. De grondonder het OW-beton moet wel voldoendestijfen draagkrachtig z?n. De ondergrond terplaatse is dat niet, zodat deze moetwordenverbeterd; een nadeel. Een grootvoordeel isechter dat de voorgespannen groutankerseen wezenlijke bijdrage kunnen leveren aande horizontale stabiliteit in de gebruiksfase,zie verderop. Daardoor zijn geen of slechtsweinig extra voorzieningen nodig.Een ander voordeel van groutankers is deuniformiteit, omdat deze in alle moten wor-den aangebracht.Op basis van de nadelen van palen en devoordelen van groutankers,is bij alle motengekozen voor groutankers.q1= waterdruk in KSq2 == waterdruk in ZSq3 == druk uit deuraansJagenKS t.g.v keren van verval KSq4= druk uit deuraanslagen ZS.t.g.v. keren verval ZSq5 = opwaartse waterdruk onderconstructievloerq6 = korreldruk t.g.v. gewicht grond~excl.invloed grondwaterq7 =grondwaterdrukincl. vermindering korreldruk t.g.v. grondwaterq8 = korreldruk t.g.v.?bovenbelastingq9 = druk op damwand tijdens maken U-bak, dit is een ontlasting voor de U-bakBeschouwde varianten en keuzeVoor de trekelementen van de metselwerk-vloeren (moot 1 en 3) zijn alleen verticalegroutankers beschouwd. Op grond van deuitvoeringstechniek en de bestaande vloeris de keuze gemaakt. Het is immers veeleenvoudiger om door die vloer groutankersaan te brengen dan "veel grotere- palen.Bij de OW-betonvloeren zijn naast groutan-kers ook drietypen trekpalen overwogen, elkmet verschillende afmetingen: de vibro-combinatiepaal, de prefab betonpaal en deinjectiepaal.PalenHet toepassen van trekpalen betekent datde betreffende moot van de U-bak op palenkomtte staan. Het nadeel hiervan is een we-zenlijk ander funderingsgedrag dan de aan-grenzende, op staal gefundeerde, moten 1en 3. Bovendien is deze paalfundering nietgeschikt om in de gebruiksituatie de hori-zontale stabiliteit van de moot in de richtingvan de ZS te waarborgen. Uit berekeningen?bleek dat te grote paalmomenten en hori-zontale verplaatsingen kunnen optreden,zelfs zonder het in rekening brengen van na-delige invloeden als hetgroepseffect en dedirecte nabijheid van de diepe kolk van deFl "'" drukkracht uit trekiduwstangKS (opspanning deuren; negatiefkeren; sluiten bij storm)F2 = trekkracht uit trek/duwstang KS (sluiten; obstakel)F3 en F4 ~ als Flresp. F2, nu m.b.t. ZSPS en F6 = bolderkrachtenKSF7 ~ bolderlaaeht ZSFRl.....F5 F6 F7... Fl,F2 Fl,F2 ........ F3,F4.........waarbij het verticale evenwicht, in combina-tie met het momentevenwicht, zonder dieelementen niet voldoende is verzekerd.OntwerpDe bouwkuipvloer bestaat uitmetselwerk ofOW-beton, verankerd mettrekelementen diezodanig gedimensioneerd en gepla,i1tstmoeten worden dat de vloer een opwaartsewaterdruk kan weerstaan. Deze waterdruk-ken hebben, zeker bij de westelijke moot 1,een sterke relatie met hetzeepeil.ln theoriekan elk zeepeil optreden tijdens de bouw-kuipfase, elk met een zekere overschrij-dingskans. Voor de dimensionering van deverankering is uitgegaan van een zeepeil dateenmaal per honderd jaar kan voorkomen(peil NAP + 3,15 m).lndien ditzeepeil dreigtte worden overschreden (bij een zeldzamestorm), moet de bouwkuip tijdig worden ont-ruimd en ge?nundeerd tot NAP + 1,0 m; de si~tuatieis dan niet meer maatgevend voor devloer.De trekelementen worden gedimensioneerdop de bouwfase, doch ze zijn ook nodig in degebruiksfase. In extreme gevallen kunnennamelijk hydraulische situaties optredenElke dwarsdoorsnede is berekend als eenraamwerk (fig. 4). Belangrijk hierbij is de wij-ze waarop het horizontale evenwicht wordtverzorgd:? alle aandrijvende (actieve) belastingen opde beschouwde dwarsdoorsnede wordeningevoerd als uitwendige belastingen;? alle weerstandbiedende krachten die opde dwarsdoorsnede werken en niet op devloerworden geachtaan te grijpen, wordeneveneens ingevoerd als uitwendige belas-tingen;? alle weerstandbiedende krachten die opde dwarsdoorsnede werken en wel op devloerworden geachtaan te grijpen, wordenautomatisch berekend als reactie in deverticale rol inhet midden van devloer. De"ze rol is nodig om eventuele schijfwerkingin de vloer te kunnen meenemen en omhet computermodel stabiel te maken.ResultatenMaatgevend voor de wapening bleek bijnaoveral de scheurwijdte-eis te zijn (gerekendmet agressief milieu), hoewel deze met eenrelatief grote dekking al is opgerekt. Alleenbij de westelijke en oostelijke meewerkendebreedte van de deurkas bleek een geringehoeveelheid extra wapening nodig te zijni.v.m. vermoeiing. Karakteristieke wapening:in langsrichting 0 32-175, in dwarsrichtingtwee lagen van elk 0 40-133.VERANKERING BOUWKUIPVLOER52 CEMENT1998j7j8mee is gedurende vijftig jaar een betrouw-baar functioneren verzekerd.De groutankers moeten met voldoendekracht worden afgespannen om een devloerconstructie stijfheid te geven bij op-waartse belasting, zowel in de bouwfase, alsbij het droogzetten van de bouwkuip, en inde gebruiksfase bij extreme situaties als deverticale stabiliteit kritisch is. Door deze af-spankracht wordt een extra schuifcapaciteitopgewekt in de grondlagen onder de afge-spannen vloer. Van deze schuifcapaciteit isna de uitvoering gebruik gemaakt door ereen belangrijke bijdrage aan de horizontalestabiliteit van de moten van de U-bak aantoe te kennen. Dan moet wel zeker zijn datde op de U-bak uitgeoefende horizontalekrachten, kunnen worden afgevoerd naar debouwkuipvloer. Hiertoe worden in de boven-zijde van deze vloerinkassingen gemaaktvoor deuvels.BerekeningVoor de bouwkuipvloer zijn de volgende be-lastingsituaties beschouwd. In de bouwfa-se:? het afspannen van de groutankers op devloer (onder water);.? de maximale waterdruk onder tegen devloer bij een droge bouwkuip.In de gebruiksfase:? de maximale neerwaartse belasting;? de maximale opwaartse belasting.Als criteria zijn gehanteerd:? voldo.ende bezwijkveiligheid metselwerk-vloer en OW-betonvloer in de bouwfase;? voldoende bezwijkveiligheid groutankersin bouw- en gebruiksfase;? de blijvende voorspankracht moet mini-.maal 64 kN/m\sup]2\oph] zijn (hiermeeis gerekend bij de horizontale stabiliteit);? variatie inankerkracht niet meer dan 20%van de afspanwaarde.Om aan deze criteria te kunnen voldoen, zijnberekeningen gemaakt van de momenten inde vloer en de krachten in de groutankers, inde diverse situaties, en zowel voor de BGTals deUGT. Via schematiseringen zijn reken-modellen ontwikkeld, waarvan de twee be-langrijkste, A en B, kort worden behandeld.A: ontwikkeling vloermomenten t?dens hetachtereenvolgens spannen van de groutan-kersHetmodel wordt behandeld voor het OW-be-ton; voor de metselwerkvloeren geldt eensoortgelijke aanpak.Na het spannen van het laatste anker is hetbelastingschema van de vloer te vergelijkenmet een omgekeerde puntvormig onder-steunde plaat met een gelijkmatig verdeel-de belasting. Hierbij horen buigende mo-menten. Tijdens het spannen echter zullendeze momenten aanzienlijk worden over-schreden. De mate waarin deze overschrij-ding wordt beperkt is sterk afhankelijk vande mate waarin de definitieve afspankrachtin de afzonderlijke ankers wordt gespreid inruimte (spanvolgorde) en tijd (hoofdfase-ring), het spanprotocol. Model A (fig. 5) iseen hulpmiddel om tot een verantwoord pro-tocol te komen, rekening houdend met debuigtreksterkte van het OW-beton.De vloer Wordt geschematiseerd tot eenplaat van 6 (kolkbreedte) bij 8 (mootlengte)ankerstramienen; de randen worden vrij op-gelegd verondersteld. Voor de plaatstijfheidwordt de ongescheurde Elingevoerd. De on-dergrond van de plaat wordt beschouwd alseen lineaire verende bedding, met een ver-onderstelde lage waarde voor de stijfheidvan 10 MN/m3. Dit vloerveld heeft 6 x 8 =48 spanpunten. Uitgegaan wordt van eeneenheidsvoorspankracht van 1000 kNoNu kan een zelf te kiezen volgorde van span-puntnummers worden ingevoerd.Het modelberekent voor elk spanpunt hoe de hoofd-momenten in dat punt zich ontwikkelen bijhetafwerken van die volgorde, dus vanaf hetplaatsen van de eenheidslast op het eerstespanpunt van de serie tot aan het belast zijnvan alle spanpunten. Tevens wordt per span-punt het maximale opgetreden moment be-paald, en wordt hiervan het maximum overalle spanpunten bepaald.1qow~betonvloer~lsluisas~3 ._.~4.._-$45_j_ -$-46_ _.#7_._.~1 1 I ' I I 1, , ,1"'--+"1"-: -1"1-f'-r;. ; . . ; .~; .. 2,5 m;;t?3!~._._#2.._#?_:_.#4 _.#5_._.-$'-6I I I I I Itj#~. _. _~2~. _-$-27_:_.#~"_ .#9_._..?,I I I I j I. 19 . 20 . 21?~ . 22 .. 23 '24$-. -