themaVan vijf naar drie steunpunten6201430themaVan vijf naar driesteunpuntenOV SAAL KW13: een knooppunt van verkeersstromenCement_06_2014 30 26-09-14 11:11Van vijf naar drie steunpunten 62014 31De Amstelveenseweg is een van de hoofdtoegangswegen tot hetcentrum van Amsterdam. Bij de kruising met het spoor komen veelverkeersstromen samen: autoverkeer van en naar de snelweg,lokaal autoverkeer, passagiers van tram, bus en metro, en fiets- enbromfietsverkeer (fig. 2). Voor het project OV SAAL Zuidtak Westwordt hier naast het bestaande spoorviaduct een nieuw kunst-werk gerealiseerd: KW13. Om verschillende redenen is AlliantieAmterdamse WALTZ afgeweken van het referentieontwerp.In het contract van het project OV SAAL Zuidtak West was eenreferentieontwerp meegegeven voor het spoorviaduct over deAmstelveenseweg, Kunstwerk 13 (KW13). Conform debestaande kunstwerken over deze toegangsweg voor snelwegver-keer, trein en metro, ging dit nieuwe kunstwerk uit van tweelaaggelegen landhoofden, drie steunpunten tussen de rijbanen,en dekken van prefab liggers met overspanningen van circa18 m (fig. 3). In de vraagspecificatie waren eisen gesteld aan detoelaatbare hinder rondom de Amstelveenseweg tijdens de bouw.Een keuze voor prefab onderdelen lag daarom voor de hand.1ir. Robbert Riep,ing. Bj?rn van der MaaleAlliantie Amsterdamse WALTZ /Combinatie Nieuwe Meer Sporen1 Naast het bestaande spoorviaduct over de Amstel-veenseweg in Amsterdam wordt een nieuw kunstwerkgerealiseerd; op de foto zijn de funderingspalen voorhet landhoofd te zienCement_06_2014 31 26-09-14 11:11themaVan vijf naar drie steunpunten6201432voorzetwand-0,700 GWS18 00016 000 16 00018 000PVR tram-, busbaanprefab liggersspoor in ballast3600360075 20046004600NAPo.k. +5,295 (bestaand)spoor 4: +7,314spoor 3: +7,314BS (spoorontwerp)spoor 4: +7,244spoor 3: +7,244BS (spoorontwerp)1180700700PVRAmstelveensewegA10 westelijke richtingA10 oostelijke richtingbestaand metroviaductbestaand spoorviaductgeluidsschermdienstwegspoorviaduct Amstelveenseweg2 Bij de kruising van de Amstelveensewegmet het spoor komen veel verkeersstromensamen3 Langsdoorsnede in het referentieontwerpinachtneming van de geluidseisen in het besluit, de ligging vanhet wisselcomplex ten oosten van de Amstelveenseweg en dedirecte spoorstaafbevestiging op het huidige spoorviaduct, is deoplossing gevonden in het hoger leggen van het spooraligne-ment op KW13. Om binnen de grenzen te blijven van de toege-stane geluidscontouren is het geluidsscherm aan de oostzijdevan de Amstelveenseweg verlengd. Deze oplossing was alleenmogelijk dankzij gezamenlijke inspanning van de opdrachtge-ver en opdrachtnemer. De alliantie heeft hier dus haar dienstbewezen.Gezocht is naar de meest optimale oplossing voor de grotereoverspanning. Onderzoek wees uit dat met prefabbetonnenkokerliggers niet kon worden voldaan aan de eisen voor deeigenfrequentie (het hinderlijk in trilling komen) van het dek.Dit door de beperkte constructiehoogte in relatie tot de over-spanning. Uiteindelijk is gekozen voor een definitief ontwerpmet een statisch onbepaald (voorgespannen) dek, gefundeerdop twee hooggelegen landhoofden en ??n middensteunpunt.Het middensteunpunt bestaat uit vier ellipsvormige kolommenen vormt tevens de rempijler voor het dek (fig. 4 en 5).Wijziging ontwerpOm alle stakeholders op de hoogte te stellen van de planningen de impact van de werkzaamheden, werden al in een vroeg-tijdig stadium overleggen ge?nitieerd. Hieruit kwam naar vorendat de referentieoplossing onacceptabel was voor GVB, ??n vande circa tien stakeholders. Het plaatsen van een definitiefsteunpunt in het perron van de tram- en busbaan was voordeze organisatie uitgesloten. De reden was dat na een dodelijkverkeersongeval ter plaatse de verkeersstromen waren geschei-den en aanpassingen waren gedaan aan tram- en bushaltes.Het veranderen van deze situatie ? waarvan in het referentie-ontwerp sprake was ? was geen optie.Hierdoor kwamen twee van de drie tussensteunpunten tevervallen en werden de overspanningen van het dek tweemaalzo groot (van 18 m naar 36 m). Dit had tot gevolg dat deconstructiehoogte moest worden vergroot, binnen de grenzenvan het verticale spooralignement en het Profiel van VrijeRuimte (PVR) van tram- en wegverkeer.Samen met ProRail is in de Alliantie Amsterdamse WALTZ,verantwoordelijk voor het ontwerp van het project, gezochtnaar ruimte binnen de grenzen van het Trac?besluit. Met23Cement_06_2014 32 26-09-14 11:11Van vijf naar drie steunpunten 62014 334 Langsdoorsnede definitief ontwerp5 Artist's impressionMiddensteunpuntHet middensteunpunt van het kunstwerk fungeert zoals gezegdals rempijler. Door deze keuze kon het aantal palen onder delandhoofden worden gereduceerd en zijn bij de landhoofdenuitsluitend oplegblokken nodig. Het middensteunpunt,bestaande uit een poer, vier ellipsvormige kolommen en eenonderslagbalk, is gefundeerd op prefab-betonpalen van500 ? 500 mm2die deels schoor en deels te lood zijn aange-bracht. Hier zijn dookconstructies toegepast om de belastingendie uit de langskrachtenanalyse volgden naar de ondergrond teleiden (zie onderdeel `Fixatiepunten').DekconstructieHet in het werk gestorte betonnen dek, dat drie sporen moetkunnen dragen, heeft een lengte van 70 m, een breedte van20,4 m en een gemiddelde dikte van 1,45 m. Het spoorviaductkruist de Amstelveenseweg met een hoek van 85?. Het dek isstatisch onbepaald, betonkwaliteit C45/55, en wordt voor-gespannen met 62 kabels bestaande uit 27 strengen ?15,7 mm.Het complete dek wordt circa 1,5 m boven de Amstelveensewegverhoogd gebouwd zodat het Profiel van Vrije Ruimte van deOnderbouwLandhoofdUit geotechnisch onderzoek bleek dat de zandlichamen aanweerszijden van de Amstelveenseweg bestaan uit losgepaktzand. De huidige korrelstructuur zou zich kunnen herschikkendoor zwaar funderingswerk in deze zandlichamen, met alsgevolg inklinking van het zandpakket over een groot gebied.Vanwege de directe spoorstaafbevestiging op het naastgelegenbestaande spoorviaduct moeten zettingen van het spoor zo veelmogelijk worden voorkomen. Bij een laaggelegen landhoofd,zoals bij het huidige spoorviaduct, zouden zware damwandennodig zijn met ontgravingen tot 8 m beneden bovenkant spoor,met risico's op zettingen tot gevolg. Om deze reden is gekozenvoor hooggelegen landhoofden met een ontlastvloer. Hierdoorkonden damwanden grotendeels achterwege blijven. Verderzijn de landhoofden, om trillingen door heien te voorkomen,gefundeerd op schroefinjectiepalen.Aan de voorzijde zijn de landhoofden voorzien van eendamwand. Deze damwand heeft geen dragende of construc-tieve functie voor het landhoofd. Door de ontlastvloer drukkennamelijk geen spoorbelastingen op de damwand. De ontlast-vloer is zover doorgetrokken dat bij het `wegvallen' van dedamwand een talud van 1:2 onder het landhoofd kan wordenaangehouden.In de bouwfase heeft de damwand een tijdelijke grondkerendefunctie voor het werkplateau, dat strak tegen de Amstelveense-weg is aangelegd (het hoogteverschil met de Amstelveensewegis circa 3 m). Vanaf dit werkplateau worden de schroefinjectie-palen aangebracht. Bovendien heeft het damwandscherm eenfunctie als kwelscherm. Onder het fiets-/voetpad aan de west-zijde van de Amstelveenseweg liggen namelijk twee hoofdwa-terleidingen (?700 mm) en onder de westelijke rijbaan ??nhoofdwaterleiding (?1000 mm). Aan de oostzijde van deAmstelveenseweg is bovendien een nieuwe hoofdwaterleidinggepland (?1000 mm) in verband met de toekomstige ontwik-keling van de Zuidas met het Zuidasdok. In geval van breukvan een van deze waterleidingen voorkomt het kwelschermonderspoeling van de landhoofden.51:31:213,113,213,32x hoofdwaterleiding ?700 hoofdwaterleiding ?1000verholen waterkeringtoekomstige waterleiding ?1000K&L-strook?350 HDPE riool?250 HDPE gasAmstelveensewegAmstelveensewegbus-/trambaanfietspad fiets-/voetpad13,24Cement_06_2014 33 26-09-14 11:11themaVan vijf naar drie steunpunten62014344100 4500 7700NAPNAPte slopenvoor fase 21500328015001450NZ3 NZ3NZ2NZ1 NZx2040010 000 4497 41506500 20 400N6-4N6-3N6-2N6-1 N6-5 N6-64800 7700 4500 5850 4497fase 1: scope project OV SAAL fase 2: uitbreiding naar 6 sporen6 Situatie bij oplevering (links) en toekomstige uitbreiding (rechts)- De minimumsterkte fcm(t)op het tijdstip t behoort gelijk te zijnaan k4 (%) van de vereiste betonsterkte voor de volledigevoorspanning zoals gegeven in de Europese Technische Goed-keuring.- De betondruksterkte in de constructie ten gevolge van devoorspankracht en andere belastingen die optreden tijdenshet spannen of aflaten van de voorspanning, moet zijnbeperkt tot 0,6fck(t).FixatiepuntenHet spoordek wordt in langsrichting schuifvast verbonden methet tussensteunpunt door middel van een aantal fixatiepunten.De fixatiepunten worden tussen de oplegblokken aangebracht.Hierdoor is het mogelijk het dek naar het noorden te schuiven(zie kader `Gebouwd voor de toekomst'). Om de afmetingen tebeperken, is gekozen voor vier fixatiepunten, verdeeld over detotale breedte van het brugdek. De fixatiepunten bestaan uitstalen platen met opgelaste blokdeuvels (fig. 7). De boven- enonderplaten worden met ankers bevestigd aan respectievelijk hetspoordek en de onderbouw. De onderplaat bestaat uit twee delendie met een boutverbinding onderling zijn verbonden. Hierdooris de onderplaat eenvoudig vervangbaar in geval van beschadi-ging door bijvoorbeeld een aanrijding tegen het dek.Het brugdek werkt als een zeer stijve schijf voor de afdracht vande horizontale krachten door remmen en aanzetten van treinver-keer. Door de wisselwerking van deze zeer stijve schijf, de spoor-staven en de horizontale veerstijfheid van het tussensteunpunt, zalde totale rem-/aanzetbelasting gelijkmatig over de aanwezige fixa-tiepunten worden verdeeld. Ook na schuiven van het dek, voor deaanleg van het eventuele zesde spoor (zie kader `Gebouwd voorde toekomst'), kunnen de fixatiepunten hun functie vervullendankzij vier extra stalen onderplaten met bijbehorende ankers inde onderbouw.Amstelveenseweg, ook in de realisatiefase, behouden blijft.Na verharding en voorspannen wordt het dek afgelaten op zijndefinitieve steunpunten.De volgende aandachtspunten zijn aangehouden bij de berekeningvan het voorgespannen dek volgens de betreffende Eurocode(NEN-EN 1992-1-1, art. 5.10):? Maximale voorspankracht:Tijdens het spannen is de toegepaste maximale spanningp,max= min (k1 fpk; k2 fp0,1k).? Voorspankracht:Onmiddellijk na het spannen en verankeren, mag de aanvangs-voorspanning op tijdstip t = 0 de volgende waarde niet over-schrijden: pm0(x) min (k7 fpk; k8 fp0,1k).? Direct optredende voorspanverliezen:pm0(x)is verkregen door aftrekking van de direct optredendeverliezen van de voorspankracht. Direct optredende voorspan-verliezen bij nagerekt staal zijn:- verliezen ten gevolge van direct optredende vervorming vanhet beton;- verliezen ten gevolge van wrijving;- verliezen in de verankeringen.? Tijdsafhankelijke verliezen:Om tijdsafhankelijke verliezen onder blijvende belasting tebepalen, is de methode gebruikt volgens NEN-EN 1992-1-1,art 5.10.6(2).? Lokale verbrijzeling en splijten van het beton moeten wordenvermeden in overeenstemming met de van toepassing zijndeEuropese Technische Goedkeuring.? Betonsterkte:- De sterkte van het beton bij het aanbrengen of het overdragenvan de voorspanning behoort niet kleiner te zijn dan de mini-mumwaarde die is gedefinieerd in de van toepassing zijndeEuropese Technische Goedkeuring.6Cement_06_2014 34 26-09-14 11:11Van vijf naar drie steunpunten 62014 35A AB85,2?B800b.k. midden-steunpunto.k. dek o.k. dekankersankersankersgainsankersgainsankersgains800 800745200200TYPE I TYPE II7452401501501350675675MM645 hrsp.?12(l)5 hrsp.?12(l)gains ?80150 150340340165l=900503 x 2 bgls?20-150(f)3 x 2 bgls?20-150(f)7 hrsp.?12(k)7 hrsp.?12(k)13501050150 1506756757 Principe fixatiepunten; (a) bovenaanzicht en (b) doorsneden8 Ophang- en beugelwapening rondom de ankers brengt debelastingen vanuit de fixatiepunten over op het betonwerk vanhet middensteunpuntRondom de ankers wordt ophang- en beugelwapening aange-bracht om de belastingen vanuit de fixatiepunten over te brengenop het betonwerk van het middensteunpunt (fig. 8).HulpwerkDe dekconstructie wordt verhoogd gebouwd op een stalen onder-steuningsconstructie die de Amstelveenseweg overspant. Dezeconstructie bestaat uit stalen liggers met daarop (vloer)bekisting.Het geheel wordt ondersteund met tijdelijke oplegpunten bij delandhoofden, hulpkolommen ter plaatse van het middensteun-punt en twee hulpsteunpunten in de bermen naast de rijbanenvan de Amstelveenseweg. Deze twee extra hulpsteunpunten zijngefundeerd op stalen buispalen.Dankzij deze ondersteuningsconstructie is slechts een beperktaantal weekendafsluitingen nodig. Hierdoor ondervindt hetonderdoorgaand verkeer minimale hinder. Tijdens de afsluitin-gen worden de volgende werkzaamheden aan de ondersteu-ningsconstructie uitgevoerd (fig. 10):? aanbrengen van de hulpsteunpunten;? aanbrengen van de hulpliggers;? verwijderen van de hulpliggers en aflaten van dedekconstructie.7a87bGebouwd voor de toekomstHet ontwerp van KW13 is gebaseerd op drie sporen.Een van de eisen was dat het mogelijk moet zijn eenextra viaduct te realiseren voor ??n extra spoor aan dezuidzijde op dezelfde onderbouw (fig. 6). De onder-bouw moet dus ook bij vier sporen de rem- en aanzet-krachten kunnen opnemen.In de langskrachtenanalyse zijn de gevolgen van dezeuitbreiding onderzocht. Omdat het exacte ontwerpvoor de toekomstige uitbreiding nog niet bekend was,zijn randvoorwaarden meegegeven voor de uitbrei-ding van het kunstwerk. Rekening is gehouden met demogelijkheid het brugdek naar het noorden te schui-ven, richting het bestaande spoorviaduct, om ruimtete maken voor een nieuw spoordek.Cement_06_2014 35 26-09-14 11:11themaVan vijf naar drie steunpunten6201436GWS0,0ASWNAPAmstelveensewegbus-/trambaanHE1000B HE1000B HE1000B HE900BHE700Bveld 4veld 318 210 15 79034 000 34 000ASO 13,313,213,116 610veld 2veld 1fietspad fiets-/voetpad9 Doorsnede spoorviaduct tijdens uitvoering, inclusiefondersteuningsconstructie10 Fasering werkzaamheden aan de ondersteuningsconstructieOverige bouwactiviteiten worden uitgevoerd op of achter hetnieuwe spoorviaduct, zonder hinder en beperkingen voor degebruikers van de Amstelveenseweg. Dit na intensieve afstem-ming met omgevingspartijen.Onder de westelijke rijbaan van de Amstelveenseweg ligt eenverholen waterkering die de Hoogheemraadschappen Rijnlanden Amstel, Gooi en Vecht van elkaar scheidt (fig. 4). Het weste-lijke hulpsteunpunt doorsnijdt de beschermingszone van dezewaterkering. Daarom worden de stalen buispalen, ten behoevevan het funderen van de hulpsteunpunten, hier beneden maai-veld afgebrand nadat ze hun tijdelijke functie hebben vervuld.Vervolgens worden de palen volgestort met beton in plaats vanze te trekken. Hierdoor ontstaan geen gaten in de verholenwaterkering.De ophanging van de bovenleidingen van de tramlijn wordtaangepast vanwege de bouw van het kunstwerk. Uithoudersaan de hulppalen naast de tramlijn houden de bovenleidingenop hoogte tijdens de realisatie van de dekconstructie. Vanaf hetaanbrengen van de hulppalen tot het aflaten van de dekcon-structie worden de bovenleidingen ondersteund door dezetijdelijke ophangconstructies.Na het storten en afspannen van de dekconstructie wordt deondersteuningsconstructie van hulpliggers en vloerbekistingverwijderd door deze in zuidelijke richting te schuiven en uit tehijsen. De dekconstructie wordt hiervoor opgevijzeld en deuithouders ten behoeve van de bovenleidingen van de tramlijnworden tijdelijk verlaagd. Wanneer de dekconstructie vervol-gens wordt afgelaten naar haar definitieve positie worden debovenleidingen verbonden met de dekconstructie door middelvan definitieve ophangconstructies.9FunderingsrestenHet oude spoorviaduct dateert van 1935. Al in het ontwerptrajectvan het spoorviaduct is onderzoek gedaan naar de aanwezigheidvan funderingsresten onder de Amstelveenseweg. Deze zoudenkunnen conflicteren met de positie van het nieuwe middensteun-punt. Aan de hand van een bestekstekening van het bestaandespoorviaduct, die een indicatie geeft van de positie van het deelsgesloopte viaduct in de Ringspoorbaan om Amsterdam, is overge-gaan tot veldonderzoek. Met grondboringen werd het vermoedenvan belemmerende objecten in de ondergrond ter plaatse van hetmiddensteunpunt bevestigd (fig. 11).V??r de realisatie van het middensteunpunt zijn deze funde-ringsresten verwijderd. De betonnen funderingssloof van hetoude Ringspoorviaduct is gesloopt en verwijderd. De onder-gelegen houten palen zijn, ter plaatse van de toekomstige paal-posities, met een freeskop borend verwijderd (foto 12). Hierbij isgefreesd in de richting van de palen, zowel schoor als te lood,conform het palenplan van het middensteunpunt.10Cement_06_2014 36 26-09-14 11:11Van vijf naar drie steunpunten 62014 37bovenaanzicht freesgat445 mm x 957 mm, te loodboren om horizontale as,boren tot max NAP -10 mbovenaanzicht freesgat445 mm x 957 mm, te loodboren om horizontale as,boren tot max NAP -10 mIndien na 4 m boren geenobstakel gefreesd wordtkan gestopt worden met frezenbovenaanzicht freesgat445 mm x 957 mm, te loodboren om horizontale as,boren tot max NAP -10 mbovenaanzicht freesgat445 mm x 957 mm, schoor 8:1boren om horizontale as,boren tot max NAP -10 mbovenaanzicht freesgat?957 mm, schoor 8:1boren om horizontale asen verticale as,boren tot max NAP -10 mhouten palen ?400 mm11 Ingemeten houten palen en palenplanvoor het nieuw te bouwenmiddensteunpunt12 Boorkop waarmee de bestaande houtenpalen zijn weggefreesdTot slotDoor in een vroeg stadium contact te zoeken met de omge-vingspartijen en deze partijen gedurende het ontwerpprocesen de voorbereidingsfase te betrekken bij de besluitvorming,is een integraal ontwerp gerealiseerd dat wordt gedragendoor alle belanghebbenden. Transparante communicatietussen organisaties met kruisende belangen, over zowelkansen als risico's, heeft een beheersbaar en optimaal bouw-proces mogelijk gemaakt ter plaatse van deze vervlechtingvan verkeersstromen. PlanningDe werkzaamheden voor Kunstwerk 13 worden in vijf fasenuitgevoerd (fig. 10):? Fase 1 (april ? mei 2014): voorbereiden en verwijderen funde-ringsresten.? Fase 2 (juni ? september 2014): bouw van twee landhoofden,??n middensteunpunt en twee hulpsteunpunten.? Fase 3 (september 2014 ? januari 2015): ondersteuning doorde hulpconstructie.? Fase 4 (september 2014 ? maart 2015): bouw dekconstructie.? Fase 5 (januari 2015 ? maart 2015): afbouw.Inmiddels is gestart met fase 3 en 4.11 12Cement_06_2014 37 26-09-14 11:11