Viaduct van Chillon*Gegevens ontleend aan: 'Neue Z?rcherZeitung' van 15-1-1969 en 'Construction'no. 9, september 19691Viaduct van Chillon tijdens de bouw; op de'voorgrond het gelijknamige kasteelfoto's: COMET, Z?rich (Zwitserland)U.D.C.624.21.037(494.4):624.012.36Viaduct uit geprefabriceerde voorgespannen betonelementen in zuid-west ZwitserlandLangs het Meer van Gen?ve, in het zuid-westelUk gedeelte van Zwitserland, loopt van Lau-sanne tot VHleneuve de Autoweg N9, de belangrUke verbindingsweg tussen ParUs en Rome.De N9begint in Zwitserland bU Vallorbe en loopt via Lausanne, Vevey, Montreux, Ville-neuve, St. Mauriceen de St. Bernardpas naar Milaan, Rome en Napels.Het gedeelte Lausanne - St. Maurice leverde voor de ontwerpers grote problemen op van-wege het geaccidenteerde terrein waarin het trac? ontworpen was. BU Lausanne begint deweg op een hoogte van 700 m boven de zeespiegel, geleidelijk aflopend tot 370 m bUSt. Maurice.Het meest interessante stuk van deze 'route' N9, wordt ongetwUfeld gevormd door het weg-gedeelte dat tegen de berghellingen langs het bekende Ch?teau ChilIon loopt, het zgn.'Viaduct van ChilIon', met een lengte van 2150 m, waarvan het wegdek 100 m boven hetMeer van Gen?ve gelegen is (foto 1).Hier heeft men te maken met zeer steile, beboste hellingen. In het ontwerpstadium werdoverwogen dit weggedeelte als tunnel uit te voeren, maar na een grondig vooronderzoekheeft men gekozen voor een viaductoplossing in voorgespannen beton met gelUmde koker-Cement XXII (1970) nr. 4 166/2Toegepaste funderingsw?zen van de p?lers:puttenfundering (boven), getrapte plaat"fundering (onder)3Aanbrengen van de voorspankabelselementen. Bij deze keuze heeft ook het toerisme een rol gespeeld; niet voor niets werdaan het viaduct toen reeds de naam 'Himmelstrasse' gegeven.Door de steile berghellingen was het noodzakelijk het viaduct als 'tweelingbrug' uit te voe"ren. De rijbanen liggen derhalve op verschillende hoogte. Elk viaduct bezit een breedte van13 m, terwijl tussen de leuningen een nuttige breedte van 12 m overblijft waarop twee rij-banen en een vluchtstrook zijn aangebracht. De as van het viaduct volgt de ter plaatsevoorkomende beboste berghellingen en verloopt in grote bogen met een vari?rende straal van700 tot 2500 m, die verbonden zijn door overgangsbogen (zgn. cloto?den). De opwaartsehelling van zuid naar noord bedraagt 1,5 tot 3%; de maximale verkanting van de afzonderlijkerijbanen (viaducten dus) is ten hoogste 6%.PijlersTijdens het bodemonderzoek bleek dat de steile hellingen bedekt waren met los materiaalvan ongelijkmatige vorm en sterkte. De plaats van de ca. 45 m hoge pijlers werd daar geko"zen waar het funderen de minste moeilijkheden zou geven, terwijl tevens rekening gehoudenwerd met een zo groot mogelijk aantal gelijke overspanningen.Een en ander resulteerde in een drietal repeterende overspanningen van 92, 98 en 104 m,behoudens twee kleinere, ter plaatse van de aansluiting met de landhoofden.Voor het funderen van de pijlers is gebruik gemaakt van twee systemen, nl. getrapte plaat-. fundering en puttenfundering (fig. 2), al naar gelang de gesteldheid van de ondergrond. Depijlers worden gevormd door de als 'pendel' uitgevoerde dubbel-kolommen van gewapendbeton, die rechthoe~ig van doorsnede zijn en loodrecht op de as van het viaduct staan.Tijdens de montage van de brugelementen werden de twee kolommen van zo'n pijler tijde-lijk onderling geschoord om het knikken te voorkomen, bij het opnemen van de belastingvan de naar beide zijden uitgroeiende brug.4-5Transport en opslag van de elementen in develdfabriekCement XXII (1970) nr. 4De brugDe elementen van 3,20 m lengte en 13 m breedte zijn met behulp van 4 kabels van 12 0 i"aan de pijlers verankerd (foto 3). Hun gewichten varieerden van 45-80 ton. De vervaardigingvan de elementen had plaats in een veldfabriek die in de buurt van Vevey, ten noorden vanhet werk, gelegen was (foto 4-5). De elementen werden over het reeds voltooide gedeelte vanhet viaduct naar hun plaats getransporteerd en daar opgepakt door de 122 m lange montage-ligger, die in lengterichting verplaatsbaar is en in breedte-en hoogterichting kan worden bij-gesteld.1676Verplaatsen van de montageliggerCement XXII (1970) nr. 4Eenmaal in de montageligger hangend, volgde het verrijden met behulp van loopkatten naarde bestemde plaats (foto 6).De afstand tussen de twee kolommen van een pijler bedraagt 8 m. Begonnen werd metboven de pijlers vier elementen van 2,20 m lengte te plaatsen. Per montagegang kwam eraan elk uiteinde telkens ??n element bij, zodat de brug steeds met 2 x 3,20 muitgroeidetot ongeveer in het midden van de overspanningen waar een sluitvoeg overblijft. De ligger-hoogte in het midden bedraagt 2,20 m. Deze hoogte neemt geleidelijk toe tot 5,64 m terplaatse van de pijlers.In het brugdek zijn op vier plaatsen in het midden van een overspanning dilatatievoegenaangebracht. De stabiliteit in langsrichting van de aldus ontstane 5 stukken wordt verzekerddoor de landhoofden en doordat drie speciale pijlers niet-pendelend zijn uitgevoerd.Door de kromming en de zich wijzigende hoogte van de elementen, moet de maatvoeringsteeds worden aangepast. Bij de vervaardiging is dan ook gebruik gemaakt van een com"puter ten einde de juiste afmetingen van elk element vast te stellen. In totaal zijn 1376 ele-menten vervaardigd, waarvoor 32000 m3beton en 3900 ton wapeningsstaal gebruikt is.Voor het verkrijgen van een goede onderlinge verankering en krachtsoverdracht, moestende elementen volkomen tegen elkaar aansluiten. Een dergelijke verbinding kon hier gerea-liseerd worden door het toepassen van zeer dunne voegen. Als voegvullingsmateriaal iseen lijm toegepast, samengesteld uit twee componenten op epoxyharsbasis.De lijmDe epoxyharsen, opgebouwd door het combineren van verschillende proc?d?s en reactie-verlopen, genieten als kunststof een groeiende belangstelling. Door hun gunstige eigen-schappen bewijzen zij goede diensten bij het aan elkaar lijmen van geprefabriceerde beton-eiementen.De epoxyharsen bezitten een uitstekend hechtingsvermogen en goede sterkte en zijn bo"vendien vormvast, ook in een agressieve omgeving. Ook worden de schuifspanningen tus"sen de elementen opgenomen waardoor een grotere veiligheid ontstaat en de voegen vol-ledig gedicht blijven. Dit laatste is bijzonder belangrijk, omdat voorkomen wordt dat waterin de voegen tussen de kokerelementen zou dringen hetgeen 's winters aanleiding geeft totbevriezing. Hierdoor zou de betonconstructie gevaar kunnen lopen.1687Monteren van een van de elementen8Het uitbouwen aan weersz?den van eenp?ler is b?na gereedLJank zij de volumebestendigheid van de epoxylijm, treedt geen krimp en dus ook geenkrimpspanning op, die eventueel tot scheurvorming zouden kunnen leiden. De aan tebrengen laagdikte van de lijm moet bij beton dikker zijn dan bij voorbeeld bij staal, omdatbeton een ruwer oppervlak bezit. Ook moeten de te lijmen oppervlakken worden schoongemaakt en losse stukken verwijderd. Voor dit voorbehandelen van de aan elkaar te lijmenelementen zijn verschillende methoden te gebruiken zoals: zandstralen, afslijpen of zelfslicht afsteken; in ieder geval moet de cementhuid verwijderd worden. De van te voren ge-mengde lijm kan met behulp van spatels of met de hand opgebracht worden.Bij het onderhavige werk zijn de componenten voor elk onderdeel in de juiste daarop afge-stemde hoeveelheid aanwezig en worden mechanisch gemengd. De kleur van de uit eenwitte hars en een zwarte harder (verhouding: 3: 1) gemengde stof is dezelfde als die vanverhard beton. Ongeveer 1 uur na menging bereikt de lijm bij normale buitentemperatuur(18?C) eenbindkracht, waarbij het element kan worden aangespannen. Na volledige ver-harding is de elasticiteitsmodulus 120 000 kgf/cm2en de dwarscontractie f1 = 0,25.De be?nvloeding van de tijdsduur tussen het moment dat de lijm wordt aangebracht ende daaropvolgende verharding, is bij de epoxyharsen erg groot. Ten gevolge hiervan moe-ten 's zomers de beide componenten alvorens te worden gemengd vaak gekoeld worden,daar de temperatuur ervan niet hoger mag zijn dan 25?C. 's Winters echter dienen de com-ponenten veelal verwarmd te worden. Per dag worden maximaal 8 elementen geplaatst. Omdeze produktiesnelheid ook bij koude weersomstandigheden te realiseren is het noodzakelijkde verharding van de voegvullingen door kunstmatige verwarming te bespoedigen. Na hetaanspannen werden in de kokers van de elementen infrarode-warmtestralers op de voeggericht, waardoor de epoxyhars gedurende de eerste uren na het aanbrengen op de juistetemperatuur gehouden werd. Om daarbij naderhand opwarmen van reeds aangebrachtelagen tot een minimum te beperken, heeft men bij het viaduct van ChilIon een speciaalmateriaal, het zogenaamde Dika-Dur-Kleber Rapid gebruikt, waarvan het tijdstip waaropkan worden aangespannen bij normale temperatuur tot een half uur gereduceerd is. Doormengselverandering kan men de lijm aan de heersende temperaturen aanpassen.Het gebruik van de gewone materialen is mogelijk tot een buitentemperatuur van 10?C,terwijl bij temperaturen tussen 3 en 10?C de sneller reagerende lijm wordt gebruikt. Bijtemperaturen rond het vriespunt en daaronder, is het beter niet met epoxyharsen te werken,vooral omdat de te bestrijken betonoppervlakken bevroren kunnen zijn en het materiaal danniet met het beton in aanraking komt.Het stellen van de elementen (foto 7-8)Wanneer een element is aangevoerd en in de loopkraan van de montageligger hangt wordtde lijm ?f op het dek, ?f bij slecht weer binnen het voorgaande kokerelement mechanisch. gemengd. Telkens wordt precies die hoeveelheid gereed g.emaakt die op dat moment nodigis. Tijdens het op de plaats brengen van het element worden de aansluitende oppervlakkendoor arbeiders me\ de hand ingesmeerd. De laagdikte bedraagt ? 2 mmo Rond de gatenwaardoorheen de voorspankabels getrokken worden blijft een kring van 5 cm vrij, om tevoorkomen dat de lijm de spankanalen zou verstoppen.Wordt bij uitzondering de voeg door richtingscorrectie groter dan was voorzien, dan wordtaan de gemengde lijm zand toegevoegd, dat in een oven is gedroogd en het geheel wordtCement XXII (1970) nr. 4 1699Een gedeelte van het 'dubbel-viaduct'10Een betonnen 'lint' loopt langs het meer vanGen?ve; voor snelverkeer een verbetering,voor de toerist een beJevenis door hetgeweldige uitzichtintensief gemengd. Het ontstane mortelachtige materiaal kan in lagen tot 2 cm dikte wordenaangebracht. Wanneer voegen groter dan 2 cm gedicht moeten worden, brengt men hetmateriaal in verschillende lagen aan. Naar gelang de dikte van de voeg wordt de verhou-ding zand: epoxyhars = 3: 1 tot 1 : 1.Wanneer de ko;:> van een element volledig is ingesmeerd, wordt dit element op zUn plaatsgebracht, gericht, tegen het vorige aangedrukt en met tUdelUke voorspankabels vastgehou-den en aangetrokken. Vervolgens wordt het element met vier 145-tons voorspankabelstegen de pUler aangespannen. De tUdens deze procedure naar boven geperste lijm wordtop de rUbaan met de hand uitgestreken. De sluitvoeg in het midden van elke overspanningwordt eerst na 3 maanden gedicht, als krimp en kruip van het beton voor het grootste ge-deelte zUn uitgewerkt. Met behulp van boorproeven controleert men de kwaliteit van devoegvulling. Verrichte onderzoekingen gaven een volledige afdichting te zien. Buig-trek-proeven leverden altUd een breuk in het beton, naast de voeg op.Het viaduct van ChilIon is een goed voorbeeld van de moderne bouwmethoden die delaatste jaren ontwikkeld zOn. Dank zU de toegepaste bouwwUze: geprefabriceerde elemen-ten, lUmen en voorspanning, kon het werk in ruim ??n jaar gerealiseerd worden (foto 9-10).De kosten van dit viaduct bedroegen 30 mil;oen Zwitserse francs.P.L. SpitsCement XXII (1970) nr. 4 170