IWATER]30UW ICONSTRUCTIEFONTWERP IPREFABRICAGEVERKEERSWEG OVERSTORMVLOEDKERINGINGEBRUIKONTWERP EN MONTAGEPREFAB OVERSTEKKEN AANDE VERKEERSKOKERSing.A.Lathouwers. Rijkswaterstaat, d?rectie Slu?zen en Stuwende stempels daarvan lagen vast. Het ge-vaar bestond dat de ?nspectiekraan teverop het overstek zou komen te staanwaardoor overbelastingvanhetoverstekzou kunnen ontstaan. Omd?ttevoorko~men ?s het overstek smaller gemaakt.Een bijkomend voordeel daarvan wasdat de afstand van de koker tot de ha-merstukken groterwerd,waardoordezebeter werden beveil?gd.Het ?s altijd de bedoel?ng geweest deoverstekken als laatste onderdeel van desvk ter plaatse te maken. Om de weg optijd te kunnen opleveren zou een grootaantal bek?stingen nod?gzijn geweest. Inoverleg met de aannemer ?s toen eenontwerp met geprefabriceerde over-Op 5 november jl. heeft Prinses Juliana de verkeerswegover de Stormvloedkering in?de Oosterschelde officieelgeopend. Deze zgn. dammenweg, officieel rijksweg 57,is de meest zeewaarts gelegen verbinding tussen deZeeuwse eilanden. De hulpbrug tussen de kop vanSchouwen en het vroegere werkeiland Neeltje Jans zalworden afgebroken, nu de rechtstreekse verbinding isvoltooid.Ter plaatse van de stroomgeulen loopt de weg over deverkeerskokers, die daartoe met overstekken zijnverbreed. Bijzonderheden over ontwerpberekening enmontage van deze constructie staan centraal in ditartikel.Bij de eerste ontwerpen van destormvloedkering (svk) was er r--~-~-~--~---_----1_~~~-"------~----sprake van om het verkeer overtwee kokers tevoeren. Naderhand ?s ge-kozen voor ??n koker, bestaande u?t eenkokerl?gger met een dekbreedte van10 m en een lengte van 45 m (van pijlernaar pijler overspannend). Deze koker-l?ggers zijn geprefabriceerd ?n Kats enmetbehulp van de drijvende bokTakl?ft4 geplaatst. In Cement 1984nr. 10 ?s daar-over een artikel gepubl?ceerd van dehand van ?r.F.F.M. de Graaf.De bovenbreedte van de kokerliggermocht?n de bouwfasevande kering mette groot zijn ?n verband met de nog teplaatsen bovenbalken ?n de door-stroomopen?ngen. Daarom ?s een ver-keerskoker ontworpen waarbij de over-stekken (in de volksmond flappen) laterwerden aangebracht. Het overstek be-droeg aan beide zijden 5 m, met eenrandconstructie waarop een vangrail enleun?ng werden geplaatst. Naderhandbleek dat aan de Noordzee-zijde alleeneen leun?ng nodig was waardoor dewerkweg aan die zijde breder kon wor-den. De mobiele ?nspectiekraan was ind?e fase al ontworpen en de plaatsenvan12 Cement 1987 nr. 12stekelementen uitgewerkt. Deze con-structie bleek sneller uitvoerbaar en uit-eindelijk goedkoper te zijn, reden omvoor dit ontwerp te kiezen. Een bijko-mend voordeel was nog dat de portalenvan de .oude bouwkranen als draagpor-talen voor de ophangconstructies ge-bruikt konden worden.Geometrie, randvoorwaarden enbelastingen .De afmetingen van de overstekken zijnvermeld in figuur 1.Per kokerligger tus-sen twee pijlers worden aan weerszijden5 overstekelementen van 9 m aange-bracht.De belastingen bestaan uit1. Eigen gewicht: grindbeton (B 37,5)soortelijke maSsa 2500 kg/m3, lichtbe-ton (B 37,5) soort. massa 1970 kg/m3?2. Leuning envangrail aan Oosterschel-dezijde en alleen leuning aan zeezijde.3. Deklaag 70 mm asfalt (~ 168 kg/mZ).4. Gelij~atig verdeelde belasting q~400 kg/mz, behorend bij verkeersbelas-ting volgens klasse 60.5. Laststelsel volgens klasse 60, zo on-gunstig mogelijk geplaatst (stootco?ffi-ci?nt ~ 1,19).6. Inspectiekraan.BerekeningenVanwege het achteraf aanbrengen vande overstekken zullen deze als belastingop de koker werken. Pas na de volledigemontage (storten van de voegen, voor-spannen en injecteren), zullen ze mee-werken inde krachtsverdeling. Als basisbij het ontwerpen van de overstekken isvan belastingspreiding uitgegaan.Er zijn, omdatde overstekkenin lengte-richting niet zijn voorgespannen, ver-schillende onderzoeken gepleegd naarde mogelijke spreiding bij gescheurd enongescheurd beton.De berekening is opgezet volgens hetschema van figuur 2, waarbij men de ineerste instantie gemaakte berekeningvoor de ter plaatse gestorte oplossingheeft aangepast aan de prefab oplossing.De prefab oplossing wordt puntsgewijsbesproken - de nummering verwijstnaar figuur 2.Hangend in de montageportalen worden de overstekken naar hun plaatsgereden en gemonteerd (foto's Bartel Boot, bureau voorlichting, dir. Zeeland)Dwarsdoorsnede kokerligger met overstekken(verdeling grindbetonllichtbeton aangegeven) (lichtbeton dnbbel gearceerd)3500fY1~~I.. 200515435 :1 010950350019510280010067002800cr-.....--------1 ~~I~---'-4-'-'78"-'5'------iCement 1987 nr. 12 13!WATERBOUW ICONSTRUCTIEFONTWERP IPREFABRICAGE2 Berekeningen voor in het werkgestorte en geprefabriceerde overstekkenbepaling splijt-sponningen endetailbereke-ningen.L--=---.----.-,2.6elementen pro-gramma PLATEN/3invoer overstekmet kontband- kx : ky =2,5: 1elementen pro-gramma "SUSAN'invoer overstekzonder kont band-kx: ky = 5: 1-kx: ky: 1 : 11.3handberekeningmet aangeno-men spreiding1.2nadere beschouwin g aan dehand van concept voorschrif-ten beton bruggen. febr.19853.0controle splijtwapening doorDywidag2.8aanpassing voorspanningFiguur 2 (2.0) - ingevoerd zijn de afme-tingen en belastingen.(2.1 en 2.2) - Met behulp van het Gene-sys~programma Platen!3 bepaalt mende momentenen dwarskrachtenvanhetoverstek aan de Noordzeezijde. De in-vloed van de randbalk ter plaatse van devoegovergang en de kantband is meege-nomen. Er zijn 2 computerruns ge-draaid:1. voor de 45 m lange kokers;2. voor de landhoofdverkeerskokers;lichtbetonnen overstekken met eenrandbalk van grindbeton.Omdatde overstekken maarin??nrich-ting zijn voorgespannen, heeft men hiertemakenmeteen gescheurdeeneenon-gescheurde stijfheid. In de berekening isaangehouden de verhouding:k (x) : k(y) ~ 2,5 : 1 enk(yx) : k(xy) - 2,5 : 1,met een Poisson-getal (v) ~ 0,2.Met behulp van dit programma zijn devoorspanning en de wapening bepaald(ziefig. 3) en in figuur 2: (2.4).Figuur 2 (2.3) - voor de gekozen voor-spanning (2.4) is hier de veiligheid be-paald. De voorspanning was al in eeneerdere berekening ge~ozen (1.0 bij dein het werk gestorte overstekken). Waarnodig is devoorspanning aangepastvoorhet criterium ongewapende voeg, vol-gens het concept Voorschriften beton-nen bruggen (zie 3.0).Figuur 2 (2.5) - dewapeningsmomentenzijn bepaald in: het gebied aansluitendaan de randbalk, de normaaldoorsnedeen de kantband.Figuur 2 (2.6) - detailberekeningen zijngemaakt voor:- de splijtwapening;- de randkabels;- het wandliggereffect door stijfheids-verschillen;- de dwarsvoegen;- het hijsen;- de spatkrachten bij de sparingen voorde voorspanpijpen in de langsvoeg.Figuur 2(2.7) - bepalenvandewapeningin dwars- en langsrichting.- In dwarsrichting: na controle van debuigtrekspanningen volgens het con-ceptVoorschriftenbetonnenbruggen, isgekozen voor een praktische wapening(0 12 - 200, onder en boven).- In langsrichting: de wapeningsmo-menten die bepaald waren met het Ge-nesys-programma Platen!3: zijn ge-bruiktvoorhet bepalenvan de langswa-pening. Op plaatsenwaar meer dan mi-nimale wapening (0,15%) nodig was, iswapening bijgelegd.PrefabricageDe724stuks overstekelementenzijn ge-maaktbij de betonfabriek in Kats waar-bij met 10 bekistingen op de aanwezigebekistingsvloerenvan debovenbalkenisgewerkt. De produktietijd nam ca. 11maanden in beslag.Het belangrijkste aandachtspunt bij hetprefabriceren was de maatvastheid vande voorspankanalen. De plaats van devoorspankanalen in de verkeerskokerslag immers vast en kon niet meer wor-den gewijzigd. Er is daarom een uitge-breid meetsysteem opgezetwaarmee deplaats van de voorspankanalen is be-paald. In relatie hiermee is de bekistinggesteld. Alle meetgegevens zijn geauto-matiseerd verwerkt. Behalve de plaatsvan de voorspankanalen waren ook deandere afmetingen van de elementenaan nauwe toleranties gebonden, omdatde voegbreedte tussen de verkeerskokerendeprefab plaataaneenminimumvan20 mm en een maximum van 70 mmwas gebonden (nominaal 35 mm).Na het storten en verharden ('s wintersmet behulp van stomen), zijn de over-stekelementen in een tussenopslag ge-plaatst en vandaar met een traverse-kraan op een ponton in de werkhavengeladen. Ook dit ponton was uitgerustmet een traversekraan. De laadruimtewas zo ingedeeld dat een trailer aanboord kon rijden omgeladen ofgelostteworden. Elke reis konden de benodigde10 elementen voor de uitbouw van ??n45 m lange koker worden meegeno-men. Voor de 80 m lange landhoofdver-keerskokers werden de benodigde 18overstekselementenin twee fases aange-voerd en gemonteerd.Bij de svk werden de elementen afgela~14 Cement 1987 nr. 123Plaats van de dwarsvoorspanning Montagein het dek Per vijf montageportalen waren tweehijsconstmcties beschikbaar waarmeeI I I I I I I I I I I I I I I I I I I 9 strengs Dywidag ??n prefab overstekelement aan beideI 1 I1 I I 8 streng s Dywidag zijden tegelijk kon worden opgehesen.I I I1 I I 1/De werkwijze was als volgt:- De portalen werden boven de opstel-kanolen 088 x 1,8 plaats gereden waarna een hijsframe de\elementen aanpakte.45m kokers- De hijsconstructie tilde het elementomhoogwaarna dit metvierhangstavenIaan het montageportaal werd opgehan-1 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 9 strengs Dywidag gen.I I I I I I I I I I I I I1 8 strengs Dywidag- De hijsconstructie reed naar het vol-I I I I I I I I I I I III /gende portaal om de volgende elemen-tenop te nemen. DitgingdoortotaIle 10kanalen 076,1 x 1,8elementenwaren aanfepikt. In verbandmet de stabiliteitwas etvan belang dat\deelementenaanbeide kantengelijktij-dig hun gewicht overdroegen op hetlandhoofdver keerskokers 0 portaal.- Om slingeren tijdens het transport tevoorkomen werden de platen tegenden en neergelegd op een opstelplaats kozen is voor nat gritstralen om bescha- stootbuffers getrokken.die inhetverlengdevanhetop de kering digi1 van de zuirrstangen van de hef- - De portalen werden ??n voor ??n naaraanwezige sloffenspoor lag. Op de op- cilin ers te voor omen. Vlak voor de de lokatie gereden, waarbij het hijsfra-slagplaats werden de elementen in de montage zijn deze vlakken nogmaals me zich op het eerste portaal bevond,juiste positie gelegd. Vervolgens werden met water onder hoge dmk schoonge- zodat met de montage direct na aan-de leuningen gemonteerd waarna het spoten. Na het wegnemen van de tijde~ komst kon worden begonnen.transport over de kering kon beginnen. lijke leuning op de verkeerskoker, kon- - De elementenwerden per paar met deden de prefab overstekken worden aan- hijsconstmctieglobaal op hunplaatsge-Voordat de overstekelementen gemon- gebracht. bracht en overgegeven aan de hangsta-teerd konden worden, moest een aantal ven. De afstand tussen elementenen ko-werkzaamheden op de kering worden Voor het transport van de prefab over- ker bedroeg ca. 250 mmouitgevoerd. Heel bela~jkwas hetver~ stekken zijn 5 montafPortalen toege- - De bekisting voor de langsvoeg werdwijderen van de beto uid op de koker past, waarvoor de on erstellen zijn ge- gesteld, waarna het element ongeveerterplaatsevandeaansluiting metde ele- bmiktvande bouwkranendie op de ko- 250 mm naar de koker werd getrokken.menten. Dit werd gedaan met nat grit- kers hebben gewerkt. Deze onderstellen Met kleine vijzels in de ophangcon-stralenvanafeen mobielezijwerker. Ge- zijnvoorzienvaneensamengesteldelig- structie werd het element nauwkeurigfer waaraan de hijsapparatuur 0 en de in positie gebracht en aan het sloffen-4angstaven voor het ophan~en van de ?oor van de portalen bevestigd (zieOverzicht lIlontageportaal platen waren bevestigd (fig. 4 . ig.4).~"",j,"'U'~~1"/ ~~~r?I1 t-d--+-l.l:iiiC'W::u / '\ IrLUX ; II!,Iril! portaal'J~~~! r~~ _,"0,."I 1--/- -! b ~ ~ 0IIi r== oU. l ? 11 i ni! 11Ij~ ~ ->,.'''m.! I S [0 ffen spoor~Lelement'//, '//////////////////, stootbuffer~I Ikoker// / / / /' /'/ //'Cement 1987 nr. 12 15!WATERBOUW IUITVOERINGSTECHNIEK IPREFABRICAGEfoto:1\erocan1erafBartlIofnrreester5716Geprefabriceerd passtukBekisting dwarsvoegCement 1987 nr. 126 Verrijdbare zijwerker (hieronder de stellage gebruikttijdens de nitvoering; links de onderhoudskraan)Cement 1987 nr. 12- De voorspankanalen in deverkeersko-ker en de elementen werden gekoJ?pelden prefab passtukken geplaatst (fig. 5).Het betonnen passtuk diende om dedikte van de voegmortellaag te beper-ken en om de te grote verschillen inE-modulus tussen hetjonge beton in desparing en het oude van het element tevereffenen (betere drukverdeling).- De langsvoeg werd met een krimpar~me mortel gevuld; afhankelijk van debuitentemperatuur is de verhardings~tijd hiervan 18 tot 19 uur g ~ 25N/mm2). Daarna kon worden voorge-spannen.- Vanuit aan het portaal hangende bak-ken (Oosterscheldezijde) werden devoorspankabels gespannen.- Na het spannen van de kabels werdenmontageportalen en opgespannen fra-mes losgemaakt en teruggereden naarde opstelplaats voor de volgende cyclus.Een complete cyclus duurde 4 dagen.Tot de resterende werkzaamheden nahet weghalen van de montageportalenenvoor het aanbrengenvande asfaltde-klaag behoorden onder meer:- het injecterenvan devoorspankanalenvanafeen verrijdbare zijwerker (fig. 6);- hetwapenenenstortenvan de 350 mmbrede dwarsvoegen tussen de overstek-elementen (fig. 7) met een eenvoudigebekisting;- het controleren en zonodig bijwerkenvan de onderzijde van de overstekken;- het aangieten van de sparingen van devoorspanning in de zijvlakken van deoverstekken, waarvoor speciale dekselsmet een rubber afdichting werden ge-bruikt;- het aanbrengen, stellen en aangietenvan de voegovergangen tussen de ver-keerskokers;- storten van de middenberm met daa-rin de vangrailverankering;- stellen en afw-erken van de leuningenen vangrailconstructies.BesluitIn de periode van augustus 1986 totjuli1987 zijn de 62 verkeerskokers in de svkvoorzien van overstekken. Daarmee isde dekbreedte van 10 naar 20 m ge-bracht. De indeling is zodanig dat dewerkweg (voor inspectie en onderhoudvande svk) aandezeezijde ligten dever-keersweg aan de Oosterscheldezijde. Inverband metmogelijkhardewindstotenzijn de rijstrokenvan de autoweg brederdangewoonlijkenvoorzienvan redress-eerstroken. Een windwaarschuwings-systeem voor het verkeer zal wordenge?nstalleerd en bij zware storm kan deweg over de kering om redenen van vei-ligheid worden afgesloten. De weg ligtopeenhoogtevan 12 m +NAP,metuit-zondering van het gedeelte bij deRoompotsluis, waar de weg omhoog isgebracht tot 21,5 m in verband met eenvrije doorgang voor de scheepvaart.In de komendejaren zullen de aanslui-tende wegen op Schouwen-Duivelanden Noord-Beveland worden aangepast.17