C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwtechniekcement 2003 660De hoogteligging van de Betuwe-route wordt bepaald door het Pro-gramma van Eisen. Hierin is eenminimale afstand tussen Boven-kant Spoor (BS) en grondwater(Zomerpeil, ZP) bepaald van 2,05m. Deze eis komt voort uit eenminimalisering van het te ver-wachten onderhoud aan de spoor-baan. Als de afstand kleiner isdient het spoor aangebracht teworden in een bakconstructie.HetvereisteProfielvanVrijeRuim-te voor de Betuweroute heeft eenhoogte van minimaal 5,75 mboven BS.De A15 ligt bij de meeste van debestaande kunstwerken ten op-zichte van Zomerpeil 0,5 tot 1,0 mlager. Daarnaast bedraagt de vrijedoorrijhoogte onder de bestaandeviaducten 4,6 m voor het wegver-keer in plaats van de vereiste 5,75m voor het treinverkeer.De onderkant van kunstwerkenvoor kruisende infrastructuurkomt dan uit op:? bestaande situatie met alleenA15:1,50 + 4,60 = 6,10 m boven ZP;? nieuwe situatie met Betuwe-route:2,05 + 5,75 = 7,80 m boven ZP.Hieruit blijkt dat de dekken vande bestaande kunstwerken te laagliggenomdeBetuweroutetelatenpasseren. Mogelijke oplossingenzijn:? een nieuw kunstwerk bouwenop dezelfde of op een nieuwelocatie. Dit is een optie als hetbestaande viaduct ook omandere redenen niet meervoldoet (slechte staat, nietmeer geschikt voor hethuidige verkeer);? verlagen van de Betuweroutedoor toepassing van een ver-diepte ligging (bak- of folie-constructie). Uit financi?lemotieven wordt hiervoor uit-sluitend gekozen als er ookandere belangen mee wordengediend zoals geluidstechni-sche aspecten;? aanpassen van het alignementvan de kruisende weg en hetbestaande viaduct opvijzelentot de gewenste hoogte.In dit artikel wordt verder inge-gaan op deze laatste oplossing(foto 1). Het artikel is beperkt totviaductenoverdeA15inhettrac?-gedeelte Rotterdam ?Dodewaard,die qua constructie en wijze vanvijzelen grote overeenkomstenvertonen.O p t e v i j z e l e n v i a d u c t e nIn het beschouwde trac?deel ko-men vijf viaducten over de A15voor opvijzelen in aanmerking(tabel1).Vandezeviaductenishetdek uitgevoerd met voorgespan-nen prefab betonliggers.Om de afstand waarover de via-ducten moeten worden opgevij-zeld te beperken, is het verticaledwangpunt van het alignementvan de kruisende weg boven deVijzelen van bestaandeviaducten*) beide auteurs zijn werkzaam bij RoyalHaskoning, waarvan de Weger onder-deel is.ir. G. de Vos en ir. F.H.M. Scholten, Grontmij ? de Weger VoF *)Vanwege de strakke bundeling met de A15 (h.o.h.-afstand snelweg-spoorlijnsoms slechts 40 m) doorsnijdt de Betuweroute op diverse plaatsen de oprittenvan kruisende infrastructuur. Maar ook voor de kunstwerken zelf heeft debundeling gevolgen. Van een aantal kunstwerken moest het dek wordenopgevijzeld. Dit zijn prefab betonnen dekken, die ter plaatse van de tussen-steunpunten zijn uitgevoerd als momentvaste doorgaande ligger. Dit vergdede nodige inventiviteit van zowel ontwerper als aannemer.Tabel 1 | Beschouwde opgevijzelde viaducten over de A15gemeente kruisende weg type dek vijzelhoogte zuid (m) vijzelhoogte noord (m)Gorinchem Spijkse Steeg ZIP-liggers 0,06 0,88Lingewaal Molenweg volstortliggers 0,54 1,53Lingewaal Nieuwe Steeg volstortliggers 0,34 1,40Geldermalsen Boutensteinseweg ZIP-liggers 0,42 1,25Geldermalsen Blankertseweg ZIP-liggers 0,56 1,071 | Gevijzeld viaductNieuwe SteegC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwte chniekcement 2003 6 61Betuweroute gesitueerd, waar-door het bestaande kunstwerk ineen langshelling komt te liggen.Hierdoor moet de noordzijde(zijde Betuweroute) meer opge-vijzeld worden dan de zuidzijde.O n d e r z o e k t i j d e n so n t w e r p f a s eDebestaandekunstwerkenzijninhet algemeen ontworpen en ge-bouwd in de jaren zestig van devorige eeuw. In alle gevallen washet dek met oplegblokken opge-legd op de onderbouw en kon dusonafhankelijk van de onderbouwworden opgevijzeld.Om sommige uitgangspunten teverifi?ren is bij een aantal viaduc-ten naast visuele inspecties eninmetingen ook destructief on-derzoek verricht:? met een aantal verticale borin-gen is het type dek vastgesteld(volstortliggers of ZIP-liggers).Bij dit laatste type dek is eronder de druklaag en tussende lijven van de liggers luchtaanwezig. De boringen zijnuitgevoerd vanaf het dek, terplaatse van de langsvoegen;? ter plaatse van de tussenpijlerszijn aan de bovenzijde van hetdek korte sleuven gehakt omna te gaan of de dekconstruc-ties statisch bepaald dan welstatisch onbepaald zijn.Beide onderzoeken zijn effectiefgebleken als antwoord op de ge-stelde vragen. Uit het laatste on-derzoek kwam naar voren dat bijalle kunstwerken de prefab lig-gers na montage momentstijfwaren doorverbonden door de insitu druklaag. Niet duidelijk wasin hoeverre deze verbinding voorhet overbrengen van dwarskrach-ten en positieve steunpuntsmo-menten (trek aan de onderzijde)tijdenshetvijzelen,voldoendewasgewapend. Bij het ontwerp van devijzelconstructie is hierop geanti-cipeerd door de veilige aannamedat de wapening kon ontbreken.De onderbouw is zoveel mogelijkin stand gehouden. De tussenpij-lers van vier kunstwerken bestaanuit twee of drie ronde kolommen,aan de bovenzijde voorzien vaneen onderslagbalk waarop de pre-fab liggers zijn opgelegd. De tus-senpijlers van het vijfde kunst-werk bestaat uit een V-vormigeschijf, die aan de bovenzijde isvoorzien van een onderslagbalk.De landhoofden van alle vijf via-ducten zijn traditionele hooggele-gen landhoofden met een sloof eneen frontwand.Tijdens de ontwerpfase is gecon-troleerd of de bestaande construc-tie de extra belastingen die optre-den in de verhoogde ligging, zoukunnen opnemen. Met een aantalmaatregelen bleek dit mogelijk:het toevoegen van een extra paalonder elk van de vier verhoogdeen verlengde vleugelwanden enhet ophogen van de terpen directachter de landhoofden met lichtophoogmateriaal (EPS). De draag-kracht van de paalfundering terplaatse van de tussenpijlers vol-deed ook in de nieuwe situatie,zodatdaargeenaanvullendemaat-regelen noodzakelijk waren.V i j z e l p r i n c i p eIn het kort kan het vijzelproces alsvolgt worden samengevat:? aanbrengen verkeers-maatregelen op A15;? functievrij maken weg overviaduct;? verwijderen asfalt op dek, aan-brengen tijdelijke voorzienin-gen voor (brom-)fietsers envoetgangers;? opvijzelen dek, tot circa 0,3 mboven definitieve niveau;? slopen onderste gedeeltetussenpijlers;? opvijzelen bovenste gedeeltetussenpijlers tot gewenstehoogte;? storten onderste gedeeltetussenpijlers en verhogenlandhoofden;? stellen oplegblokken;? aflaten dek op oplegblokken;? afwerken kunstwerk;? asfalteren toeritten en dek;? functie terugbrengen.Hierna worden de werkzaamhe-den bij drie min of meer identiekekunstwerken meer gedetailleerdbeschreven.O p v i j z e l e n d e kAandachtspunt bij het vijzelenwas de beheersing van de extrakrachten in het dek als gevolg vanverschilverplaatsingen geduren-de het vijzelproces. In het verle-den zijn de (tijdens montage sta-tisch bepaalde) prefab dekken terplaatse van de tussenpijlers tot??n monoliet geheel samenge-stort. Hierdoor moest het dek als??n geheel omhoog worden gevij-zeld. Ter plaatse van de tussen-pijlerszijndeaansluitendeveldenafzonderlijk ondersteund, omdatniet duidelijk was of de in situaangebrachte verbinding tussenbeide velden in staat was dwars-krachtovertebrengeninhetgevaler maar aan ??n zijde van de tus-senpijler een ondersteuning aan-wezig zou zijn. De h.o.h.-afstandtussen de aan weerszijden vaneen tussenpijler geplaatste onder-steuningen bedroeg daardoorslechts 1,5 m.Tijdens de ontwerpfase kwamnaar voren dat als gevolg van dezekleine h.o.h.-afstand, in combina-tie met de grote buigstijfheid vanhet dek, de toelaatbare vijzeltole-rantie(verschilverplaatsingen)tus-sen deze beide ondersteuningenslechts in ordegrootte 0,1 mmbedroeg. Dit is in de praktijk nietmeetbaar, laat staan dat hier eenvijzeloperatie op kan worden ge-stuurd.Het verschil in oplegreactie op dedesbetreffende ondersteuningenbij een dergelijke verschilver-plaatsing bedroeg echter circa 150kN. Dit verschil is wel meetbaar.Besteksmatig is daarom voorge-schreven dat het dek krachtsge-stuurd moest worden gevijzeld.Uiteindelijk is deze eis op verzoekvan de betrokken aannemers-combinatie enigszins bijgesteld.De bij de landhoofden en tussen-pijlers van het viaduct geplaatstevijzelconstructies zijn aan dehand van de gemeten verplaatsin-C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwtechniekcement 2003 662gen onderling gestuurd. De beidedirect aan weerszijden van eentussenpijlergeplaatsteondersteu-ningen zijn echter op kracht ge-stuurd.Ditisgerealiseerddooruitte gaan van ??n vijzel die met eenevenaarconstructie beide onder-steuningen in ??n keer centraalomhoog drukt.Een ander probleem was de be-perkt beschikbare ruimte onderhet dek voor het plaatsen van devijzelsincombinatiemetdebeno-digde ruimte voor sloop en aan-heling van de onderbouw en voorhet monteren van de oplegblok-ken inclusief schegstukken inverband met de ge?ntroduceerdelangshelling. Om zoveel mogelijkruimte beschikbaar te houdenzijn ter plaatse van de vijzelonder-steuningen zware stalen liggers(dubbele HE-balken) met tweesymmetrisch geplaatste opleg-schoenen als onderstoppingen ?phet dek geplaatst, loodrecht op delengteas van het kunstwerk. Terplaatsevandelangsvoegentussende prefab liggers zijn vervolgensverticale trekstangen aangebracht.Met een lichte onderligger zijn deprefab liggers via de (voorgespan-nen)trekstangenopgehangenaande zware HE-balken op het dek.Onder het dek worden per vijzel-ondersteuning en eveneens lood-rechtopdelengteasvanhetkunst-werktweevijzeltorensrechtstreeksonder het brugdek geplaatst,waarbij de vijzelkracht uit dezetorens door het lijf van de prefabbrugligger en de daarop ge-plaatste onderstopping recht-streeks wordt overgedragen naarde HE-balken op het dek. Op dezewijzewordenookdeoverigebrug-liggers mee omhoog getrokken(fig. 2).Omdat het brugdek door opvijze-len onder een langshelling vancirca 1:50 wordt gebracht, zijn devijzelframes al vooraf onder eencompenserende helling op eenoplegrubber geplaatst, zodat nahetopvijzelengedurendedezoge-noemde parkeerfase de vijzelfra-mes verticaal zullen staan (foto 3).Ter plaatse van het landhoofd wasslechts zeer beperkte ruimte be-schikbaar voor het plaatsen vanvijzels tussen landhoofdsloof endekconstructie. Om toch directmet lange slagvijzels aan de slagte kunnen zijn de eindvelden metzware HE-balken evenwijdig aande lengteas van het kunstwerkverlengd, waardoor ruimte ont-stondomopdeplaatsvandereedsgesloopte frontwand vijzels metgrote slaglengte te plaatsen. DeHE-balken in lengterichting zijntegen het dek gespannen met deeerder beschreven HE-balkcon-structie met trekstangen in dwars-richting van het kunstwerk (foto4).trekstangenvijzelsonderstoppingenvijzels2 | Principe hefmechanismedek3 | Ondersteuning bij detussensteunpunten4 | Waakgeleiding achterhet landhoofdC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwte chniekcement 2003 6 63Aanbeidezijdenisachterhetland-hoofd een zogenoemde waakge-leiding aangebracht. Deze moetvoorkomen dat het dek zichtijdens de vijzelwerkzaamhedeninlangs-ofdwarsrichtingkanver-plaatsen. De waakgeleiding be-staat uit een aantal verticale pro-fielen die in de grond zijn ge-bracht,alsmededereedsgenoem-de HE-balken in lengterichtingvan het kunstwerk (foto 4). Gelei-ding heeft plaats door wielen dieverticaal kunnen bewegen. Metvijzels kunnen verplaatsingenvan het dek worden gecorrigeerd.Het dek werd gelijkmatig opge-vijzeld tot circa 50 mm onder hetlaagste punt van de tijdelijke situ-atie. Dit vijzelen gebeurde in stap-pen van 5 mm. Daarna werd hetdek onder langshelling gebrachttot 300 mm boven de definitievehoogte. De vijzels werden geblok-keerd met borgmoeren. Tijdensde vijzelwerkzaamheden reed hetverkeer over de A15 gewoon door(foto 5).V i j z e l e n o p l e g b a l k e n e nk o l o m m e nTijdens het vijzelen van het dekzijndeoplegbalkenenkolommenvan de tussenpijlers achtergeble-ven. De kolommen en de opleg-balk zijn monoliet aan elkaar ver-bonden. Daardoor was het mo-gelijk via de oplegbalk ook de ko-lommen op te vijzelen. Dit opvij-zelen is zonder ondersteunings-constructies uitgevoerd door deoplegbalk met kolommen op tehangenaanhetdek.Hiervoorzijnextra trekstangen door de voegentussen de prefab liggers van hetdek aangebracht. Door deze werk-wijze bleef er meer ruimte be-schikbaarvoorsloopenaanhelingvan de onderbouw en was er geengevaar voor stabiliteitsverlies vande onderbouw tijdens het sloop-proces.Nadat de ophangconstructie isaangebracht, is de onderzijde vandekolommenovereenvantevorenbepaalde hoogte gesloopt (foto 6).Wapening uit zowel funderings-sloof als bovenste gedeelte van dekolommen is zoveel mogelijk ge-spaard. De verticale staven zijnzodanig doorgebrand dat er aanbeide zijden voldoende veranke-ringslengteaanwezigbleef.Nadatalle kolommen van ??n tussen-pijler op deze wijze waren ge-sloopt, kon worden opgevijzeld.De op het dek aangebrachte vij-zels trekken via de trekstangen decombinatie van onderslagbalk enkolommen in ??n keer op de de-finitievehoogte.Devijzelswordengeborgd met borgmoeren (fig. 7).slooplijn5 | Fase nadat dek isopgevijzeld6 | Slopen tussensteunpunt7 | Principe hefmechanisme tussensteunpuntC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 664A a n h e l e n k o l o m m e nDe volgende stap is het aanpassenvantussenpijlersenlandhoofden.Bij de landhoofden wordt op desloofvanhetbestaandelandhoofdeenbalkgestort,waarvandehoog-te past bij de uiteindelijke hoogtevan het landhoofd. De verbindingtussen oud en nieuw beton wordtverzorgd door ingeboorde stek-ken.Bij de tussenpijlers is ervoor ge-kozen het onderste gedeelte vandekolommenaanmerkelijkzwaar-der uit te voeren dan het be-staande (bovenste) gedeelte (foto8). De bestaande kolommen had-den een diameter van ? 700 mm,het nieuw te maken gedeelte ver-loopt taps van ? 840 bovenin tot?940bijdeaansluitingopdefun-deringssloof. Deze vorm is be-paald in overleg met de architect,evenals de kraalvormige ring ophet vlak tussen oud en nieuwbeton (foto 9). Met een knipoognaar het hiervoor beschrevenproc?d? doet de uiteindelijk ver-kregen vorm van de kolom den-ken aan een uitgeschoven vijzel.Als bijzonderheid kan nog wor-den vermeld dat de overgang vanhet verzwaarde nieuwe deel naarhet slankere oude gedeelte van dekolommen in de eindsituatie voorde verschillende tussenpijlers op??n horizontale lijn is gelegen.Omdat het viaduct in een langs-helling is gelegen, en het oudegedeelte per tussenpijler dus vanlengte moet verschillen, moestenhiervoor de kolommen van elketussenpijler op een vooraf exactbepaalde positie worden inge-zaagd alvorens het daar onderge-legen gedeelte te kunnen slopen.Hoewel het bestek het niet voor-schreef, heeft de aannemer voorhet storten van deze kolomdelengekozen voor toepassing van zelf-verdichtend beton. De uitvoe-ringstechnische voordelen in debeperkte werkruimte tussen ouden nieuw beton gaven hiervoor dedoorslag.S t e l l e n o p l e g b l o k k e n e na f l a t e n d e kHoewel het dek in de nieuwe situ-atie een langshelling heeft, moe-ten de nieuwe oplegblokken inbeide richtingen horizontaal wor-den gesteld. Op de nieuwe balk bijde landhoofden en op de tussen-pijlers worden de blokken zuiverhorizontaal en op hoogte gesteldop een krimparme mortel. Debenodigde helling wordt verkre-gen door op het oplegblok eenroestvaststalen plaat te leggen,waarop tijdens het aflaatproceseen krimparme mortel wordt aan-gebracht waarin het dek exact ophoogtewordtafgelatenentijdelijkgeborgd. Door het uitpersen vanovertollige mortel wordt eenschegstuk gevormd; de wegge-perstemortelwordtverwijderdenafgewerkt. Nadat de mortel is uit-gehard, worden de vijzels defini-tief gelost en kan worden begon-nen met de verdere afwerking vanhet dek. sProjectgegevensopdrachtgever:Railinfrabeheer (thans Prorail),Projectorganisatie Betuwerouteontwerp:Grontmij ? de Weger VoF *)directievoering:Projectorganisatie Betuweroutebijgestaan door Grontmij ? de WegerVoF (thans Royal Haskoning)hoofdaannemer:Betuweroute Drie vof ? Combinatiebestaande uit Heijmans, Boskalis,Strukton Betonbouw, Gebr. van KesselWegenbouw en Midden BetuweAannemingsmijonderaannemersvijzelwerkzaamheden:Strukton pers-, schuif- en vijzel-techniek, Koninklijke van Drunen8 | Wapening onderstekolomdeel aangebracht9 | Tussensteunpunt ineindfasefoto's: Technisch Toezicht BR 3