themaKunstwerk ingereden2201032themaKunstwerkingeredenIn het centrumgebied van de Utrechtse nieuwbouwwijk Leidsche Rijn is in kortetijd een extra onderdoorgang in het spoortraject Utrecht-Gouda gebouwd.Aanleiding voor dit kunstwerk waren de nieuwbouwplannen voor de Belle vanZuylen, dat met een hoogte van 262 m het hoogste gebouw van Nederlandhad moeten worden. De plannen voor de toren zijn recent afgeblazen. Hetkunstwerk daarentegen is inmiddels in gebruik genomen.xKW, een eXtra kunstwerk in Leidsche RijnKunstwerk ingereden 22010 33De extra onderdoorgang (eXtra KunstWerk = xKW) maaktonderdeel uit van het project VLARK (VLeuten ? AmsterdamRijnKanaal). Dit project bestaat uit het realiseren van de onder-bouw van 7 km dubbel spoor door de Utrechtse VINEX-wijkLeidsche Rijn. Op dit traject zijn drie stations (ruwbouw),zestien viaducten, drie duikers en 9,2 km geluidsscherm gerea-liseerd. Daarbij werd ruim 1 miljoen m3zand aangebracht voorde nieuwe verhoogde spoorbaan. Ter plaatse van de huidige A2zijn het oude wegviaduct en het spoorviaduct gesloopt envervangen door nieuwe, tijdelijke stalen bruggen die zijnaangelegd op het juiste baanniveau.Het contract is gegund in 2004 op basis van UAV-GC 2000.Daarbij is het werk in twee fasen uitgevoerd. De eerste fase liepvan 2005 tot en met november 2007, waarin het nieuwe spoorverhoogd naast het oude spoor werd aangebracht. Het oudespoor bleef gedurende deze fase geheel in gebruik. In de tweedefase, november 2007 tot en met december 2009, is het treinver-keer verplaatst naar het nieuwe spoor, waarna het oude spoor isgesloopt en het resterende deel van de onderbouw kon wordengerealiseerd.xKWDe extra onderdoorgang is aan het begin van de tweede faseaan het werkpakket toegevoegd. Op basis van een pakket(functionele) eisen vanuit de gemeente Utrecht is er eenontwerp uitgewerkt. Een van de belangrijkste randvoorwaar-den daarbij was dat ProRail slechts ??n buitendienststellingbeschikbaar stelde. Omdat de eerste fase van VLARK voor destart van de bouw van xKW reeds in gebruik genomen was, is1ir. Remco Mast en ir. Marko BisperinkVan Hattum en Blankevoort1 Tunneldeel wordt ingereden door vierSPMT'sfoto: Gerrit Senr?themaKunstwerk ingereden22010342 Uiteindelijk ontwerp met open vloer3 Transportconfiguratie met vier SPMT's4 Horizontale stempeling tegen tunnelwand5 Tweede tunneldeel wordt ingeredenfoto: Gerrit Senr?Gesloten of open constructie?Het eerste concept van de xKW ging uit van een geslotentunnel, waarbij de hoogte van de tunneldoorsnede uit hetprofiel van vrije ruimte volgde. Tussen de tunnelvloer en hetwegdek in de tunnel was bovendien een 1,5 m dikke uitvullaagnodig voor het aanbrengen van kabels en leidingen. Hetaanlegniveau moest echter zo hoog mogelijk zijn, vanwege deaanwezigheid van een hoog gelegen kleilaag en de binnen deminimaal toegestane buitendienststelling slechts beperkt moge-lijke hoeveelheid grondverzet. Door deze tijdsbeperking konook alleen maar een fundering op staal worden gerealiseerd.Dit leidde uiteindelijk tot het ontwerp voor de onderdoorgangmet een open vloer (fig. 2). Kabels en leidingen konden nubinnen restricties tussen de vloerdelen worden aangebracht.Om de optredende zettingen gedurende de levensduur tebeperken was het noodzakelijk de fundatiedrukken kleiner tehouden dan de grensspanning in de onderliggende grondlagen.Voorgespannen dek of traditioneel gewapend dek?De wens van een zo hoog mogelijk aanlegniveau impliceerdeook een voorkeur voor het toepassen van een slank, voorge-spannen dek. Een andere eis was dat de as van de onderdoor-gang evenwijdig moest liggen aan de nabijgelegen A2; dit resul-teerde in een kruisingshoek van 58? met het spoor. Deze krui-singshoek leidt bij een monoliet dek ertoe dat de krachtsaf-dracht in twee richtingen plaatsheeft; de belastingafdrachtconcentreert zich immers over de kortste overspanning.Aanvulling 8.7.1 van bijlage VI van de OVS 00030 op deNEN6720 geeft aan dat er bij buigtrekzones waarin voorspan-staal is gelegen, altijd moet worden getoetst conform art.8.7.4.b.van de VBC. Bij een schuine belastingafdracht leidt dit ertoedat ook in dwarsrichting voorspanning moet worden aange-bracht, immers k6= 0 en 'bm= 0.Op het moment van keuze voor een voorgespannen c.q. traditi-oneel gewapend dek, was er nog niet besloten of xKW zouworden ingeschoven of ingereden. De hogere kosten als gevolgvan het moeten toepassen van voorspanning in dwarsrichting,het gehele kunstwerk (vloer, wanden en dek) naast de spoor-baan gebouwd. Vervolgens is het kunstwerk tijdens ??n week-einde in de spoorbaan geplaatst, waarmee aan de eis vanProRail tegemoet werd gekomen.Het gehele ontwerp is uitgewerkt in de bouwkeet van VLARKen ProRail, waarbij ontwerp, werkvoorbereiding en uitvoeringnauw samenwerkten. De uitvoeringswijze is uiteindelijk bepa-lend geweest voor het ontwerp van xKW. Gedurende hetontwerpproces zijn met behulp van Trade-Off Matrices diverseontwerpbeslissingen genomen. In een trade-off matrix wordendiverse varianten overzichtelijk en ondubbelzinnig op verschil-lende criteria vergeleken zoals ontwerp, realisatiekosten,uitvoeringswijze en risico's. Met behulp hiervan zijn ondermeer besluiten genomen over vragen als:? Een gesloten tunneldeel of een constructie met vloerdelen?? Inrijden of inschuiven van de constructie?? Toepassen van een voorgespannen dek of traditioneel gewa-pend dek? PRojectgegevensproject onderbouw viersporigheid Vleuten? Amsterdam-Rijnkanaalopdrachtgever ProRailaannemer combinatie VLARK:- Van Hattum en Blankevoort- KWS- Holland Schermgeotechnisch adviseur VWS Grondtechniekleverancier SPMT's Mammoet22300+ 8.152+ 7.072+ 2.300+ 1.300N.A.P.25005150900 1750120001750 900 25005150N.A.P.ruimte 8000 x 1500 t.b.v.kabels en leidingengeotextielHWA47721080100017300ballastmat d=30 mm verlijmen219250150036mm plywoodadapterwooden wedge15001500100200047047024302900290029004702430243024301002000 11130366003000600150090090023Kunstwerk ingereden 22010 35zouden de schuifbanen erg gevoelig zijn voor tijdens het schui-ven optredende zettingen, omdat de gronddruk onder deschuifbaan zou oplopen tot 300 kN/m2. Een aanpassing van hetontwerp bleek nodig. Door het optimaliseren van de afmetin-gen van de vloerdelen konden toch vier lijnen SPMT wordentoegepast (fig. 3), waardoor inrijden moeglijk was. Als gevolghiervan stak de vloer wel meer buiten de wanden, wat tot meergrondwerk tijdens de buitendienststelling heeft geleid. Op deen de mogelijkheid tot het aanpassen van het ontwerp in eenlater stadium, leidden ertoe dat het dek zonder voorspanning isuitgevoerd.Inschuiven of inrijden?Het verplaatsen van xKW kon op twee manieren worden gere-aliseerd, door inschuiven of inrijden. Bij het inschuiven wordtde constructie verplaatst over een schuifbaan waarbij deconstructie door middel van vijzels vooruit wordt gedrukt. Bijhet inrijden wordt de gehele constructie opgetild door eengroot aantal wagens. Al vroeg in het ontwerpstadium bleek datde constructie door het grote gewicht niet kon worden ingere-den. De drie lijnen SPMT's (SPMT = Self Propelled ModularTransporter) die tussen de vloerdelen pasten, waren onvol-doende om de meer dan 2000 ton per `tunneldeel' te tillen.Inschuiven van de gehele constructie leek daardoor de enigemogelijkheid te zijn.De voor het inschuiven benodigde tijd bleek echter niet inpas-baar in de planning van de buitendienststelling. Daarnaast45Kunstwerk ingereden36 220106 De tunnel in de spoorlijn geplaatstEen exacte positionering in de hoogte was belangrijk in verbandmet de minimaal benodigde hoogte van het ballastbed. Voor depositionering in het horizontale vlak was het op het kunstwerkte plaatsen bovenportaal maatgevend. Het uiteindelijke positio-neren van het eerste deel nam dan ook een half uur in beslag.Na het plaatsen van het eerste deel werd de gehele ondersteu-ningsconstructie teruggereden en onder deel twee geplaatst.Nadat de ondergrond ter plaatse van de uiteindelijke positie vanhet tweede deel ook op de juiste hoogte was afgewerkt, werdook dit deel voorspoedig tegen het eerste deel geplaatst (foto 5).Vervolgens is het baanlichaam weer hersteld en werd het spooraangebracht (foto 6). Op maandagochtend om circa 5:00 uurten slotte is het spoor weer aan ProRail overgedragen.MonitoringIn de daaropvolgende periode is het kunstwerk uitgebreidgemonitoord op de zettingen. De verwachting was dat metname het tweede deel nog een geringe zetting zou ondergaan,omdat de voorbelasting op deze locatie niet zo groot was als opde spoordijk van de eerste fase. Uit de meetgegevens bleek dathet gehele kunstwerk direct na installatie iets was gezet; sneldaarna stabiliseerde dit beeld zich echter, waarna de definitievetegelafwerking tegen de wanden is aangebracht.OpleveringDe tweede fase van het project VLARK is op 1 december 2009opgeleverd. Op dit moment wordt er hard gewerkt aan de bouwvan het spoor en in het weekend van 18 t.m. 20 juni 2010 wordtde viersporigheid in dienst genomen. totale doorlooptijd was dit echter inpasbaar. Doordat hetgewicht door een zeer groot aantal wielen (320 st.) gelijkmatigover het oppervlak werd verdeeld, kon de fundatiedruk tijdenshet inrijden worden gereduceerd tot 90 kN/m2. Daarbij is het`herstellend' vermogen van de SPMT's groter dan dat van eenschuifbaan. Zo werden de ruim 2000 ton hanteerbaar. De plan-ning werd hiermee passend en het risico van zettingen tijdenshet inbrengen een stuk verminderd.De ondersteuningsconstructie die op de SPMT's moest wordengestapeld, kon, door het aanpassen van de wapeningsconfigu-ratie in het dek, worden uitgevoerd met standaard equipementen materieel, wat kostentechnisch aantrekkelijk was. Tijdenshet inrijden werd de constructie gelift tegen de onderzijde vanhet dek op ongeveer een kwart van de overspanning. Hierdoorwas echter wel een horizontale stempeling noodzakelijk(foto 4).BuitendienststellingDe buitendienststelling had plaats in het weekend van 25 en 26april 2009. De langs het spoor gelegen kabels en leidingenwaren opgehangen aan een horizontaal geplaatste giek van een57 m lange kraan. Beide sporen werden over een lengte van 72m (vier secties van 36 m) verwijderd met behulp van demobiele kraan de Obelix, die op het spoor reed. Vervolgens is7000 m3grond in 7 uur met groot materieel verwijderd, waarnade ondergrond met een nauwkeurigheid van +/- 1 cm werdverdicht en ge?galiseerd. Geheel volgens planning is het eerstedeel van xKW binnen een half uur over een afstand van 30 mverplaatst.themaRandstadspoorDe werkzaamheden aan en rondomhet spoor tussen het Amsterdam-Rijnkanaal en Vleuten gebeuren inhet kader van het project Rand-stadspoor. Randstadspoor draagtbij aan een betere bereikbaarheidvan de regio Utrecht. Het projectbestaat uit het bouwen van eenaantal nieuwe stations voor deontsluiting van Vinex-locaties, deuitbreiding van de sporen tussenVleuten en Houten Zuid en hetvernieuwen van de stations Houten,Vleuten en Lunetten.6