C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggen - & tunnelbouwcement 1999 634Aan het baanvak bij Barendrechtwordt al sinds het begin van dejaren negentig flink gewerkt. Alsuitvloeisel van het project Rail 21is het traject Dordrecht - Rotter-dam inmiddels voor het grootstegedeelte uitgebreid tot vier reizi-gerssporen (foto 1). Ter plaatsevan het station Barendrecht is hettraject nog tweesporig (fig. 2).Hiernaast liggen twee goederen-sporen, die de Maasvlakte verbin-den met het rangeer- en goede-renemplacement Kijfhoek, eventen zuidoosten van Barendrecht.Deontwikkelingvandetweemega-projecten Betuweroute en HSLbetekent nieuwe overlast. Een blikop de landkaart maakt duidelijkdat de noord-zuid lopende HSLergens de west-oost lopendeBetuweroute moet kruisen.B e t u w e r o u t eDe Betuweroute bestaat uit tweedelen. Het eerste deel, de Haven-spoorlijn, is een 48 km lang trac?tussendeMaasvlakteenKijfhoek.De Havenspoorlijn takt even tennoorden van Barendrecht op hettrac? Rotterdam - Dordrecht aan.Het tweede deel, een 112 km langnieuw spoor, loopt vanaf Kijfhoektot aan de Duitse grens.Kijfhoek speelde een belangrijkerol in de trac?keuze van de Betu-weroute. Op deze locatie wordende goederentreinen samenge-steld die het achterland vanEuropa intrekken. In verband metde Betuweroute wordt Kijfhoekuitgebreid. Het aantal goederen-sporen wordt op het traject Baren-drecht - Kijfhoek uitgebreid vantwee naar drie; op het derde spoorwordt onder meer de goederen-stroom van Rotterdam-Noordnaar Kijfhoek in stand gehouden.H S LIn Nederland rijden treinenrechts; in Belgi? en FrankrijkKunstwerken in en om BarendrechtOnderdoor en overlangsIn Barendrecht kruist de HSL niet alleen vier reizigerssporen en drie goederen-sporen, maar tevens wisselt de trein hier van rechts- naar linksrijdend. DeProjectorganisatie Betuweroute voert hier een complex project uit met veelkunstwerken. Bij het zoeken naar een integrale oplossing is door allebelanghebbenden volop meegewerkt. Resultaat is een 1500 m lange over-kapping ter plaatse van de bebouwde kom en de aanleg van een aantalonderdoorgangen en viaducten. Ook krijgt Barendrecht een nieuw station.1 | Traject Rotterdam-Dordrecht ten zuiden vanNS-station Lombardijen.Linksonder de positioneringvan de HSL dive-underfoto: Aeroview Dick Sellenraad2 | Sporenschemaschematisch; oude situatieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggen - & tunnelbouwcement 1999 6 35echter links. Omdat in Nederlandvoor een deel op bestaand spoor(rechts) wordt gereden, zal deHSL daarom ergens van zijdemoeten wisselen. Dit wisselengebeurt even ten noordoosten vanBarendrecht. Voor deze locatie isgekozen vanwege de relatiefgeringe snelheid waarmee deHSL hier langskomt (140 km/h).De snelheid is zo laag in verbandmet het stoppen op Rotterdam-CS, de passage van de Willems-spoortunnel onder de NieuweMaas en het rijden onder eengelijkspanning van 1500 Volt. Nahet passeren van Barendrecht kande HSL dan op volle snelheid ?nlinks rijdend op zijn zettingsvrijeplaat op Belgi? aankoersen.I n t e g r a l e a a n p a kAl in een vroeg stadium werdbesloten de co?rdinatie van dewerkzaamheden in Barendrechtin handen te leggen van de Pro-jectorganisatieBetuweroute.Com-binatie van alle plannen levert eenbundeling op van negen sporen:vier NS-reizigerssporen, driegoederensporen en twee HSL-sporen. Vanwege de complexespoorinfrastructuur bij de pas-sage is het om een aantal redenenwenselijk te streven naar een inte-grale realisering (fig. 3).In de ruimtereserveringen is inhet ontwerp van de Betuwerouterekening gehouden met de komstvan de HSL; op bepaalde locatiesworden onderdelen van de HSLals voorinvestering betrokken bijde uitvoering van de Betuwe-route.P a s s a g e i n v o g e l v l u c h tEven ten zuiden van Barendrecht,bij het riviertje De Waal, takt devanuit de Hoeksche Waardkomende HSL op de route Dor-drecht - Rotterdam aan (fig. 4).Ter plaatse van de bebouwde komliggen de in totaal negen sporenin een 1500 m lange overkapping.Ten noorden hiervan is dezogenoemde HSL-'dive-under'gepland: de HSL-sporen kruisende A15 en verdwijnen onder degrond onder de Havenspoorlijndoor.Het westelijke HSL-spoor (Brussel- Amsterdam) komt direct weerbovengronds,kruistviaeenfly-overalle sporen en takt aan op het bui-tenste NS-spoor richting Rotter-dam; het oostelijke spoor (Amster-dam - Brussel) daarentegen kruistondergronds enkele goederen-sporen en takt aan op het buitensteNS-spoor richting Dordrecht.Momenteel loopt de gunningvoor het grootste contract, waarinde overkapping en enkele klei-nere kunstwerken zijn opgeno-men. Eind 1999 zal met de bouwhiervan worden begonnen. Hetvolledige bouwwerk zal vervol-gens in november 2004 moetenworden opgeleverd, om uiteinde-lijk in 2005 zowel de HSL tekunnen laten rijden als de Betu-weroute te kunnen opleveren.O v e r k a p p i n g B a r e n d r e c h tOm de overlast van het toene-mende treinverkeer te verminde-ren, is voor de passage in het dorpgekozen voor een 9 m hoge, doos-vormige overkapping (fig. 5). Elkespoorbundel heeft hierin zijneigen `tunnel'. De constructiebestaat uit ter plaatse gestortebetonwanden, waarop prefabbetonliggers worden gelegd. DeHSL- en de reizigerssporenzullen traditioneel in een ballast-bed worden aangebracht; de driegoederensporen worden op eenvloeistofdichte, betonnen vloer3 | Infrastructuur rond despoorzone in Barendrecht4 | Sporenschemaschematisch; nieuwe situatie5 | Doorsnede kapconstructieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggen - & tunnelbouwcement 1999 636aangelegd. De overkapping wordtafgedekt met grond, waaroponder meer een park en parkeer-plaatsen zullen komen.De sporen voor HSL en Betuwe-route worden geheel aan het oogonttrokken. Ter plaatse van hetnieuwe station zullen slechts devierNS-sporenzichtbaarzijn.Hetstation krijgt qua beleving eenopen karakter.De problemen bij de bouw vandeze constructie zijn voorname-lijk logistiek van aard: de be-bouwde omgeving en de mini-maal benodigde spoorcapaciteitmaken het noodzakelijk snel tebouwen (het treinverkeer moetdoorgang kunnen blijven vinden).Deopleveringvandeoverkappingligt niet alleen voor de Betuwe-route, maar ook voor de HSL ophet kritieke pad.P a s s a g e b e s t a a n d ek u n s t w e r k e nIn de afgelopen jaren is eenomvangrijkerenovatieuitgevoerdaan het verkeersplein bij Ridder-kerk. De aansluitende rijkswegA 15 is daarbij aanmerkelijk ver-breed. Een viaduct overspant hetbestaande spoortraject. Om ookde HSL onder het bestaandeviaduct door te kunnen leiden, iseen in het talud liggende bakcon-structie noodzakelijk. Dit levertgrondmechanische problemenop, die momenteel nog wordenonderzocht. Een extra veld in hetbestaande viaduct inbouwen isvrij duur en logistiek en verkeers-technisch ongewenst, nu de ver-brede A 15 volop in gebruik is.Dit inbouwen van een extra veldgebeurt wel bij het even zuidelij-ker gelegen viaduct in de Dieren-steinweg.D i v e - u n d e rVanwege de noodzaak op eenaantal locaties de aanwezige entoekomstige sporen te kruisen, isten noorden van de kruising metde A15 een dive-under ontworpen(fig. 6). Van bovenaf ziet de dive-under eruit als een `stemvork',waarbij het heft zuidelijk isgelegen en de twee benen in noor-delijke richting afbuigen. Vanuitzuidelijke richting liggen de tweeHSL-sporen gezamenlijk in eentunnelbak, totdat de sporen dehavenspoorlijn kruisen. Daarnais voor elk HSL-spoor een afzon-derlijke tunnelbuis ontworpen.Er worden twintig dubbelsporigetunnelmoten aangelegd met eentotale lengte van 400 m en 55enkelsporige tunnelmoten meteen totale lengte (het oostelijk enhet westelijke deel tezamen) van1100m.Hetoostelijkebeenkruisteen drietal goederensporen voor-dat het spoor weer op het maai-veld terug is. Het westelijke beenkruist een verbindingsboog metde havenspoorlijn en wordt aan-gesloten op de fly-over. Het dub-belsporige deel kruist de haven-spoorlijn Kijfhoek - Waalhaven.Constructie en bouwwijzeDe ondergrond in Barendrechtwordt gekenmerkt door eenpakket slappe holocene lagen totcircaNAP-15m,vervolgenspleis-toceen zand tot een diepte vancirca NAP - 25 m en daaronder delaag van Kedichem: een ondoor-latend klei- en veenpakket.Het diepste punt van de dive-under is gelegen op circa NAP - 12m, terwijl het maaiveld is gelegenop circa NAP - 0,5 m. Vanwege deontgraving en de stijghoogte vanhet grondwater in het pleistocenepakket, dienen aanvullende maat-regelen te worden getroffen tegenhet opbarsten van de bouwput.Hetverlagenvandestijghoogteinhet pleistocene zandpakket komtniet in aanmerking vanwege deinvloed hiervan op de omgeving.Een oplossing is het toepassenvan een onderwaterbetonvloer.Deze vloer dient dan te wordenverankerd aan funderingsele-menten die tot in het pleistocenezand reiken. Vanwege de strengevervormingseisen die aan debouwputwanden zijn gesteld endehogebovenbelastingen,dienenook deze tot in het pleistocenezandpakket te reiken.In verband met het evenwicht vande bouwputvloer dienen de funde-ringselementen in de directe na-bijheid van de bouwputwandente worden geplaatst. Zodoendeliggen beide elementen in elkaarsinvloedsgebied, hetgeen betekentdat de bouwputwanden niet terug-winbaar zijn. Hiermee gaan uiter-aard hoge kosten gepaard. Daar-naast zijn voor het evenwicht vande onderwaterbetonvloer meerfunderingselementen benodigddan voor de definitieve constructie.6 | Doorsnede dive-undermet beide takken enontlastplatenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggen - & tunnelbouwcement 1999 6 37Dit alles heeft ertoe geleid vooreen andere bouwmethode tekiezen. De bouwputwanden wor-den met de punt circa 1 ? 1,5 m inde (waterafsluitende) laag vanKedichem geplaatst, waardooreen poldertje wordt gemaakt.Door een voldoende afstand tot dedefinitieve funderingselementenaan te houden, zijn de gebruiktedamwanden terug te winnen. Nahet sluiten van de bouwkuip enhet aanbrengen van de funde-ringselementen wordt het wateruit het pleistocene zandpakketafgemalen en kan de bouwkuipin den droge worden ontgraven.Vervolgens kunnen de tunnelele-menten worden vervaardigd.Voor de gesloten tunnelmoten isgekozen voor een traditionele, inhetwerkgestortebetonnenkoker.Allereerst wordt de vloer gestort;dewandenenhetdekwordenmeteen tunnelbekisting in ??n keervervaardigd. Opvallend is hierbijde toepassing van een houten sys-teembekisting(DOKA),daarwaarin Nederland tot dusverre slechtsstalen maatbekistingen zijn ge-bruikt (fig. 7).Voor de open tunnelmoten isgekozen voor een U-vormige tun-nelbak. Waar de beide sporen in??n tunnelbak liggen, wordenerlangs geleideconstructies aan-gebracht om de gevolgen bij eeneventuele ontsporing te beper-ken. Voor de fundering isgekozen voor vibro-combinatie-palen ?610 mm en een prefabbetonelement 380 x 380 mm2.Bij de hoger gelegen motenworden geheide prefab beton-palen 450 x 450 mm2toegepast.Aangezien de constructie van-wege de slappe lagen zeer gevoe-lig is voor zijdelingse belastingen,worden schoorpalen toegepast.Om verschillen in horizontaleverplaatsingen te beperken, wor-den bij een aantal mootvoegennokken aangebracht. Ter plaatsevan de kruisingen met de boven-gelegen sporen zijn ontlastplatenvoorzien.PlanningDe uitvoering van de oostelijkeenkelsporige toerit van de dive-under is nu reeds gestart, omdatlatere uitvoering kostbaar entechnisch haast onmogelijk is.Het tunneldeel kan nu in eenopen bouwput worden gemaakt,waarover vervolgens drie goede-rensporen worden aangelegd. Bijeen latere uitvoering zouden erhulpbruggen nodig zijn geweest.Vanwege de gevoeligheid van deconstructievoorzijdelingsebelas-tingen worden er in deze fase ookal zeven tunnelmoten van de wes-telijke toerit gebouwd.De uitvoering van de dive-undervan het dubbelsporige tunneldeelonder de havensporen en de vol-tooiing van de westelijke toerit,zal volgend najaar een aanvangnemen. Het tunneldeel onder dehavensporen dient te wordengebouwd terwijl de sporen ingebruik zijn. Om de exploitatieniet te zeer te verstoren en van-wege de zeer scheve kruising metde havensporen, is gekozen voorhet toepassen van hulpbruggenwaaronder de tunnelvloer en detunnelwanden worden gebouwd.Vanwege de beperkte bouw-ruimte onder de hulpbruggenwordt het tunneldek naast despoorbaan gemaakt en in een bui-tendienststelling van de haven-spoorlijn op de dan reeds vol-tooide onderbouw geschoven.F l y - o v e rDirect aansluitend op de weste-lijke tak van de dive-under wordteen fly-over aangebracht. Dezekruist alle bestaande goederen-en reizigerssporen. Aanvankelijkwerd gedacht aan een betonnentrogbrug, die deels verhoogdgebouwd en naderhand neergela-ten zou worden. Aangezien allesporen onder de fly-over in exploi-tatie zijn, dient het aantal buiten-dienststellingen voor de bouwzoveel mogelijk beperkt te wor-den. Daarom is gezocht naar eenoplossing waarbij zo weinigmogelijk buitendienststellingennodig zijn en die tevens quabouwkosten vergelijkbaar is metandere oplossingen. Onderzochten vergeleken zijn de volgendevier varianten:- betonnen trogbrug;- staal-beton trogbrug;- pergola;- stalen boogbrug.7 | Dwarsdoorsnede overhouten tunnelbekistingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggen - & tunnelbouwcement 1999 638De betonnen trogbrug (fig. 8) be-staat uit twee voorgespannen,betonnen hoofdliggers met daar-tussen een laaggelegen rijvloer.Door de sporen onder de fly-overzijn de mogelijkheden voor hetplaatsenvansteunpuntenbeperkt.De maximale veldlengte bedraagtcirca 49 m.De staal-beton trogbrug (fig. 9) be-staat uit twee stalen vollewandlig-gers met daartussen een beton-nen rijvloer, opgebouwd uitprefab elementen. De platenworden op de onderflens van dehoofdliggers gelegd en doorstalen strippen en deuvels mono-liet met de hoofdliggers verbon-den. De plaatsing van de steun-punten is dezelfde als bij debetonnen trogbrug.De pergola (fig. 10) bestaat uiteen wandvormige onderbouw-constructie,opgebouwduitschijf-vormige elementen of kolommenen gefundeerd op poeren. Opdeze onderbouw wordt het rijdekaangebracht, bestaande uit prefabliggers. Als gevolg van de kleinekruisingshoek zijn lange onder-bouwconstructies (circa 100 m)noodzakelijk. Ter plaatse van deonderdoorgang van de Bergam-bachtstraat is, als gevolg van debenodigde grotere overspanning,een ander constructietype nodig,bijvoorbeeld een trogbrug.Eenvierdemogelijkheidtenslotteis de fly-over op te bouwen uit eendrietalstalenboogbruggenvancirca110 m elk, met aanbruggen uit-gevoerd als trog- of plaatligger-brug. De bruggen worden opge-legd op een relatief klein aantalmassieve pijlers.Beoordeling van de variantenDe betonnen trogbrug heeft alsnadeel dat relatief veel buiten-dienststellingen benodigd zijnvoorhetrealiserenervan.Behalvevoor de aanleg van de onderbouwzijn ook buitendienststellingennodig voor het aanbrengen vande spoorkruisende bekistings-constructie. De troggen worden`hoog' gebouwd en na het voor-spannen neergelaten. Tevensmoet de bekistingsconstructieweer worden verwijderd. Alsgevolg van het grote aantal bui-tendienststellingen neemt ookde bouwtijd toe. Voordelen zijnonder meer het geringe onder-houd tijdens de levensduur ende vormgeving, die aansluit bijde reeds bestaande goederenfly-over.De staal-beton trogbrug heeft alsvoordeel dat er minder buiten-dienststellingen nodig zijn: nahet aanbrengen van de hoofd-liggers en de vloeren kunnen deoverige werkzaamheden bij inexploitatie zijnde sporen plaats-hebben. Nadeel is dat er meeronderhoud nodig is. Dit is door dekeuze van een duurzaam coating-systeem beperkt te houden. Quabouwkostenisdestaal-betontrog-brug vergelijkbaar met de beton-nentrogbrug.Ookdevormgevingis goed in te passen in de omge-ving.De pergola heeft als nadeel dateen grote onderbouwconstructie8 | Dwarsdoorsnede over de betonnen trogbrug10 | Bovenaanzicht pergolaconstructie9 | Dwarsdoorsnede over de staal-betonbrugC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggen - & tunnelbouwcement 1999 6 39nodig is. Dit heeft zowel gevolgenvoor de bouwkosten als voor hetaantal benodigde buitendienst-stellingen. Daarentegen zijn,behalve voor het plaatsen vandeprefabliggers,voorhetdekver-der geen buitendienststellingennodig. De vormgeving van depergola sluit niet aan bij de omge-ving. Het benodigde onderhoudzal gering zijn, doch meer dan bijde betonnen trogbrug als gevolgvan het grotere aantal opleggin-gen. Voordeel is dat het ter plaatseaanwezige kopspoor niet behoeftte worden ingekort, hetgeen zo-wel de bouwkosten als de afhan-kelijkheid van de overige werk-zaamheden op de bouwplaatsbeperkt. Desondanks zullen debouwkosten hoger zijn dan voorde eerder genoemde varianten.Voor de stalen boogbruggen zijngrote pijlerconstructies nodig.Vanwege het grote aantal sporenis hier geen ruimte voor. Verderzal het aanbrengen van de over-spanningen met grote kranenop uitvoeringsproblemen stuiten,eveneens vanwege de aanwezigesporen. Ook zullen de bouwkos-ten aanzienlijk hoger zijn.Afweging en keuzeMet een scoretabel en wegings-factoren voor de diverse beoorde-lingscriteria is een score bepaaldvoor de vier verschillende varian-ten. Hierbij is vooral belanggehecht aan de uitvoerbaarheiden het aantal buitendienststellin-gen,gevolgddoorbouwtijd,bouw-kosten en relaties met overigewerkzaamheden. Andere criteriahebben een lagere wegingsfactorgekregen. Hieruit is naar vorengekomen dat de staal-betonbrugdemeestaantrekkelijkevariantis.C o n t r a c t e nAlle contracten voor de Betuwe-route, opgebouwd uit standaardRAW-contracten, worden Euro-pees aanbesteed. De passage vande HSL is daarbij inbegrepen.Verschillende deelcontracten zijnomwille van de planning uit hetgrote contract gelicht. Sommigecontracten zijn al gegund, zoalsde diverse onderdoorgangen, eengedeelte van de dive-under en hetgrondwerk aan de oostzijde. Ditlaatste is voor een deel al in uit-voering.De overkapping is het grootstecontract binnen het projectBarendrecht. De aanbestedinghiervan heeft inmiddels plaats-gehad; de gunning is voorzienin september-oktober 1999.Volgend jaar volgen de overigegedeelten van de dive-under en defly-over. sHenk Wapperom11 | Artist impression van desporenknoop dive-under enfly-over. Het betreft hiereen concept oplossingHolland Railconsult VisualsAan de totstandkoming van ditartikel is welwillend meegewerktdoor ir. E.A. van der Meer, drs.P.P.J.A. Geraeds en drs. C.M.Brun van de ProjectorganisatieBetuweroute, en door ing. Th.D.Wildeboer en ir. A.G. Zuuren-donk van Holland Railconsult.Concept