C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVoor spanningcement 2003 328Omdat het spoorverkeer naar hetCentraal Station niet onderbro-kenkonworden,werddezedraag-constructie in twee fasen uitge-voerd. Eerst werd de oostelijkehelft gebouwd en in dienst geno-men; daarna de westelijke helft.In een volgend project zullen deondergrondse verdiepingen ver-der worden uitgebouwd.In het ontwerp van de draagcon-structie voor de hoogst gelegenspoorverdieping diende rekeningte worden gehouden met de ver-schillende wisselzones voor devertakkingennaardeondergrond-se niveaus. Hierdoor was het opde meeste plaatsen uitgeslotenom in de definitieve toestand tus-sensteunpunten te plaatsen enwordt deze constructie alleenondersteund door de zijwandenvan de tunnel. Bij de grotere over-spanningen werd deze draagcon-structie, die uit een ter plaatse ge-storte ribbenvloer bestaat, nage-spannen.L i g g i n g n i e u w et o e g a n g s h e l l i n gDe oorspronkelijke spoorbaanwordtlangsbeidezijdenbegrensddoor gemetselde steunmuren,`centers' genoemd [1]. Deze be-staan uit massieve steunberen,waartussen een taludplaat is aan-gebracht, die verankerd is in desteunbereneninhetgemetseldge-welf dat de taludplaat overspant.De spoorbaan en de toegangshel-ling hebben een veranderlijkebreedte. Beide worden in de rich-ting van het Centraal Station bre-der, maar niet in dezelfde mate.Er werden dan ook verschillendeoplossingen uitgewerkt voor dedwarsdoorsnede van de toegangs-helling, waarbij de centers al danniet moesten worden ondervan-gen.Waar maar langs ??n zijde van despoorbaan de centers werden on-dervangen, is de dwarsdoorsnedevan de toegangshelling een asym-metrisch portaal (fig. 1). Waar despoorbaan veel breder is dan denieuwe toegangshelling, wordtdeze helling om voor de hand lig-gende redenen volledig onder degrondaanvulling tussen de cen-ters gebouwd. De dwarsdoorsne-de van de toegangshelling wordtin dit geval een symmetrisch por-taal (fig. 2).Voor beide soorten portalen werdvoor de grotere overspanningenvan de bovenregel naspanningtoegepast.D o o r s n e d e b o v e n r e g e lp o r t a l e nDe doorsnede van de bovenregelis voor alle portalen een T-profiel,zeer geschikt om voor te spannenals het eigen gewicht van de con-structie groter is dan de mobielebelasting. Dit was hier voor alleportalen het geval.Bij de asymmetrische portalen isde rib heel breed (2,9 ? 4,1 m),vanwege het ondervangen van decenters. Daardoor kon de totalehoogte van de doorsnede beperktworden tot 2 m (fig. 3).Voor de symmetrische portalen isde hoogte van de bovenregel 3,25m en werd voor de breedte van derib 1,2 m genomen (fig. 4).Naspanning dakbalkentoegang Antwerpen Centraalir. E. De Clercq, NV TUC RAILing. H. Wanzeele, NV Freyssinet BelgiumDe zuidelijke afdaling naar de ondergrondse noord?zuidverbinding in de stadAntwerpen ligt 400 m voorbij het station Berchem en reikt tot aan hetCentraal Station. In deze zone moet de bestaande spoorweg worden omge-bouwd van ??n enkel bovengronds platform tot drie spoorverdiepingen in hetCentraal Station, waarvan twee verdiepingen onder het straatpeil liggen.In een eerste project, dat begin 2003 werd voltooid, is een volledig nieuwedraagconstructie gebouwd voor het bestaande hoogst gelegen spoorniveau.Daarbij is onder meer gebruikgemaakt van naspanning. In dit artikel wordtnader ingegaan op de uitvoering van deze naspanning en op de resultatenvan de rekmetingen op het beton om na te gaan wat het rendement was vande voorspanning op ingegraven constructies.dal parabolisch verloop spankabelsMercatorstraatvoorlopige?22.000beschoeide sleufdiepwandondersteuningen+12.000+1.400-10.0001 | Dwarsdoorsnedeasymmetrisch portaal(huidige toestand)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVoor spanningcement 2003 3 29K a b e l t r a c ?Het kabeltrac? van de spankabelsis parabolisch. Voor het asymme-trisch portaal werd het dal van deparabool in het midden tussen detwee zijwanden van de tunnelgeplaatst, en niet in het middenvan de bovenregel (fig. 1 en 5).Hierdoor wordt er een groter deelvan de `gebalanceerde belasting'rechtstreeks afgedragen naar dediepwand en een kleiner deel opde schuine balken, die deze belas-ting overbrengen naar de zijwandonder de centers. Bij deze porta-len konden de kabels (twaalf totveertien stuks) en de reserveom-hullingen (zes stuks) over eengrote lengte in twee rijen bovenelkaar worden geplaatst (fig. 5,doorsnede B). Dit was ook nog zoter plaatse van de verankeringenboven de slibwand (doorsnede C,foto 6), maar niet meer voor deverankeringen boven de schuinebalken. Daar werden de veranke-ringen in de V?vormige ruimtetussen de gewelven aangebracht(doorsnede A). De kabels moes-ten dan in de zone voor deze ver-ankeringen horizontaal wordenverplaatst.Bij de symmetrische portalenwerden de kabels over hun vollelengte in zes rijen boven elkaargeplaatst (fig. 7, foto 8). Hierdoorwerd de hefboomsarm van devoorspanning in de middensectievan de bovenregel wat geredu-ceerd, maar werd de uitvoeringaanzienlijk vereenvoudigd.Simonstraatdal parabolischverloop spankabelsStoomstraat?22.000?23.000?23.000?22.000voorlopigeondersteuningen1140020002900120032506900dal parabolisch verloop spankabelsCABstortvoegdoorsnede Cdoorsnede Adoorsnede B370529002900370519002900190019002 | Dwarsdoorsnedesymmetrisch portaal(huidige toestand)3 | Doorsnede bovenregelasymmetrisch portaal4 | Doorsnede bovenregelsymmetrisch portaal5 | Voorspanning boven-regel asymmetrischportaalC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVoor spanningcement 2003 330V o o r s p a n n e n b o v e n r e g e lp o r t a l e nDe naspanning werd bepaald metde evenwichtsbelastingsmethode,waarbij de krommingsdrukkendie door de voorspannig op hetbeton worden uitgeoefend, gelijkgesteld werden aan 1,1 maal depermanente belasting. Hierdoorblijvendebuigendemomenteninde portalen beperkt bij afwezig-heid van de mobiele treinbelas-ting.De krachtsverdeling in de porta-len ten gevolge van de voorspan-belasting werd bepaald met eenraamwerkberekening.Bijhetvoor-spannen van de bovenregel vaneen portaal zullen de zijwandenmeevervormen. Hierdoor komtslechts een deel van de voorspan-kracht ten gunste van de draag-kracht van de bovenregel. De ver-liezen aan normaaldrukkracht inde bovenregel waren op voorhandmoeilijk in te schatten, vanwegehet feit dat de zijwanden van detoegangshelling bij het aanbren-gen van de voorspanning nog vol-ledig waren ingegraven. Men kondaarentegenaltijdblijvenrekenenop de krommingsdrukken van devoorspanbelasting. Bij het ont-werp werd daarom een aantalreserve-omhullingsbuizen voor-zien om eventueel extra spanka-bels in te plaatsen indien het ver-lies aan normaaldrukkracht tegroot zou zijn. Om de werkelijkeverliezen nauwkeurig te bepalenwerden er rekmetingen verrichtop verscheidene voorgespannenbovenregels [2].R e k m e t i n g e n o pb o v e n r e g e lBij het aanbrengen van de voor-spanning waren op de nieuweconstructie nog maar twee sporenaangelegd en was de vaste belas-ting nog niet volledig aanwezig.De voorspanning werd in tweestappen aangebracht. In de eerstestap werd 75% van het aantalkabels aangespannen. Dit wasruim voldoende om het eigengewicht van de constructie en deballast onder de reeds aangelegdesporen met de opgewekte krom-mingsdrukken te compenseren,zodat de bovenregel van de porta-len niet meer steunde op de tijde-lijke tussensteunpunten. Daarnawerdenrekmetingenophetbetonverricht om hieruit de normaal-drukkracht af te leiden. De resul-taten van deze metingen moestenuitwijzen met welke kracht deoverblijvendekabelsmoestenwor-den aangespannen en of er even-tueel kabels in de reserveomhul-lingen moesten worden aange-bracht. Dit was tot op heden nogniet nodig.Voor de symmetrische portalen,die dus aan beide zijden verbon-den zijn met de zijwanden (diep-wanden), bleek uit de metingendat circa 80% van de voorspan-kracht als normaaldrukkrachtdoor de dakbalk werd opgeno-men. Voor asymmetrische porta-len is dit zelfs 95%. Dit verschil inverlies is goed te verklaren doorhet feit dat de zijwanden van hetsymmetrisch portaal een veel gro-tere buigstijfheid bezitten door deaanwezigheid van dwarse ribbenaan de diepwand (fig. 7).V o o r s p a n n i n gVoor de voorspanning werdenkabels met twaalf en met negen-tien zevendraadstrengen toege-past.DestrengenzijnvanhettypeEN 10138-3 Y 1860 S7 15,2. Allekabels werden aan beide zijdenaangespannen, behalve de kabelsin twee balken, omdat daar aan??n zijde onvoldoende ruimtebeschikbaar was voor de spanvij-zel.Voor het voorspannen werden deklassieke materialen gebruikt. Deverankeringen waren van het typeplaatverankering. De kabelkana-len waren van thermisch verzinktgefelst bandstaal met een wand-dikte van 0,4 mm en met eengrotere diameter dan de mini-malevanwegedeuitvoeringsfasen.Tijdens het betonstorten werdenzijwand tunneldwarse ribbenzijwand tunneldwarse ribbentijdelijke ondersteuningen6 | Aanbrengen voorspan-buizen asymmetrischportaal7 | Voorspanning boven-regel symmetrischportaalC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVoor spanningcement 2003 3 31kunststofslangengebruiktterver-steviging van het kabelkanaal.De resultaten van de wrijvings-proeven geven met een Wobble-factor van 0,005 een wrijvings-co?ffici?nt ? van 0,14. Dit isaanmerkelijk minder dan de aan-bevolen waarde van 0,19 in Euro-code 2. Dit geeft aan dat, ondanksde lange tijdsduur van een deelvan de constructie voor inge-bruikname, dit geen invloed heeftop het rendement van de voor-spanning, mits een verzorgde uit-voering plaatsheeft.De invloed van de wigzetting (6mm) gaat tot over de helft van dekabel. Er moet dus hoger wordengespannenomdegevraagdevoor-spankracht in het midden van debalk te bereiken.Rekening houdend met de voor-schriften van Eurocode 2 en defysische eigenschappen van hetvoorspanstaal zoals vermeld inprEN10138-3:2002,zijndevolgen-de waarden per streng toegepast:? maximale initi?le voorspan-kracht aan de vijzel: 202 kN;? maximum-waarde van devoorspankracht in de strengna de onmiddellijke verliezen:190 kN;? de werkvoorspankracht vaneen kabel bedraagt circa 70%van zijn breukkracht.C o n c l u s i eHet is gebleken dat de bovenregelvan een portaal waarvan de zij-wanden praktisch volledig zijningegraven, op een doeltreffendewijzekanwordenvoorgespannen.Het verlies aan normaaldruk-kracht bleef in alle onderzochtegevallen beperkt tot 20% van deiniti?le voorspankracht. Dit ver-lies zal bij de verdere uitbouw vande toegangshelling nog vermin-deren als de grond onder dedraagconstructie verder wordtuitgegraven. sL i t e r a t u u r1. Van Bogaert, Ph., Sporenonder een monumentaalviaduct. Cement 1999, nr. 6.2. Van Bogaert, Ph., De Corte,W., Assessment of effective-ness of post-tensioningapplied to undergroundstructures. Proc. of the 7thInt. Conf. on Inspection,Appraisal, Repairs and Main-tenance of Buildings andStructures, Nottingham(UK).Projectgegevensopdrachtgever:NMBSontwerper:NV TUCRAILaannemer:Tijdelijke Vereniging Antwerpse Bouw-werken ? CEI Construct ? M.B.G. ?Strukton De Meyer "TV BAC"voorspanning:Tijdelijke Vereniging VSL-FreyssinetBelgium8 | Ligging voorspanbuizensymmetrisch portaal