C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wDebijzonderekenmerkenentech-nische noviteiten van dit projectzijn:? Ontwerp, contractvorming,voorbereiding en uitvoeringhebben plaatsgehad in eenbouwteam: het Bouwteam A5.Dit heeft het project in slechts41/2 jaar ?n binnen het budget,gerealiseerd.? Integraal bepaalde vormgevingvan wegprofiel, kunstwerken enlandschappelijke inpassing.? Een sandwichconstructie voorde rechte weggedeelten, be-staande uit een 300 mm dikkedoorgaand gewapend-betonver-harding op een onderlaag vanasfaltbeton en afgedekt met eenlaag ZOAB. In het westen vanons land is deze constructie totdusver niet toegepast.? Gekromdeenafgeschuindepre-fab kokerliggers met een lengtetot 45 m in viaductdekken.? De prefab fly-over in het knoop-puntDeHoek,diedeverbindingvormt van de A4 uit de richtingDen Haag naar de A5, oneerbie-dig`debanaan'genoemd(foto1)en onderwerp van dit artikel.O n t w e r pDe vorm van de fly-over is ener-zijds bepaald door de wens van dearchitect: zo slank mogelijk ge-construeerde viaducten, ander-zijds door de locatie: in een bochtoverspant dit viaduct tweemaalvijf rijstroken van de A4, een vande drukste snelwegen van onsland. Slechts ??n tussenpijler wastoegestaan in de middenberm, re-sulterend in een grootste over-spanning van 66 m. Een eersteverkenning gaf een minimale lig-gerhoogte van 2,20 m. Construc-tief betekende dit een kokerliggerin B 65 met zware langsvoor-spanning.De benodigde hoeveelheid langs-voorspanning kon niet in de be-tondoorsnede worden onderge-bracht. Toegepast is daarominterne langsvoorspanning in dewanden en externe langsvoor-spanning in de holle ruimte vande koker (fig. 2). Het verloop vande externe kabels en de krachts-overdracht naar de koker worden,behalve door de einddwarsdra-gers en de dwarsdrager boven hettussensteunpunt, verzorgd doordwarswanden in de kokerligger,dezogenoemdedeviators(foto3).De interne langsvoorspanningbestaat uit tien kabels van elk 19strengen?15,7mm,FeP1860,deexterne uit tien kabels van elk 37strengen ?15,7 mm, FeP 1860.In dwarsrichting is het dek voor-zien van dwarsvoorspanningbestaande uit kabels van elk4 strengen ?15,7 mm, FeP 1860,900 mm h.o.h.Externe voorspanning is bij brug-constructies in Nederland geenalgemeen gebruik. De aspectendie extra aandacht vragen zijn deoverdracht van de dwarskrachtuit de voorspanning op de wan-den van de kokerligger en het ont-breken van de aanhechtingtussen de voorspankabels en hetbeton.De dwarskracht wordt overge-bracht door de deviators.cement 2004 268Fly-over van de A5 over de A4N.P. Hartman, Bouwdienst Rijkswaterstaatir. J.H.J. Manhoudt, Ingenieursbureau Oranjewoudir. J. Terband, Aannemerscombinatie A5In november 2003 is de nieuwe rijksweg A5 opengesteld. Deze vormt een ver-korte verbinding tussen de A4 bij Hoofddorp en de A9 bij Raasdorp, hetgeeneen ontlasting betekent voor het knooppunt Badhoevedorp en de A4 bijSchiphol. Ondanks dat dit project met slechts 9 km de kortste autosnelwegvan Nederland is, heeft het een aantal bijzondere kenmerken.1 | Fly-over in knooppunt DeHoek, vanwege zijn vorm`de banaan' genoemdfoto: Klaas Laan, HoornC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wOmdat de externe voorspanninguitwendig is, wordt de voorspan-kracht alleen ter plaatse van deeindverankeringen en de dwars-wanden op het beton overge-bracht. Hierdoor treedt dezelfdenadelige werking ten aanzien vande breukveiligheid op als bij voor-spanning zonder aanhechting.Immers scheurvorming veroor-zaakt(vrijwel)geenverhoogderekin het voorspanstaal. Bovendienmoet de goede werking van deankers blijvend worden gewaar-borgd, waartoe een inspectiemo-gelijkheid van de ankers (foto 4)is voorzien vanuit een inspectie-kelder in het landhoofd.U i t v o e r i n g s m e t h o d eReeds in een vroeg stadium is inhet Bouwteam de uitvoeringsme-thode ter sprake gekomen. Directwas al duidelijk dat het bouwenvan dit kunstwerk op deze plaatseen uitdaging zou worden.Het zeer kritische ontwerp enandere randvoorwaarden maak-ten het onmogelijk om het opconventionele wijze in situ tebouwen.De randvoorwaarden waren:? Verkeer op de weg en in de luchtHet behoeft geen betoog dat aanelke bouwmethode de eis wasverbonden dat het verkeer op deA4 zoveel mogelijk ongestoordmoest kunnen doorstromen.Hierop is ingespeeld door depijler in de middenberm van deA4 eerst te bouwen en daarnapas de weg bij de vluchtstrook teversmallen voor de bouw van delandhoofden. Bovendien ligt hetviaduct in de trechter tussen deKaagbaan en de Zwanenburg-baan. Deze locatie sloot hetgebruik van hoge hijskranen uitvanwege verstoring van delandings-radarsystemen. Ver-hoogd bouwen boven de A4 washierdoor onmogelijk. Ook hetbouwen in het verlengde van deas (in de A5) was niet mogelijkvanwege plaats- en tijdsbeper-kingen voor de bouw van de restvan het knooppunt. Vanwegedezelfde hoogtebeperking waseen hulpconstructie voor heteventueel schuiven van delenover de A4 uit den boze.? Constructief ontwerpZonder de externe voorspan-ning kan de kokerligger zijneigen gewicht niet dragen. Uithet ontwerp volgde dat zoweleen plakmethode met prefabmoten, als het bouwen in tweeafzonderlijke overspanningendie later samengevoegd zoudenworden,niethaalbaarwaren.Deenigeoptiewashetkunstwerkin??n stuk te bouwen en af tespannenalvorenshulpconstruc-ties konden worden verwijderd.Bovengenoemde beperkingenlieten weinig ruimte voor varia-tie. Als beste optie bleef over: hetviaduct in zijn geheel buiten deA5 bouwen en het vervolgensnaar de uiteindelijke plaats trans-porteren. Het idee om dit trans-port met behulp van wielen tedoen stamt uit de industriebouw,waar vaker grote en zwareconstructies worden verreden,echter: meestal van staal. Eenverkennend gesprek met eenvooraanstaand bedrijf op trans-portgebied verliep positief: `na-tuurlijk, een massa van circa2500 ton kunnen we zondermeer optillen en verrijden, en datmoet in een weekend te doenzijn'.In het Bouwteam werd kortdaarop de principekeuze ge-maakt voor de bouwmethode: dekokerligger in zijn geheel prefa-briceren op hulppijlers naast deeindlocatie en met hydraulischehefwagens (SPMT's - Self Pro-pelled Modular Transporters)naar zijn plaats rijden.V r a a g t e k e n sEr waren nog wel enkele vragenop te lossen:Transporttechnisch? Wat is de beste configuratie vande wagens en waar komen dedraagvlakken op de ligger?? Wat worden de aslasten van deSPMT's en kan de bestaandeA4-verharding die dragen?? Hoe worden de verticale uitsla-gen tijdens het transportbeperkt gehouden? De A4 heefteen dakprofiel met circa 60 cmverkanting, hier moet met eenkromme ligger in schuine rich-ting overheen gereden worden.De verkanting overschrijdt debeschikbare vijzelslag. Over-pakken(inenigestappenop-enafvijzelen) tijdens de rit isvanwege de beperkte tijd nietgewenst.Constructief? Hoe gedraagt zo'n zeer slankeen flexibele betonligger zich bijhydraulisch heffen?? Hoe blijven de vervormingenvan de koker tijdens het trans-port meetbaar?? Hoe is de kokerligger tegenkantelenteverzekerenenwattedoen met de verkanting van5%?? Wat worden de transportbelas-tingenoponderdelenvandeko-cement 2004 2 692 | Kopaanzicht kokerligger(a) en dwarsvoorspan-ning in het dek (b)220015440270blind anker1:20spanankersparing ?3001:20C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wkerligger en welke extra voor-zieningen zijn vereist?Omgeving en tijdspad? Schiphol moet te allen tijde be-reikbaar blijven: omleidingenzijntoegestaan,afsluitenvandeA4 is onbespreekbaar.? Welke maatregelen moetenworden genomen om het ver-keer zonder vertraging te latendoorstromen?? Is de hele operatie, inclusiefvoorbereiding en verkeers-maatregelen, binnen een week-end uit te voeren?Rekenkundige kringloopBij de aanpak van bovenstaandevragen werd duidelijk dat de ver-schillende aspecten elkaar zoudenbe?nvloeden: constructieve aan-passingen voor het transportgeven extra gewicht enz.Daartoe is een beslissingensche-ma opgesteld, dat verschillendemalen is doorlopen. Bij elke wijzi-gingvanhetgewichtwashetnodigde opstelling van de SPMT's weerdoor te rekenen en wijzigde deconfiguratie van de wagens.T r a n s p o r t t e c h n i e kDe basisopstelling voor de trans-portwagens was snel duidelijk:uit afmetingen, gewicht en plaatsvan de steunpunten volgdeeen configuratie met 4 SPMT's(fig. 5).De routeDirect naast de definitieve positieover de A4 kon juist voldoendeplaats worden gevonden voor hetprefabriceren van de kokerligger.Hiervoor zijn een stalen hulpcon-structie en drie tijdelijke betonnencement 2004 2703 | Ligging externe voor-spanning in inwendigevan de kokerfoto: N.P. Hartman,Bouwdienst RWS4 |Sparingen voor veranke-ring externe voorspan-ning in einddwarsdra-gersfoto: RWSC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wpijlers (in verband met de stabili-teit) gebouwd en na het inrijdenweer gesloopt.Om transporttechnische redenenis besloten de kokerligger op de-zelfde hoogte ten opzichte vanmaaiveld en in dezelfde scheef-stand te bouwen als in de uitein-delijke positie (5%).De transportweg bleef kort: ermoest een boog worden doorlo-pen van circa 30 m aan de noord-zijde en circa 80 m aan de zuid-zijde.Bijkomende voorzieningenOm het probleem met de verkan-ting op de A4 op te heffen, zijn debanen waarlangs de trein over deA4zourijdenmetkorrelmateriaaluitgevuld tot horizontale vlakken,afgedekt door drie lagen rijplaten.DezeconstructieisdoordeDienstWeg- en Waterbouwkunde vanRijkswaterstaat te Delft gecontro-leerd.C o n s t r u c t i e f o n t w e r pDe sterkte en de stabiliteit tijdenstransport vormden de construc-tieve problemen.Een ongebruikelijk probleem voorde betonconstructeur vormde demodellering van het transport, inhet bijzonder de afweging: hy-draulisch corrigeren of vervor-mingen accepteren.Andersom was het voor de con-structeurs van het transportbedrijf(Mammoet) ongebruikelijk ommet een relatief slappe constructiete rekenen.SterkteVoor het transport zijn vier trans-portwagens(SPMT's)gebruikt,bijelke eindoplegging ??n en bij demiddenoplegging twee. ElkeSPMT heeft op elke as een stelvijzels. Door middel van balken enoplegstoelen worden de vijzel-krachten op de kokerligger over-gebracht. Afwijkingen in de vijzel-krachten geven spanningen in dekoker. Om deze te reduceren zijnde vijzels gesplitst in drie groepen,waarvan de resultanten een sta-tisch bepaalde oplegging vormen.Een opgelegde vervorming van dekoker wordt hierdoor voorkomen.Een variatie in hydraulische druktussen de groepen onderling geeftgeen krachten in de ligger; een va-riatie in de vijzelkrachten binneneen groep wel.StabiliteitDoor de vijzels in drie groepen teverdelen - deze vormen dan drieoplegpunten - komt de kokerlig-ger op drie steunpunten te liggen.Om de stabiliteit te handhavenmoet het zwaartepunt van deligger binnen de driehoek liggendie gevormd wordt door de drieoplegpunten (fig. 5).Hiervoor zijn er door verschil-lendepersonen,onafhankelijkvanelkaar, berekeningen gemaakt.TransportbelastingenUit de transportbelasting volgdedat de volgende constructieveaanpassingen nodig waren:? ter plaatse van de oplegpuntenvan de kokerligger op deSPMT's werd de dwarskracht-capaciteit overschreden. Daar-toe zijn de wanden en de vloerverzwaard;? voor het transport van de liggermoest een extra transportvoor-spanning in de vloer van dekoker worden aangebracht, be-staande uit zes kabels van elktwaalf strengen, ?15,7 mm,FeP 1860.Deze maatregelen verhoogdende massa tot circa 2800 ton. Inde laatste fase van het detail-ontwerp kwam daar nog eenkleine 200 ton aan conventio-nele wapening bij.O m g e v i n g e n t i j d p a dTijdsaspectAlle voorbereidende werkzaam-heden zoals het verwijderen vanlichtmasten en vangrail op de A4en het aanbrengen en verwijde-ren van de transportbanenmoesten, naast het transportzelf, in ??n weekend worden ge-realiseerd. Daartoe zijn in fasen,afhankelijk van de verwachte ver-keersintensiteiten, stroken vande A4 afgesloten, is verkeer om-geleid en is vanaf donderdag-nacht aan de transportbanengewerkt.Afbouw viaductBij de voorbereiding van de af-bouwfase bleek dat er voor hetplaatsen van de randelementen,schampranden en leuningenboven de A4, uitgebreide veilig-heidsmaatregelen nodig zoudenzijn. Door het Bouwteam werddaarom beslist dat afbouwwerk-zaamheden boven de A4, na hetinrijden, zoveel mogelijk verme-denmoestenwordenendatdeko-kerligger zoveel mogelijk afge-bouwd op zijn plaats gereden zouworden. De totaal geschatte trans-portmassa kwam daarmee opcirca 3300 ton, het aantal in tezetten assen op 134 en het aantalwielen op 536.cement 2004 2 712069786311603465644 50390zwaartepunt van het viaduct1groep 2groep 1 groep 3235 | Bovenaanzicht kokerlig-ger met ligging resulte-rende vijzelkrachten uitde drie groepen vijzelsals oplegpunten en lig-ging zwaartepunt vanhet viaductC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wGeen weg terugHet zal duidelijk zijn dat eenaantalvanbovengenoemdevraag-stukken en de erop volgende aan-passingen van het ontwerp zichvoordeden in een stadium dat debouw van de kokerligger op deprefab-positie al lang was begon-nen. Er was geen weg terug meermogelijk. De datum voor het in-rijden was, vanwege vergunnin-gen en informatie door diverse in-stanties, reeds negen maandenvan tevoren vastgelegd.R e a l i s e r i n gDaags voor het transport is eenproeflift uitgevoerd, waaruit en-kele verrassingen te voorschijnkwamen: de doorbuiging van dekoker tijdens het heffen verliepanders dan berekend, maar bleefwel binnen de gestelde toleran-ties. Na het tillen van de koker ishet zwaartepunt herberekend. Detheoretische marge was 150 mm.De ligging van het zwaartepuntweek 138 mm af, hetgeen toelaat-baar was. De variatie in hetgewicht is verdisconteerd in devijzelkrachten; daarna zijn de hy-draulische hefcircuits vergren-deld. De ligger is daarna horizon-taal verreden.De transportoperatie en bijko-mende werken in het weekendvan 20 t.m. 22 september 2002zijn geheel volgens schema verlo-pen. De hoofdrijbanen van de A4konden enkele uren eerder dangepland weer open voor hetverkeer (foto's 6, 7 en 8).T e n s l o t t eUit dit artikel zal duidelijk gewor-den zijn, dat aan dit project eenaantal specifieke randvoorwaar-den was verbonden, die een con-ventionele uitvoeringsmethodeonmogelijk maakten. Door hetBouwteam A5 zijn keuzes ge-maakt na grondige overwegingvan voor- en nadelen en bijbeho-rendekosten.Tenopzichtevande`kale' bouwkosten is een aantalextra investeringen gedaan, diehet mogelijk hebben gemaakt defly-over over de A4 te realiserenzonder noemenswaardige versto-ring van het wegverkeer enbinnen de operationele eisen vanhet vliegverkeer.Deze extra investeringen waren:hulpconstructie voor het prefabri-ceren, transportbanen over de A4,transportkosten en de kosten vanextra verzwaring van de kokerlig-ger door de transportbelastingen.Afwegend tegen de totale bouw-kosten zijn ze zinvol geweest.Samenvattend kan gesteld wor-den dat de realisering van dit deel-project, door intensieve samen-werking en innovatief denken,een succes is voor het BouwteamA5. Projectgegevensopdrachtgever:Rijkwaterstaat directie Noord-Hollanddirectie:Bouwdienst Rijkswaterstaatconstructeur:Bouwteam A5 (Rijkswaterstaat, Inge-nieursbureau Oranjewoud, Combina-tie A5)aannemer:Combinatie A5 (KVWS, BAM-NBMInfra, DURA Vermeer, HBG-Civiel, KoopHolding)voorspanning:Dywidagleverancier betonspecie:Cementbouwcement 2004 2726-7-8 | Viaduct van hulpsteunpuntenonderweg naar uiteindelijke ligging9 |Viaduct op definitieve locatie; op voor-grond de hulpsteunpuntenfoto's 6 t.m. 9: Josine Voogt, Amsterdam