\037 \037\036\035\034 \037\036\037\035 7 \037 \024 \023\035\022\025\021\020\017\025\035\034\033\016\025 \f\r\020\r\036\027\035\033\032 \037\037\037 \037\037\036\035\034\034\033\035\032 \020\033\035\021 \037\036\035\034\037\033\032\031\034\030 \032\035\024\034\037\023\013 \034 \007\025\037\n\035 \035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017 \035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\ \037\003 \024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013 \032\035\022\005\037\t \032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\ \017 \033\026 \036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013 \n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034 \025\035\034\020\005\037\037\036\035\034\033\032\035\031\030\033\027\033\030\035 \037 \037\036\035\034 \032\031\030\027\036\034\030\026 \037\036\035\036\034\033 \037 \036\035\035\034\037\033\032\035\032\037\030 \037\013\013\013 partners CEMENT 5 2023 ?1 Ingenieurs met passie voor techniek 2? CEMENT 5 20 23 44 Ge volgen klimaatverande - ring v oor levensduur inf rastructuur (I) Z ijn levensduurverlengende acties zinvol, is he rbestemming mogelijk of moet wor den overgegaan tot sloop e n vervanging? 52 N ieuwe Eurocode voor windbelastingen W elke rekenregels voor het be rekenen van windtrillingen van hoogbouw , zijn in de nieuwe Eur ocode 1 aangepast? Artikelen 6 8000 t on zware tunnel ingeschoven Het ontwerp van de Oosttunnel voor het nieuwe station Ede- Wageningen. 20 De N ieuwe Sluis Terneuzen (3) H et ontwerp van de sluishoofden e n de deurkassen. 32 Pijlers Galgen veldbrug in geopolymeerbeton Aant onen gelijkwaardigheid van geopolymee rbeton en de toepas- baarheid van Eur ocode 2. 20 32 Foto voorpagina:?Oosttunnel OV-knoop Ede (foto: L. Schrama) COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofd- redacteur), ir. Maartje Dijk, ir. Paul Lagendijk, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, prof.ir. Simon Wijte Uitgever/vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22 Planning en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Eindredactie Hanneke Schaap Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Media/advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl, T 073 205 10 23 Klantenservice klantenservice@aeneas.nl T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2023  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via abonnementen@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang - hebbenden kunnen cont act opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 5 2023 ?3 Waar we in de Engelse taal de woorden durable en sustainable onderscheiden, moeten we het in het Nederlands met het enkele woord 'duurzaam' doen. Oorspronkelijk was iets duurzaam als het 'geschikt om te duren' was, oftewel 'lang meegaand' of 'niet aan slijtage onderhevig'. In de laatste de- cennia is de betekenis van het woord duurzaam behoorlijk op- gerekt. Duurzaam betekent nu meer 'rekening houdend met dat de aarde niet onuitputtelijk is'. Dit nummer van Cement geeft veel aandacht aan duurzaam- heid. Zijn de pijlers van de Galgenveldbrug in geopolymeer- beton duurzaam in de opgerekte betekenis, maar vooral ook in de enge betekenis? Klaas van Breugel start een tweeluik over de gevolgen van klimaatveran- dering voor levensduur van de infrastructuur. Er is een artikel over ongewapend beton: poten- tieel duurzaam in beide bete- kenissen. En in haar tweede column vermijdt Maya Sule het Niets is sterker dan dat ene woord: duur-zaam-heid! woord duurzaam, maar gaat het er wel over. We zijn bezig met de 75e jaar- gang van Cement. Waar ik in mijn vorige hoofdredactioneel stil stond bij 1949, het geboor- tejaar van Cement, stap ik nu in de DeLorean-tijdmachine om weer uit te stappen in 1993. En daar tref ik Henk Wapperom. Henk is dan net begonnen als redactielid bij Cement in het Cementrum in Den Bosch. Inmiddels een gemeentelijk monument, was dit kantoorge- bouw indertijd het visitekaartje van de Nederlandse cement- industrie. Henk over die tijd: "Eind september 1993 ging ik, als kersvers lid van Stubeco, mee op excursie naar de Storebaeltbrug in Denemarken. Op de heenweg bezochten we het Gasuniegebouw in Gronin- gen. Direct kreeg ik alle ruimte om mijn nieuwsgierigheid te botvieren naar alles wat wordt gebouwd (in beton uiteraard)". Bij het ter perse gaan van deze Cement zal Henk zijn 30-jarig jubileum als redactielid vieren. Dit duurzame redactielid, immers niet aan slijtage onderhevig, is de lopende encyclopedie van de redactie. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 52 En verder 40 W ortelbrug in 2030? Column van M aya Sule. 42 De jonge const ructeur J asper Borst deelt zijn ervaring bij h et nieuwe onderzoeksgebouw van de V rije Universiteit Amsterdam. 60 Gr and Canyon v an spuitbeton M et de uitbreiding van het Gilder Ce nter in New York verleggen de ar chitecten de grenzen op het gebied van spuitbet on. 60 R ekenen in de praktijk (22) D e toetsing van een ongewapende bet onnen tussenwand, onder een vloe rveld met gelijke overspanningen. 70 St ructural Concrete 24/3 Ee n variatie aan papers, met als speciale the ma's brandwerendheid e n toepassing van betongranulaat. 4? CEMENT 5 20 23 auteurs ing. Jasper Borst SWINN p. 42 ?43 ir. Okke Bronkhorst TNO p. 52 ? 58 ing. Tjerk Habing MSEng RC Van Hattum en Blankevoort p. 6 ? 18 dr.ir. Chris Geurts TNO p. 52 ? 58 Felix Leenders Van Hattum en Blankevoort p. 32 ? 38 ir. Maya Sule Rijkswaterstaat GPO p. 40 - 41 prof.dr.ir. Klaas van Breugel TU Delft, fac. CiTG p. 44 ? 51 ir. Emile van Doorn Sassevaart / Royal HaskoningDHV p. 20 ? 30 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 60 ? 65 ir. Lonneke van Haalen ABT p. 66 ? 69 ir. Ronnie de Rooij Sassevaart / De Rooij Engineering p. 20 ? 30 Edwin Swarttouw BSc Sassevaart / Blackrope p. 20 ? 30 Aan dit nummer van Cement werkten mee: "Als Constructief Ontwerper bij TAUW heb ik de afgelopen drie jaar aan veelzijdige projecten mogen werken, waaronder het ombouwen van een keersluis naar een schutsluis met gemaal in het project 'Nieuwe Waterwerken Zoutkamp' en het uitbreiden van AWZI Zwanenburg. Mijn verantwoordelijkheid is het bedenken van oplossingen voor complexe ontwerpuitdagingen en het opstellen van een 3D-model waarin alle informatie van het project samenkomt. In dit model verwerk ik de eisen van de opdrachtgever, resultaten van berekeningen, wensen van de omgeving, ontwerpkeuzes en input van derden tot één model. Ik vind het fijn dat TAUW een veelzijdig bedrijf is dat projecten integraal oppakt, waardoor ik me op meerdere vlakken kan blijven ontwikkelen. Er zijn veel deskundigen om me heen waarvan ik kan leren en de ontspannen en ongedwongen sfeer binnen TAUW ervaar ik als zeer prettig."Aron Braakman Constructief Ontwerper Maak jouw dromen, idealen en ambities waar! Bij TAUW werk je aan een vitale leefomgeving voor de generaties van vandaag én morgen. JOIN US AT TAUW | WERKENBIJTAUW.NL LIVE YOUR AMBITION HRC Europe NL BV 8211 AD Lelystad +31 320 727030 info@hrc-europe.com HRC T-headwapening ?? robuust en flexibel ontwerp ?? korte verankering ?? ultieme capaciteit ?? snelle installatie ?? BIM tools www.hrc-europe.nl 8000 ton zware tunnel ingeschoven Ontwerp Oosttunnel nieuw station Ede-Wageningen 1 Oosttunnel tijdens inschuiven 1 6? CEMENT 5 20 23 Het stationsgebied in Ede onder- gaat een flinke metamorfose en wordt een modern OV-knooppunt: een plek waar reizigers makkelijk en snel overstappen op de trein, bus, taxi en ander vervoer. Vanwege de voorspelde aanhoudende groei van reizi- gers wordt het nieuwe station ruimer opgezet. Er wordt een extra perron gebouwd en de bestaande perrons worden verbreed. Ook worden de voorzieningen uitgebreid en ver- beterd, die het wachten op het perron aan- genaam maken (kiosk, wachtruimtes). Tege- lijkertijd is het ontwerp zo ingericht dat het geheel open en overzichtelijk blijft. Scope De scope van het project OV-Knoop Ede (fig. 2): Aanleg nieuw stationsgebouw en sporen- kap (bouw); Aanleg Oosttunnel inclusief stijgpunten naar de perrons (civiel); Aanleg Westtunnel (civiel); Aanleg van de langzaamverkeersbrug (civiel); Aanpassing en vernieuwing van het spoor- tracé inclusief perrons (rail); Sloop van het bestaande station; Aanleg pleinen. De civiele kunstwerken binnen het project zijn twee spoordragende kunstwerken (de Oosttunnel en de Westtunnel) en zes niet- spoordragende kunstwerken: het fietsviaduct zuidoost (een onderdeel van de Oosttunnel), het fietsviaduct zuidwest (een onderdeel van de Westtunnel), de langzaamverkeersbrug, de overstek van de Albertstunnel en de wes - telijke en oostelijke geluidsschermen. In dit artikel wordt het ontwerp van de Oosttunnel toegelicht. Oosttunnel De Oosttunnel is de nieuwe perrontunnel van het station en verzorgt de toegang tot de vier perrons via zes stijgpunten. In de stijg- punten zijn vaste trappen, roltrappen en lif- ten opgenomen. De voetgangersverbinding loopt onder de sporen en perrons door van- af het Stationsplein aan de zuidzijde naar het Frisopark aan de noordzijde. De Oosttunnel bestaat uit vier dekken: twee spoordragende dekken, een dek voor een groenstrook en een fietsdek (fig. 3). Het object is verdeeld in twee constructiedelen. Het grootste deel, het deel voor de twee spoordekken en de groenstrook, is als één geheel voorgebouwd op een voorbouwlocatie aan de zuidzijde van het spoor. Het deel PROJECTGEGEVENS project OV-knoop Ede opdrachtgever ProRail in samenwerking met gemeente Ede en NS Stations opdrachtnemer EdesPoort, bestaande uit VolkerWessels Infrastructuur (Van Hattum en Blankevoort en VolkerRail) en Van Wijnen vestiging Arnhem ontwerp Oosttunnel Van Hattum en Blankevoortuitvoering schuifoperatie Oosttunnel Heijmans Span- en Verplaatsings technieken engineering schuifoperatie Oosttunnel Aveco de Bondt constructief ontwerp sporenkap Aveco de Bondt In Ede wordt gebouwd aan het nieuwe station Ede- Wageningen. Het meest uitdagende civiele onderdeel is ongetwijfeld de nieuwe Oosttunnel, die op een voorbouwlocatie is gebouwd en vervolgens is ingeschoven. De keuze voor inschuiven leidde tot aan aantal verschillende krachtswerkingen in de tunnel. CEMENT 5 2023 ?7 tunnel vloer+16,49 0 m o.k. dek+20,340 mb.k. dek+21, 190 m 17969 141394520 19966 48706050 850 850 850 3850 850 850 3850 1100 o.k. tunnelvloer+15,640 m 350 5350 3503025 3025 9983 9983 35019266 350 14139 overgangsplaat 250x995x200 0 betonvloe r h=850mm voorgespannen dek d=850mm hek nach t afsluiting noord spoornummerspoornummer voorgespannen dek d=850mm perron perron keerwand 1980 -1350 r echt keerwand 1980 -1350 r echt perron perron keerwand 1980 -1540 recht keerwand 1980 -1540 recht voorge spannen dek d=850mm spoornummerspoornummer spoornummerspoornummer dilatatieprofiel AM250 schuif baan Fg 4146 400 3346 400 betondek h=1000mm hek nachtafsluiti ng zuid k-b k-a Ff Fe 3 0° 3 0° 2030 plaquette WOII 2500 1100 kal kzandst een wand d=300mm 1700 4500 1700 PVR GC PVR GC 1700 8410 1700 PVR GC PVR GC vrije hoo gte . ruimte voor wayfi nding . afwerking leistee n op beton EPS uitvull ing afwerki ng leisteen op voorzet wand afwerking lei steen op voo rzetwand 7069 7070 driehoekstegels met geleidelijnenzand onder tegels voor het fietsviaduct is in situ gebouwd, ná de inschuifoperatie (fig. 4). Aan de zuidoostzijde grenst de tunnel aan het stationsgebouw. Het stationsgebouw is volledig gedilateerd van de Oosttunnel, waardoor er geen belastingen worden afge- dragen tussen de beide objecten. Bouwfasering In de tender is bedacht om zo efficiënt moge- lijk te bouwen en hiermee de hinder voor de omgeving zo veel mogelijk te beperken. Daar- om werd besloten de tunnel inclusief de stijg - punten buiten de sporen voor te bouwen en in een TVP (treinvrije periode) in korte tijd in te schuiven. Hierdoor werd bovendien een veilige werkomgeving gecreëerd. Het inge- schoven deel bestaat uit de twee voorgespan - nen spoordekken, het voorgespannen dek voor de groenstrook, de ondersteunende wanden, de vloer én de complete stijgpunten. Doordat de gesloten tunnel telkens wordt onderbroken door de stijgpunten, is het een relatief slappe constructie. Voor het inschui- ven is de constructie daarmee uniek in vorm en massa (8030 ton). Tijdens de TVP in augustus 2022 is het kunstwerk ingeschoven naar de definitieve locatie over een afstand van circa 83,5 m. Voordat de werkvloer is gestort op de voorbouwlocatie, zijn er eerst zogenoemde betonnen schuifbaanbakken gemaakt. Hier- in zijn stalen schuifbanen aangebracht voor het inschuiven. De betonnen schuifbaanbak - ken waren de funderingselementen tijdens het inschuiven van de tunnel. Deze L-vormi- ge bakken zijn na realisatie aangevuld met zand, waarna een werkvloer is gestort met een nauwkeurigheid van +/- 10 mm. Op de werkvloer is een dubbele laag folie aange- bracht om te voorkomen dat deze bleef plakken aan de constructieve vloer tijdens het vijzelen. Voorafgaand aan de TVP zijn de L-vor- mige schuifbaanbakken weer ontgraven, om de schuifbaan aan te kunnen brengen met 2 Impressie van de zuidzijde van het nieuwe station (bron: Beeldkwaliteitsplan OV-Knoop Ede) 3 Langsdoorsnede tunnel met links het later gebouwde in situ dek, in het midden de twee spoordekken en rechts en dek voor de groenstrook ING. TJERK HABING MSENG RC Senior Constructeur Van Hattum en Blankevoort auteur 2 3 8? CEMENT 5 20 23 F F H H J J C D D E E G G 1100 8502 0 0 19266 5350 50574 2590 500 50040 350 50890 934226061 15487 825153060 5870 601365 6001428 3220 2650 500 4520 500 5520 2550 2733 5520 60 1340 625 1933 150 2500 2720 150 350 500 5220 500 51164 2660 8287 1000 500 5220 02 005 8083 4146 12229 206220 4003346 400 22 25 26 28 500 11042 500 350 49724 500 350 50314 500 lij n t.b.v. vrij te ho uden ruimte t.b. v. schuiven tunneldeel lijn t.b. v. vrij te ho uden ruimte t.b. v. schuiven tunneldeel 5001800 350 1,0% 1,0% 1,0% 1,0% k1.4 F01 F02 kal kzandste en wand d=300mm kalkzandste en wand d=300mm kalkzandste en wand d=300mm 4906 4296 8338 5430785 60 5151 4191 8284 5350830 4891 41411555 6657 5611 2152 1248 3268 3712 478 6753 3862 2323 3566 4177 7161 6223 13439 3346 400 1,0% gedilateerde wand op dek d=350mm gedilateerde wand op dek d=350mm gedilateerde wand op dek d=350mm gedilateerde wand op dek d=350mm gedilateerde wand op dek d=350mm 20786 8466 10002606 20 20746 3554 100010591 50011368 21724 14748 Erico meetankers n.t .b. Erico meetankers n.t .b. 21744 21743 K K 2100 21002750 2750 2750 75.5 8253 350 berliner wand dookcons tructie dookcons tructie 2x ove rgangsplaat350x120 0x4000 2x overgangsplaat350x120 0x4000 2x overgangsplaat350x120 0x4000 2x overgangsplaat350x120 0x4000 Zandcem ent stabilisatie100kg/m3 filtergri nd met d rainagebuis filtergri nd met d rainagebuis 2x ove rgangsplaat350x120 0x4000 2x overgangsplaat350x120 0x4000 2x overgangsplaat350x120 0x4000 filtergrind m et drainagebuis filtergri nd met d rainagebuis gedilateerde wand op dek d=350mm keerwand keerwand keerwand 1,0% Over gangspl aat 250x9 95x2000 dilatati eprofiel W5L bevesti gen d.m.v. klemstr ips 1,0% opstorting t .b.v. ver anker ing verlicht ing opstorting t .b.v. ver anker ing verlicht ing opstorting t .b.v. ver anker ing verlicht ing 4 00 4 4 0 5 00 gedilat eerde wand op dek gedilat eerde wand op dek drainagebuis aansluiten op H WA luifel drainagebuis aansluiten op H WA luifel drainagebuis aansluiten op H WA luifel drainagebuis aansluiten op H WA luifel drainagebuis aansluiten op H WA luifel drainagebuis aansluiten op H WA luifel drainagebuis aansluiten op H WA luifel drainagebuis aansluiten op H WA luifel 38432 Erico m eetankers n.t .b. Erico meetankers n.t .b. Erico meetankers n.t .b. Erico meetankers n.t .b. trap conform OV S00220 prefab trap conform OVS00220 prefab trap co nform OVS00220 roltrap c onform OVS 00107; zichtzi jde kleur RAL7021 (zwart/grijs) ro ltrap c onform OVS 00107; zichtzi jde kleur RAL7021 (zwart/grijs) ro ltrap c onform OVS 00107; zichtzi jde kleur RAL7021 (zwart/grijs) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 best aand spoor te saneren bestaand spoornieuw spoor nieuw spoor bestaand spoor bestaa nd spoor nieuw spoor bestaand spoornieuw spoor bestaand spoor bestaa nd spoor b esta a n d s po or best aand spoor te saneren bestaand spoornieuw spoor nieuw spoor bestaand spoor bestaand spoor nieuw spoorbestaand spoor nieuw spoor bestaa nd spoor bestaand spoor bestaa daarop de vijzels. Tijdens de TVP zijn prefab U-vormige schuifbaanbakken aangebracht, om de schuifbanen te kunnen verlengen richting de definitieve locatie van de tunnel. Na de TVP stond de ruwbouw van de tunnel op de definitieve locatie en kon de tunnel van binnenuit worden afgebouwd. Schuifdeel De totale lengte van het schuifdeel is circa 64 m en inclusief stijgpunten is de tunnel circa 48 m breed. Inwendig is een vrije ruimte van 15,4 m breed en 3,85 m hoog be- schikbaar voor de bestrating, wandbekle- ding (bestaande uit leisteen) en het geëiste PVR van 15 m breed en 3,6 m hoog. De spoordragende constructieonder- delen zijn allemaal 850 mm dik (vloer, wan- den, dek, fig. 5). De wanden van de stijgpun- ten zijn 500 mm dik en hebben een hoogte van 7,3 m. De stijgpunten zijn monoliet met de tunnel verbonden. In de vloeren van de stijgpunten zijn sparingen opgenomen voor de roltrap- en liftputten. Na het inschuiven van de tunnel zijn hier betonnen putten in het werk gestort in een verloren bekisting. De dekken hebben allen een verschil- lende breedte; spoordek zuid is 14.140 mm breed, spoordek midden is 19.965 mm breed en het dek voor de groenstrook is 6050 mm breed. Door de kruisingshoek van de tunnel met de sporen van 60° is de overspanning van de dekken 18,76 m. Tijdelijk stempel? Tussen de wanden van de meest zuidelijke stijgpunten is een tijde- 4 Bovenaanzicht Oosttunnel ? Het blauw gearceerde deel betreft het in te schuiven deel, het oranje gearceerde deel betreft het fietsviaduct 4 randkolom sporenkap randkolomsporenkap middenkolom sporenkap randkolomsporenkap randkolomsporenkap aangrenzend stations- gebouw middenkolom sporenkap CEMENT 5 2023 ?9 tunnelvl oer+16,490 m o.k. de k +20,340 m b.k. de k +21, 190 m B A 19100 1000 17100 1000 85015400 850 20015000 200 5153 150004032 8503850 850 3850 o.k. tunnelvloer +15,640 m 850 1000 1000 850 17100 850 15400 850 ballastbed voorgespannen dek d=850mm filtergri nd met drai nagebuis betonwand d=850mm betonw and d=850mm betonvloe r h=850mm k.04 k0.5 865 865 spouw 40-60mm k.z.st. 100mm leis teen 40mm spouw 4 0-60mm k.z.st. 100mm leis teen 40mm na verwi jderen sc huifbalken,aanvullen met zand , aandrukken met bak gr aafmachi ne, holleruimte vullen met Dammer dri ehoekstegels met geleidelijnen zand onder tegels lijk horizontaal stempel aangebracht (fig. 6). Tussen deze wanden is immers geen dek aanwezig. Deze wanden zijn voorgespannen met een tijdelijke voorspankabel die is gesi- tueerd onder de tijdelijke stempel. Geotechniek? De bodemopbouw ter plaatse van de tunnel is nagenoeg uniform en bestaat uit matig tot vast gepakt zand; een ideale bodem om op staal te kunnen funderen. De hoogste grondwaterstand bevindt zich onder de onderzijde van de tunnelvloer. Alleen de onderkant van de roltrap- en liftputten bevinden zich juist onder de hoogste grond- waterstand. Sporenkap Het station wordt overdekt met een houten, 12 m hoge sporenkap (fig. 7). Deze wordt ge- dragen door kolommen, waarvan er zes op de Oosttunnel zijn gefundeerd (fig. 4). De vier randkolommen, die ter plaatse van de buitenste stijgpunten zijn gefundeerd, be- treffen pendelkolommen. Deze kolommen hebben een excentriciteit van circa 1 m ten opzichte van de binnenzijde van de wand en geven derhalve een aanzienlijk moment op de wand. De middenkolommen betreffen de stabiliteitskolommen van de sporenkap en worden dus fors belast door onder andere windbelastingen. Om voldoende stijfheid te 5 6 5 Dwarsdoorsnede tunnel loodrecht op de wanden 6 3D-view schuifdeel Oosttunnel met tijdelijke stempel en tijdelijke voorspanning De tunnel is inclusief de stijg- punten buiten de sporen voor- gebouwd en in een treinvrije periode ingeschoven 10? CEMENT 5 20 23 7 De randkabels in de dekken lopen door tot aan de uiteinden van de stijgpunten, om deze 'op te hangen' ten tijde van het inschuiven van de tunnel 7 3D-impressie perrontunnel met sporenkap (bron: Vakwerk Architecten) 8 Verstijvingen wand stijgpunt t.b.v. middenkolom sporenkap creëren voor deze kolommen, is er achter de wand van het middelste stijgpunt een penant van 1900 × 1400 mm² voorzien (incl. wand 1900 × 1900 mm²). Bovendien is de vloer van de tunnel hier uitgebreid en zijn de stijgpuntwanden monoliet verbonden met de dekken en tunnelwanden (fig. 8).Tijdens het DO van de tunnel zijn wind- onderzoeken uitgevoerd naar de te hanteren windbelasting op de sporenkap. Om het ont- werpproces van de tunnel niet te verstoren, zijn er ? in overleg met de constructeur van de sporenkap ? robuuste aannames gedaan voor de te hanteren belastingen op de tunnel. Tijdens het UO van de tunnel is vastgesteld dat de definitieve belastingen uit de sporen- kap worden afgedekt met de gehanteerde aannames. Constructieve berekening Op zowel de voorbouwlocatie als de defini- tieve locatie is de tunnel gefundeerd op staal. Tijdens het inschuiven is de tunnel echter op twee lijnopleggingen opgelegd. Deze twee situaties zijn separaat beschouwd. Met het 3D-rekenmodel (SCIA Engi- neer) voor de eindsituatie zijn onder andere de optr edende snedekrachten en de funde - ringsdrukken bepaald, waarbij alle belastin- gen voor de eindsituatie zijn aangebracht 8 CEMENT 5 2023 ?11 stijgpunt stij gpunt tunnel t.p .v. schuifbaan geen bedding t.p.v. schuif baan geen bedding bedding vloer stijgpunt bedding vloer rand strook b =3m bedding vloer mi dden be ddi ng vloer stij gpunt stijgpunt stijgpunt t unnel schuifbaan schuifbaan (fig. 9). In dit model is de tunnel opgelegd op beddingen. Deze beddingen zijn in samen - spraak met de geotechnisch adviseur afge - stemd op de verschillende zones van funde- ringsdrukken (fig. 10). Ter plaatse van de betonnen schuifbaanbakk en is geen bedding aangehouden. De tunnel komt immers niet op de betonnen schuifbaanbakken te liggen; hiervoor is een samendrukbaar materiaal op de wand van de schuifbaanbak aange - bracht. De schuifbanen waarop de tunnel tijdens het inschuiven zijn opgelegd, zijn onder de oren van de vloer geplaatst, buiten de wanden van de tunnel. In deze situatie ligt de tunnel op twee lijnopleggingen in de langsrichting (fig. 11). De vloer van de tunnel wordt op het moment van vijzelen en schui- ven derhalve niet ondersteund. De stijgpun- ten kragen op dat moment uit buiten de schuifbanen. Voor de schuifsituatie is het 3D-rekenmodel van de eindsituatie aange- past. De wijzigingen betreffen de volgende punten: lijnopleggingen in plaats van bed- dingen, tijdelijk stempel tussen de wanden van de zuidelijke stijgpunten, belasting uit tijdelijke voorspanning, voorspanbelastin - gen zonder tijdsafhankelijke verliezen, al- leen bouwbelastingen. Aan de hand van dit model zijn de wapeningshoeveelheden uit de eindsituatie getoetst en waar nodig is extra wapening aangebracht. Beddingconstantes? In totaal zijn er voor het variëren in beddingen vier modellen opgesteld (tabel 1). Voor de vloer zijn de ver- schillen in snedekrachten van de vier reken- modellen met elkaar vergeleken. Uiteinde- lijk zijn de doorsnedetoetsen uitgevoerd op basis van de resultaten uit model 1, waarbij een restcapaciteit van 10% is aangehouden. Daarmee zijn de variaties in snedekrachten uit de verschillende modellen afgedekt. Stijfheden? Voor de constructie is voor het beton uitgegaan van de gescheurde stijfheid voor de vloeren en wanden. De dekken van de tunnel zijn in de overspanningsrichting Om te bepalen welke vervormingen van de tunnel toelaatbaar zijn, is een gevoelig- heidsanalyse uitgevoerd 11 9 10 9 3D-rekenmodel eindsituatie 10 Beddingen onder de tunnel 11 Schema tunnel tijdens inschuiven 12? CEMENT 5 20 23 Hart s poor Hart s poor Verlen gde wand Verlen gde wand voorgespannen met nagerekt staal en heb- ben derhalve in de langsrichting de stijfheid v an ongescheurd beton. De dekken zijn daar - om als orthotrope platen geschematiseerd. Aanvullende berekeningen voor kunstwer- ken in het spoor? Met een langskrachtenana - lyse zijn de spanningen in de spoorstaven, verplaatsingen van de constructie en de ver- deling van de langskrachten naar het kunst- werk bepaald. Tevens is beschouwd dat een dynamische berekening niet vereist is; een statische berekening volstaat. Voorspanning De dekken bevatten voorspankabels bestaan - de uit 22 strengen Ø15,7 mm. De randkabels in de dekken lopen door tot in de wanden van de stijgpunten, om deze 'op te hangen' ten tijde van het inschuiven van de tunnel (fig. 12). Hiervoor zijn horizontale bogen in de randkabels voorzien. Om de voorspan- ning zoveel mogelijk te benutten, is de kabel - ligging zodanig gekozen dat er een zo groot mogelijke pijl ontstaat. In het veld is daarom de kabel zo laag mogelijk gelegd en ter plaat- se van de wanden zo hoog mogelijk. Bij de overgang van een kunstwerk naar de aarde- baan moet het kunstwerk echter loodrecht op de as van het spoor eindigen, conform de OVS (OntwerpVoorschriften ProRail, fig. 13), waardoor er uitkragingen aan de dekken moeten worden gestort die variëren in lengte. Er is voor gekozen om de inklemwapening van deze uitkragingen bo ven de voorspan- koppen te overlappen met wapening uit 12 13 12 Buitenste voorspankabels lopen door naar de uiteinden van de stijgpunten 13 Het kunstwerk moet loodrecht op de as van het spoor eindigen, waardoor er uitkragingen aan de dekken moeten worden gestort die variëren in lengte Tabel 1?Beddingen verschillende rekenmodellen model vloer randstrook vloer midden vloer stijgpunten oren 1 karakteristieke bedding 10 MN/m³ karakteristieke bedding 6 MN/m³ karakteristieke bedding 10 MN/m³ geen bedding 2 lage bedding 7,7 MN/m³ lage bedding 4,6 MN/m³ hoge bedding 13 MN/m³ geen bedding 3 hoge bedding 13 MN/m³ hoge bedding 7,8 MN/m³ lage bedding 7,7 MN/m³ geen bedding 4 karakteristieke bedding 10 MN/m³ hoge bedding 7,8 MN/m³ karakteristieke bedding 10 MN/m³ geen bedding CEMENT 5 2023 ?13 325var. 176 stortnaad opruwen let op tolerantie bi j storten voorspankabel wapening onder beugels door schuiven enoverlappen m et bovenw apening vanuit dek 1384 346 1038 het voorgespannen dek. Om voldoende ruim - te te creëren voor de spiraal en splijtwape- ning zijn de voorspankabels in het dek bui- ten de wanden (het uitkragende deel) naar beneden gebogen (fig. 14). De overlapping van de inklemwapening met de wapening uit het dek is volledig omsloten met haar- spelden om afspatten van de dekking te voorkomen. Doordat, zoals gezegd, de randkabels doorlopen in de stijgpunten, hebben deze een raakvlak met de ankers van de middenkolom - men van de sporenkap. Het ankerpatroon is in o verleg met de constructeur van de sporen - kap zodanig aangepast dat het voorspanka- naal ertussendoor past (fig. 15). De hoeveelheid voorspanning is be- paald aan de hand van de spannings-eisen uit NEN-EN 1992-1 en OVS00030-6. Deze eisen zijn in tabel 2 en tabel 3 gepresenteerd. De middenkabels zijn eenzijdig gespan - nen, de randkabels tweezijdig. In figuur 16 en 17 zijn respectievelijk het verticaal kabel- verloop en de voorspankrachten voor de middenkabels weergegeven. De voorspan - krachten van de randkabels zijn weergege- ven in figuur 18, waarin goed het effect van de kleine straal van de horizontale bogen is te zien. Doordat de wanden monoliet zijn verbonden met de dekken zal er naast de voorspanverliezen ten gevolge van wrijving, wigzetting, elastische verkorting, krimp, kruip en relaxatie ook voorspanverlies op- treden doordat wanden de verkorting van het dek verhinderen. Hierdoor komt niet de gehele normaaldrukkracht ten gevolge van de voorspankracht ten gunste van de draag - werking van de dekken. De voorspanbelas- ting in de vorm van de krommingsdruk blijft wel volledig aanwezig. Het verlies in normaaldrukkracht is in kaart gebracht met behulp van een 2D-raamwerkmodel. Wapening Verbinding wand ? dek? Het dek is ingeklemd ter plaatse van de wanden. In verband met 14 Detail voorspankabel in relatie tot uitkraging overgangsplaten 15 Raakvlak ankers middenkolom sporenkap met randkabel 14 15 Tabel 2?Maximale spanning op t = 0 (aanbrengen voorspanning) aanbrengen voorspanning BGT-KARBGT-FRQBGT-QB drukspanning ? cc (t = 28) ? -21,0 -21,0-21,0N/mm² trekspanning zijde voorspanning ? ct (t = 28) ? 3,00 3,003,00N/mm² trekspanning andere zijde ? ct (t = 28) ? 3,00 3,003,00N/mm² Tabel 3?Maximale spanning op t = eindsituatie eindsituatie BGT-KARBGT-FRQBGT-QB drukspanning ? cc (t = ?) ? -21,0 -21,0-21,0N/mm² trekspanning zijde voorspanning ? ct (t = ?) ? 1,12 0,000,00N/mm² trekspanning andere zijde ? ct (t = ?) ? 1,69 1,120,00N/mm² 14? CEMENT 5 20 23 0,000 0,425 0,850 0,0 2,2 4,5 6,7 9,0 11,2 13,5 15,7 18,0 20,2 22,4 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 0,00 2,17 4,35 6,52 8,70 10,87 13,05 15,22 17,40 19,57 21,75 Voorspankrachten [kN] Lengte [m] wrijving: wiggen: ?Pel ?Pc+s+r 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 0,000 4,863 9,727 14,590 19,454 24,317 29,180 34,044 38,907 43,771 48,634 Voorspankrachten [kN] Lengte [m] P? Pw ?Pel ?Pc+s+r 0,000 0,425 0,850 0,0 2,2 4,5 6,7 9,0 11,2 13,5 15,7 18,0 20,2 22,4 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 0,00 2,17 4,35 6,52 8,70 10,87 13,05 15,22 17,40 19,57 21,75 Voorspankrachten [kN] Lengte [m] wrijving: wiggen: ?Pel ?Pc+s+r 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 0,000 4,863 9,727 14,590 19,454 24,317 29,180 34,044 38,907 43,771 48,634 Voorspankrachten [kN] Lengte [m] P? Pw ?Pel ?Pc+s+r 0,000 0,425 0,850 0,0 2,2 4,5 6,7 9,0 11,2 13,5 15,7 18,0 20,2 22,4 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 0,00 2,17 4,35 6,52 8,70 10,87 13,05 15,22 17,40 19,57 21,75 Voorspankrachten [kN] Lengte [m] wrijving: wiggen: ?Pel ?Pc+s+r 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 0,000 4,863 9,727 14,590 19,454 24,317 29,180 34,044 38,907 43,771 48,634 Voorspankrachten [kN] Lengte [m] P? Pw ?Pel ?Pc+s+r de geringe tijd in de uitvoering om de tunnel voor te bouwen (maart ? augustus), is er gekozen om de inklemwapening vanuit de wanden uit te voeren met T-heads in plaats van schenkels (fig. 19). Voor de schenkels zou een ondersteuningsconstructie moeten worden gebouwd. De T-heads zijn op een support gehangen, waarna de wanden zijn gestort. Dek? Door de kruisingshoek van 60° en de aanwezigheid van voorspanning in de dek- ken, is ervoor gekozen om de dekken niet- orthogonaal te wapenen. De hoofdwapening loopt evenwijdig aan de voorspankabels, de verdeelwapening loopt evenwijdig aan de tunnelwanden. De hoek tussen de hoofd- en verdeelwapening is derhalve gelijk aan de kruisingshoek van de tunnel. Inschuifoperatie Positie vijzels? Aangezien de kokervormige doorsnede (vloer-wanden-dek) wordt onder- broken door de stijgpunten, is de tunnel in langsrichting relatief slap. Bovendien zijn er in de vloer van de tunnel zes sparingen opgenomen voor roltrappen die conflic- MEER LEZEN IN BETONIEK Over de uitvoering van het nieuwe station Ede-Wageningen is in Betoniek het artikel '8000 ton inschuiven' verschenen, beschikbaar op www.betoniek.nl. 16 Verticaal kabelverloop midden kabels 17 Voorspanverliezen midden kabels 18 Voorspanverliezen randkabels 16 17 18 CEMENT 5 2023 ?15 teren met de schuifassen. Daarnaast moet er ruimte worden gereserveerd voor de duwvijzels. Daarom is er vroegtijdig in het ontwerp onderzocht wat de beste positie voor de vijzels was, zodat alle vijzels zoveel mogelijk gelijk worden belast. Hierbij is conform CUR-Aanbeveling 68 (Vijzelen en schuiven) een belastingsfactor van ?G = 1,5 gehanteerd om zo dynamische effecten tijdens het schuiven op te vangen. Gevoeligheidsanalyse? De tunnel is uitein- delijk op zes vijzelgroepen opgelegd, drie groepen per schuifas; een statisch onbe- paald systeem. Hierdoor is de tunnel tijdens het schuiven gevoelig voor zettingen van de schuifbaan. Om te bepalen welke vervor- mingen van de tunnel toelaatbaar zijn, is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. Het 3D-rekenmodel in SCIA Engineer is daar- voor ingeklemd in het zwaartepunt van de 19 20 19 Screenshot uit 3D-wapeningsmodel van verbinding wand-dek 20 Equipment t.b.v. schuiven onder tunnel 16? CEMENT 5 20 23 a.?Vervorming model bol c.?Vervorming model torsie scherpe hoeken omhoog d.?Vervorming model torsie stompe hoeken omhoog b.?Vervorming model hol 21 Vervormingen rekenmodel t.b.v. gevoeligheidsanalyse constructie. De vijzelkrachten zijn vervolgens als belastingen ingevoerd. Hiermee is geva- rieerd om de tunnel hol, bol en getordeerd te laten vervormen (fig. 21). Per situatie is er zodanig gevarieerd met de vijzelkrachten, dat de resultante van de vijzelkrachten tel- kens gelijk valt met het zwaartepunt van de constructie. De grenswaardes van de ver- vormingen zijn bepaald door het toetsen van de optredende scheurwijdte met behulp van de betonmodule uit SCIA Engineer. De ge- vonden grenswaardes van de vervormingen uit de gevoeligheidsanalyse zijn omgezet naar signaleringswaardes (33% van de grens- waardes; correctiemaatregelen worden be- dacht) en interventiewaardes (65% van de grenswaardes; correctie is benodigd). Voor het monitoren van de vervor- mingen zijn in de zwaartepunten van de zes vijzelgroepen meetpunten aangebracht op stalen binten die op de vloer van de tunnel zijn bevestigd (fig. 22). Toelaatbare vijzeldruk? Naast de opgegeven waardes voor de vervormingen van de tunnel, is er een maximale vijzeldruk opgegeven. Aangezien er juist buiten de wanden van de tunnel wordt gevijzeld, kunnen de oren aan de vloer (consoles) bezwijken bij een te hoge belasting. Hierop is tijdens het vijzelen ge- monitord en waar nodig bijgestuurd. Proefvijzelen en -schuiven? Twee weken voor de geplande datum van het inschuiven is de tunnel gevijzeld en circa 4 m verschoven als test. Hiermee is gecontroleerd of alle vijzelsystemen juist werken, of het monito- ringssysteem juist werkt en is onderzocht hoe de tunnel zich gedraagt wanneer deze wordt gevijzeld. Aan de hand van het proef- vijzelen zijn de startpunten voor het defini- tieve inschuiven vastgelegd. Monitoring vervorming tunnel? Tijdens het inschuiven van de tunnel is na iedere vijzel - slag (circa 78 cm) de vervorming van de tunnel gemeten. Hiervoor is in het midden van de tunnel een Total Station aangebracht, die de zes punten inmeet na een commando van de maatvoerder, ten opzichte van één van de meetpunten die als nulpunt is geko- zen. Met één druk op de knop zijn de meet- waardes door de site engineer ingelezen in een rekensheet, waarin gelijk inzichtelijk 21 CEMENT 5 2023 ?17 A B 9.255 22.192 23.081 9.287 63.815 11.004 21.325 23.376 8.110 57.44437.902 18.657 15.400 wordt of de gemeten vervormingen toelaat- baar zijn.Tijdens het inschuiven heeft de tunnel zich relatief stijf gedragen. De gemeten rela- tieve vervormingen van de tunnel zijn binnen enkele millimeters gebleven. Probleemloos Het inschuiven is probleemloos verlopen en ging aanzienlijk sneller dan bedacht. Na het inschuiven is de tunnel geïnspecteerd op scheuren aan de buitenzijde van de tunnel. Deze scheurwijdtes zijn getoetst aan vooraf bepaalde maximale scheurwijdtes. Doordat de vervormingen van de tunnel zeer gering zijn gebleven, zijn er geen scheuren ten ge- volge van de schuifoperatie aangetroffen in de constructie. Na de inspectieronde kon het equipment voor het schuiven worden verwijderd en kon de tunnel laagsgewijs worden aangevuld met zand. Vervolgens zijn de spoorbouwers gestart om de railinfra en perrons te realiseren. 22 23 22 Locaties meetpunten in zwaartepunten vijzelgroepen23 Oosttunnel op definitieve locatie (foto L. Schrama) 18? CEMENT 5 20 23 Is jouw bedrijf al\? partner bij Cement? Heb jij belang bij\c het vastleggen en delen\c van kennis over betonconstr\fcties? Als partner van Cement onderste\fn je de \fit\bisseli\cng en borging van onze vakkennis. Een partnerschap biedt bovendien veel andere interessante voordelen. Interesse? Neem contact op met Coen Smet\cs via c.smets@aeneas.\cnl of via 06-10 70 57 80. De Nieuwe Sluis Terneuzen (3) Ontwerp van de sluishoofden 1 Bouw betonconstructies buitenhoofd, november 2021 (foto: Nieuwe Sluis Terneuzen) 1 20? CEMENT 5 20 23 De sluishoofden zijn de construc- ties aan het begin en het einde van de schutsluis. In deze sluishoofden bevinden zich de beweegbare afsluitmiddelen. Aan de zijde van de Westerschelde (noord- zijde) bevindt zich het buitenhoofd en aan de zijde van het kanaal Gent-Terneuzen (zuidzijde) het binnenhoofd. De constructies van het buiten- en binnenhoofd zijn vrijwel spiegelsymmetrisch. Constructies sluishoofd Het ontwerp van het sluishoofd van deze nieuwe sluis bestaat uit verschillende onder- delen (fig. 2). De onderdelen worden hieron- der een voor een beschreven. Deurkassen? Contractueel werd per sluishoofd een dubbele deurkas voor twee roldeuren geëist. Deze constructie bestaat globaal uit twee U-vormige bakken. Aan de bovenzijden van de wanden bevindt zich een G-vormige galerij (fig. 5) waarin de voorzieningen voor het bewegingswerk van de deuren is onder- gebracht. Aan de sluiszijde bevatten de wan- den van de deurkas de aanslagen voor de roldeuren. Sponningswand? Aan de andere zijde van het water, tegenover de deurkassen, bevindt zich de sponningswand (fig. 3). In deze 4,0 m dikke wand zijn 2,0 m diepe inkassingen gemaakt, waarin de aanslagen voor de rol- deuren worden ondergebracht. Aan een zijde sluit de sponningswand aan op de kolkwand en aan de andere zijde op de mond van de inlaatconstructie van het omloopriool. Drempel? Tussen de beide deurkassen aan de ene kant en de sponningswand aan de andere kant bevindt zich op de bodem van de sluis een drempelconstructie. Samen met de aanslagen op de wanden van de deurkas en de sponningswand vormen de aanslagen op de drempel het waterdichte kozijn voor de roldeuren. De drempel is ter plaatse van de roldeuren voorzien van hori - zontaal en verticaal geplaatste rails. De onderrolwagens waarop de deuren rusten, worden bij het openen en sluiten met deze rails horizontaal en verticaal geleid. Bovengenoemde functies vereisen een grote mate van maatvastheid van de drem - pel. Daarom is de drempel uitgevoerd als een 4,0 m dikke betonnen plaat. Bewegingswerkkelder? Achter de dubbele deurkas is de bewegingswerkkelder gesitu- eerd. In deze kelder bevinden zich de bewe- gingswerken (kabelliersystemen) voor de roldeuren. Aan één zijde is de kelder opge- legd op de achterkant van de dubbele deur- kas. Op deze wijze functioneert deze con- structie als een stootplaat. Er kunnen geen zettingsverschillen ter plaatse van de over- gang kelder-deurkas ontstaan, maar kleine rotaties kunnen wel vrij optreden. Brugkelder? De brugkelder maakt deel uit van de constructie van de basculebrug, PROJECTGEGEVENS project Nieuwe Sluis Terneuzen opdrachtgever Vlaams-Nederlandse Scheldecommissie (een samenwerkingsverband tussen het Nederlandse Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat en het Vlaamse Departement van Mobiliteit en Openbare Werken) opdrachtnemer Consortium Sassevaart (een samenwerking van BAM, DEME, Stadsbader Contractors, Van Laere en Equans) integraal ontwerp BAM Infraconsult, DIMCO, Equans, Van Laere en Dredging International ondersteund door onder andere Arcadis, IV Infra, Fugro en Royal HaskoningDHV In het sluizencomplex in Terneuzen, dat toegang biedt tot de havens in Gent en Terneuzen, wordt momenteel gebouwd aan een nieuwe sluis. Deze zogeheten 'Nieuwe Sluis Terneuzen' wordt na de Zeesluis IJmuiden de grootste sluis van Nederland. Dit derde artikel in een serie over dit project, gaat over het ontwerp van de sluishoofden en specifiek de deurkassen. CEMENT 5 2023 ?21 2 Overzicht constructies buitenhoofd 3 Sponningswand en inlaatconstructie omloopriool 4 Mond van de inlaatconstructie en landhoofd basculebrug ARTIKELENSERIE Dit artikel is het derde deel in een serie van vier over de Nieuwe Sluis Terneuzen. In het eerste artikel is het ontwerp, de fasering en de bouwmethode van de sluis op hoofdlijnen toe- gelicht. Het tweede artikel gaat over het ontwerp van de sluis- kolk. Ten slotte zoomt het vierde artikel in op de beton- constructie van de brugkelder van de basculebrug. Buiten deze serie om is ook een artikel over de bodemroosters van de Nieuwe Sluis Terneuzen verschenen: 'Ontwerp en afzin- ken bodemroosters'. 2 3 4 22? CEMENT 5 20 23 die het wegverkeer over de sluis mogelijk maakt. In de brugkelder bevindt zich het contragewicht voor het brugdek. De brug- kelder vormt de fundering voor de bascule- brug. De wand aan de kopse zijde van de sluis fungeert tevens als frontmuur van de sluis. Mond van de inlaatconstructie? Aan het uit- einde van het omloopriool (dat parallel aan de westelijke kolkwand loopt) bevindt zich de mond van de inlaatconstructie (fig. 4). Via deze inlaatconstructie wordt het water het omloopriool in- of uitgeleid. Aan de sluiszijde functioneert deze constructie als landhoofd van de basculebrug. De frontmuur, die de voorkant van de sluis vormt, is in deze con- structie geïntegreerd. Inlaatconstructie met schuivenhuis? Tussen de mond en het omloopriool langs de kolk bevindt zich de inlaatconstructie met het schuivenhuis. Door middel van de schuiven in het schuivenhuis kan het waterniveau in de kolk worden geregeld. De contracteisen met betrekking tot het ontwerp van de schuiven leverde ter plaatse van het schuivenhuis een relatief brede, lage doorsnede van het omloopriool op. Langs de sluiskolk bleek een constante smalle, hoge doorsnede de meest economi- sche oplossing. De vormverandering van het omloopriool van breed-laag naar smal-hoog is volledig binnen de inlaatconstructie in het sluishoofd ingepast. Stempelvloer? De brugkelder en de mond van de inlaatconstructie worden via een on- gewapende betonvloer op elkaar afgestem- peld. Daarnaast functioneert de vloer als bodembescherming in deze zone. Alle onderdelen zijn op staal gefundeerd. In het vervolg van dit artikel wordt met name ingegaan op het ontwerp van de dubbele deurkas. Beschouwde varianten deurkas De constructies van de sluishoofden worden in den droge gebouwd in een bouwkuip. Ter plaatse van de dubbele deurkas bestaat de bouwkuipwand uit een diepwand. Deze wand is met een rij legankers (op NAP +0,0 m / NAP +0,5 m) verankerd, die weer zijn veran- kerd met een ankerscherm, en op circa NAP -21,0 m gestempeld door middel van een onderwaterbetonvloer. Binnen dit uit- voeringsconcept zijn in de tender verschil- lende varianten voor de constructie van de dubbele deurkas onderzocht. 1. Vrij uitkragende buitenwanden, con- structie los van de diepwanden (fig. 5) Bij de eerste variant hebben de diepwanden als onderdeel van de bouwkuip een tijdelijke grondkerende functie. De dubbele U-vormige constructie wordt tegen de diepwanden ge- stort, waarbij deze met drainagematten verticaal los wordt gehouden van de diep- wanden. Buiten het invloedsgebied van de achterwand zullen de buitenwanden van de deurkassen als een vrij uitkragende wand de grond- en waterbelasting naar de vloer afdragen. Bij een kerende hoogte van circa 24,5 m zou dit ter plaatse van de wand-vloer- aansluiting leiden tot een wanddikte van 5,0 m met circa drie lagen wapening Ø40-150. Voordeel van deze variant is de eenduidige IR. EMILE VAN DOORN Ontwerpleider Civiel Sassevaart / Royal HaskoningDHV (tijdens het project BAM Infraconsult) IR. RONNIE DE ROOIJ Constructeur Deurkassen Sassevaart / De Rooij Engineering (tijdens het project BAM Infraconsult) EDWIN SWARTTOUW BSC Assistent Ontwerpleider Deurkassen Sassevaart / Blackrope auteurs Tabel 1?Kengetallen onderdeel hoeveelheid beton [m³] hoeveelheid wapening [ton] wapening [kg/m³] dubbele deurkas 37.9004.600 121 drempel 11.3501.950 172 sponningswand 6.100950 156 brugkelder 13.9001.500 108 stempelvloer 1.8000 0 inlaatconstructie (schuivenhuis) 8.5501.800 211 inlaatconstructie (mond) 8.3501.100 132 bewegingswerkkelder 700180 257 totaal 92.10012.080 - CEMENT 5 2023 ?23 5,0 5,0 diepwand tus s enl a ag (dra inag ema t) leganker a nkers c herm defi ni tieve betonc ons tructi e onderwaterbeton 3,5 3,5 diepwa nd l e g a n ke r a nke rs c he rm def ini tieve betoncons tructie onderwa terbeton doorkoppeli ng anker na ar defi nitieve cons tructiewa nd tus s enlaag (drainagemat) diepwand leganker a nkers cherm definitieve betoncons tructie onderwa terbeton doorkoppel ing anker naar defi niti eve cons tructi ewa nd verbi ndi ng s wapeni ng voor koppeling definitieve cons truc ti ewand met di epwand 5 7 6 5 Principe deurkas variant 1 6 Principe deurkas variant 2 7 Principe deurkas variant 3 Gekozen is voor een variant met de constructie los van de diepwanden en verankerde buitenwanden 24? CEMENT 5 20 23 krachtswerking. Het nadeel is daarentegen de vrij forse constructiedikte en de grote hoeveelheid wapening. 2. Variant met verankerde buitenwanden, constructie los van de diepwanden (fig. 6) Ook bij de tweede variant hebben de diep- wanden een tijdelijke grondkerende functie en worden ze losgehouden van de dubbele U-vormige constructie. De legankers waar- mee de diepwanden zijn verankerd, worden in deze variant echter doorgekoppeld in de buitenwanden van de deurkassen. De legankers staan op het moment van doorkoppelen al op spanning ten gevolge van de grondbelasting die op de diepwand werkt. Deze spanning werkt als een voor- spanning in de ankers waarmee de buiten- wanden van de deurkassen in de eindsitua- tie zijn verankerd, wat gunstig is voor de krachtswerking in de buitenwanden. Het moment ter plaatse van de wand-vloeraan- sluiting bedraagt in dit geval nog circa 30% van het moment bij variant 1, waardoor er een optimalisatie van de wanddikte (3,5 m) en wapening mogelijk is. Aandachtspunt is de invloed van de stijfheid van het anker op de krachtswerking in de constructie. 3. Variant met verankerde buitenwanden, constructie samenwerkend met de diep- wanden Bij de derde variant wordt de dubbele U-vormige constructie volledig vast gestort aan de diepwanden. Hierdoor zijn ook bij deze variant de buitenwanden verankerd en is het mogelijk om het in situ-deel van de wanden dunner uit te voeren. Bij deze variant zijn echter ook direct een aantal aandachtspunten/nadelen te benoemen: Om de diepwanden te laten samenwerken met de in situ-constructie moet verbindings- wapening tussen de diepwanden en de bui- tenwanden worden toegepast. De wapening in de diepwanden moet ook op de krachtswerking in de eindfase worden ontworpen. Hierbij moet met betrekking tot levensduur ook op scheurwijdte worden getoetst. Er is in dit geval sprake van een fundering op diepwanden gecombineerd met een fun- dering op staal. In het ontwerp moet een gevoeligheidsanalyse worden gedaan door te variëren met de stijfheden van de funderin- gen. De momenten in de vloer zullen flink oplopen als de diepwanden relatief stijf zijn ten opzichte van de bedding van de funde- ring op staal. Daar waar de buitenwand van de deurkas grenst aan de brugkelder is geen diepwand aanwezig. In combinatie met het vorige punt zal hierdoor een ongunstige en onwenselijke krachtswerking in de dubbele deurkas op- treden. Er is gekozen voor variant 2. Hieronder wor- den een aantal aspecten van het ontwerp van de deurkassen verder toegelicht. Modellering De constructies van de deurkassen, drempel en inlaatconstructie zijn monoliet met elkaar verbonden, waardoor de krachtswerking en vervormingen van deze constructies door elkaar worden beïnvloed. Daarom is ervoor gekozen deze onderdelen in één rekenmodel te schematiseren. De bewegingswerkkelder, die scharnierend is opgelegd op de achter- zijde van de deurkas (waardoor de invloed kleiner is), is niet meegenomen in het reken - model. De bouwkuipwanden (diepwanden) zijn ontworpen als tijdelijke constructie en zijn dus niet berekend op een levensduur van 100 jaar. De betondoorsneden zijn veelal ge- scheurd. Voor het rekenmodel is aangeno- men dat alle betonelementen zijn gescheurd en dat de gescheurde elasticiteitsmodulus van het beton gelijk is aan een derde van de ongescheurde stijfheid. Er is gerekend met een elasticiteitsmodulus van 11.000 N/mm². De netgrootte in het rekenmodel is 1,0 m. Als vuistregel wordt vaak de plaatdik- te als grootte voor de netelementen gekozen. In het rekenmodel hebben de meeste plaat- elementen een grotere dikte dan 1,0 m, maar ook enkele platen een kleinere dikte dan 1,0 m. De gekozen netgrootte is voldoende om nauwkeurige resultaten te krijgen. Bij een element dat een kleinere dikte heeft, is een controle uitgevoerd met een verfijnde netgrootte. In het ontwerp is aangenomen dat het volledige ankerscherm zijn functie kan verliezen CEMENT 5 2023 ?25 kx= 1000 MN/m²k
?A?U?DEl
u?~A?U?
??U?l? kx= 1000 MN/m² k z= 7,0 MN/m² (= 4,0 x 3,5/2) ky= 1000 MN/m² k z= 6,0 MN/m² (= 4,0 x 3,0/2) kz= 10,5 MN/m² (= 4,0 x 5,25/2) kz= 10,5 MN/m² (= 4,0 x 5,25/2) kx= 19 MN/m² kx= 20 MN/m² deurkas k z= 4,0 MN/m³ drempel k z= 5,0 MN/m³ inlaatconstructie k z= 5,0 MN/m³ kx= 1000 MN/m² drempel deurkas inlaatconstructie bewegingswerkkelder sponningswand schuivenhuis Oplegging fundering op staal? De construc- ties zijn, zoals eerder aangegeven, gefundeerd op staal. In het rekenmodel zijn de vloeren daarom voorzien van een verende opper- vlakteondersteuning. De oplegging staat permanent onder druk waardoor kan wor- den volstaan met het invoeren van een line- air elastische veer. De aangehouden veer- stijfheden zijn bepaald aan de hand van de berekende zettingen in D-Settlement en Plaxis. Daarnaast is ter verificatie de metho- de Craig gebruikt. De veerstijfheid onder de constructies wordt in hoofdzaak bepaald door de aanwezige Boomse kleilaag. De on- dergrenswaarden zijn bepaald op basis van de laag karakteristieke waarden van de grondstijfheid voor de Boomse kleilaag. Voor de bovengrens is een drie keer hogere stijf- heid gehanteerd, waarmee een analyse is uitgevoerd. Achter de wanden is geen bedding voor de grond ingevoerd. Voor de belasting op de wanden is gerekend met neutrale grond- druk. Het model wordt aan de onderzijde van de wanden in horizontale richting vast- gehouden met een verende lijnoplegging. Legankers? Zoals eerder aangegeven worden de diepwanden ter plaatse van de deurkas horizontaal gesteund door legankers met ankerschermen. De legankers worden door- gekoppeld aan de definitieve buitenwanden. Ter plaatse van de achterwand bevinden Om een verticaal verplaatsings- verschil tussen diepwand en deurkaswand mogelijk te maken is de doorkoppeling in een omhul - lingskoker aangebracht 8 9 8 Hoofdonderdelen in SCIA-model 9 Opleggingen rekenmodel deurkas 26? CEMENT 5 20 23 doorgekoppelde legankers BUITENHOOFD brugzijde kolkzijde kolk achterwand doorgekoppelde legankers zich ook legankers. Doordat de buitenwanden van de deurkas ter plaatse van de achter- wand al over de hele hoogte worden gesteund, levert het doorkoppelen van de legankers in die zone geen voordeel op. Ter plaatse van de achterwand worden de ankers daarom niet doorgekoppeld (fig. 10). De legankers zijn in werkelijkheid puntondersteuningen. Door de dikke buiten - wand (3,5 m) en de kleine hart-op-hart- afstand van de legankers (circa 1,8 m) zullen deze puntondersteuningen zich echter als lijnondersteuning gaan gedragen. In het re- kenmodel worden de puntondersteuningen van de legankers dan ook ingevoerd als line- air elastische lijnondersteuning. Uitval ankerscherm bij aanvaring? Bij het buitenhoofd bevindt het ankerscherm van de legankers aan de brugzijde zich achter een deel van de frontmuur. Bij aanvaring is het mogelijk dat het ankerscherm niet meer volledig functioneert. In het ontwerp is de conservatieve aanname gedaan dat het vol- ledige ankerscherm zijn functie verliest. Voor deze calamiteitssituatie is het rekenmodel aangepast. De legankers zijn aan de brugzijde verwijderd en de ULS-com - binatie is beschouwd als een calamiteitssitu- atie. De waterstanden zijn aangehouden behorende bij een overschrijdingskans van 1/10 jaar. Dit in tegenstelling tot de water- standen in de ULS-combinatie waarbij een overschrijdingskans van 1/4000 jaar wordt aangehouden. Boomse klei onder de sluishoofden Onder de onderwaterbetonvloer is bij het binnenhoofd een circa 14 m dikke laag Boomse klei aanwezig. Dit is afwijkend van de situatie bij het buitenhoofd, waar de laag Boomse klei afneemt in dikte van circa 14 m tot 0 m bij de aansluiting met de kolk. Tijdens het ontgraven van de bouwkuip zal de Boomse klei zwellen door de verlaging van de korrelspanningen. De korrelspanningen nemen gedurende de bouw van het sluis- hoofd weer toe, waardoor het sluishoofd mogelijk weer gaat zakken. Op basis van be- rekeningen met D-Settlement en Plaxis 2D, waarbij is gevarieerd met de grondparame- ters, is voor het binnenhoofd berekend dat de deurkassen in de gebruiksfase maximaal 110 mm zullen zetten. De verwachting is dat een deel van deze zetting al tijdens de bouw zal zijn opgetreden, waardoor de uiteindelijke zetting kleiner zal zijn. Raakvlak tussen bouwkuipwand en deurkaswand Tijdens de bouw van de bouwkuip zullen de bouwkuipwanden uitbuigen. Ter plaatse van het ankerniveau (NAP +0,00 m / NAP +0,5 m) kunnen de horizontale vervormingen theo- retisch gezien oplopen tot maximaal 280 mm bij het binnenhoofd en 210 mm bij het 10 10 Positie legankers buitenhoofd CEMENT 5 2023 ?27 buitenhoofd. De maximale vervorming in de buik van de diepwand is ordegrootte 290 mm. Om te voorkomen dat de bouwkuipwanden na het droogzetten van de bouwkuip binnen de constructieve doorsnede van de deurkas- sen vallen, zijn ze op voorhand 380 mm naar buiten geplaatst. Hierbij is rekening gehou- den met de uitbuiging, de plaatsings- en diktetoleranties van de diepwanden.Zoals eerder beschreven, is ervoor gekozen om de betonwanden los te houden van de diepwanden. Als de deurkas namelijk zou blijven hangen aan de diepwand, ont- staan er mogelijk verticaal trekkrachten in de wanden van de deurkas en ontstaat er ongewenste buiging in de vloer. Om de verticale wrijving tussen de diepwand en de betonwand te voorkomen, moest het materiaal tussen beide onderde- len voldoende weerstand bieden tegen de speciedruk tijdens het storten en daarnaast waterdicht zijn tijdens het storten, om te voorkomen dat de holle ruimten zich zou- den vullen met betonspecie/cementmelk. Bovendien moest de holle ruimte na het uitharden van de wanden voldoende zijn, om geen direct contact te krijgen tussen de gekromde diepwand en de definitieve deur- kaswand. Het toegepaste materiaal is Enkadrain CK20 met een dikte van 22 mm. De indruk- king in de bouwfase was ordegrootte 15 mm. Om achterloopsheid door de holle ruimte tussen de diepwanden en de betonwanden te voorkomen, zijn maatregelen getroffen door op een aantal locaties over de gehele hoogte van de wanden 'zwelprofielen' aan te brengen. Deze profielen zetten uit bij con- tact met water en zorgen er zo voor dat er geen water door de holle ruimte tussen de diepwand en de deurkaswand kan lopen. Doorkoppeling leganker De legankers zijn doorgekoppeld in de bui- tenwanden van de dubbele deurkas. Deze verankering moet de krachten kunnen weerstaan in de eindtoestand. Hierbij is een conservatieve aanname gedaan dat de diep- wand in de eindtoestand niet meer functio- neert; alle grond- en waterbelasting wordt 11 Uitval ankerscherm aan de brugzijde 11 28? CEMENT 5 20 23 in het model op de wand van de deurkas aangebracht. Door het loshouden van de deurkas van de diepwand, moet er rekening worden gehouden met een verticaal verplaat- singsverschil tussen beide. Om dit verplaat- singsverschil zonder afschuiven van de doorkoppeling te kunnen laten optreden, is de doorkoppeling in een omhullingskoker/ -buis aangebracht. De doorkoppeling bestaat uit een kop- pelanker dat aan de ene zijde met een kop- pelbus wordt gekoppeld aan het reeds aan- wezige leganker, en aan de andere zijde met een ankerplaat met conische moer wordt verbonden met de deurkaswand. Het koppelanker is uitgevoerd met aan een zijde een opgestuikte draad, die dikker is dan de schacht van het anker en is veran- kerd in de koppelbus. De andere zijde van het koppelanker is uitgevoerd met een 12 Detail doorkoppeling leganker in buitenwand 13 Bouw betonconstructies buitenhoofd, april 2021 (foto: Nieuwe Sluis Terneuzen) 12 13 CEMENT 5 2023 ?29 gesneden draad (iets minder capaciteit dan opgestuikte draad) in de schacht aan de zij- de van de ankerplaat met de conische moer. Doordat de kop van het anker bij de ankerplaat meezakt met de buitenwand on- dergaat het koppelanker een opgelegde ver- vorming (kromming). De combinatie van een relatief dunne wand, een hoge axiale ankerkracht en een relatief groot verticaal vervormingsverschil tussen buitenwand en diepwand, was een uitdaging voor het ont- werp van de doorkoppeling. De maximale lengte van de doorkoppeling ligt bij de geko- zen wanddikte vast en de axiale kracht zorgt voor een minimaal benodigde staaldoorsne- de. Een vergroting van de staaldoorsnede om het buigende moment ten gevolge van de opgelegde vervorming op te nemen, leidt weer tot een grotere buigstijfheid en een groter optredend moment. Tot slot Het ontwerpen en vervolgens bouwen van de verschillende onderdelen van de sluis- hoofden vraagt om een nauwe samenwer- king tussen de verschillende ontwerp- en uitvoeringsteams. Er zijn veel raakvlakken tussen de civiele en werktuigbouwkundige constructies die moeten worden afgestemd. Daarnaast speelt ook de maakbaarheid bij deze civiele constructies met forse afmetin- gen een belangrijke rol. Zo is er veel tijd geïnvesteerd in het maken van een uitvoer- baar ontwerp van de wapening. De afstem- ming in de ontwerpfase bleek bijzonder waardevol, het ontwerp is gerealiseerd zon- der noemenswaardige aanpassingen tijdens de uitvoering. In het volgende artikel zal het ontwerp van de brugkelders worden toege- licht. 14 14 Bouw deurkassen en brugkelder, februari 2022 (bron: Nieuwe Sluis Terneuzen) 30? CEMENT 5 20 23 Op zoek naar nieuwe medewerkers? Interesse? Neem contact op met Coen Smets via c.smets@aeneas\f.nl of via \f6-1\f \b\f 5\b 8\f. Voor onze partners is het plaatsen van een vacature gratis. \find je nieuwe colle\ba's in het ne\ttwerk van Cement en plaats je vacature in onze online vacaturebank. Pijlers Galgenveldbrug in geopolymeerbeton Aantonen gelijkwaardigheid van geopolymeerbeton en de toepasbaarheid van Eurocode 2 1 Pijler Galgenveldbrug in geopolymeerbeton (foto: Van Hattum en Blankevoort) 1 32? CEMENT 5 20 23 De Galgenveldbrug is een voet- gangersbrug gelegen over het Buiksloterkanaal in Amsterdam. Het verbindt de Buiksloterweg met de Tol- huistuin. De brug bestaat uit drie overspan- ningen van elk circa 13,4 m, resulterend in een totale overspanning van 40,2 m. Gedu- rende een constructieve inspectie op 15 ok- tober 2020 zijn ernstige constructieve scha- des geconstateerd aan de pijlers. De schades waren van dien aard dat betonherstel niet meer mogelijk was. Het brugdek is tijdelijk verwijderd en vervolgens is er voor de pijlers een nieuw ontwerp gemaakt door Nebest. Als prestatie-eisen aan het beton golden een druksterkte van C35/45 en milieuklassen XC4/XD3/XF4. In de tussentijd is er een proces opgestart om toepassing van geopo- lymeerbeton mogelijk te maken. Gemeente Amsterdam wil graag ver- duurzamen en heeft het gebruik van geopo- lymeerbeton in het bestek opgenomen om de CO 2-uitstoot van beton te verlagen. Van Hattum en Blankevoort heeft samen met Sqape de gelijkwaardigheid aangetoond en gepresenteerd aan de omgevingsdienst, die vervolgens een positief advies heeft uitge- bracht aan de vergunningverlenende in- stantie, de gemeente Amsterdam. Aan het einde van 2022 zijn de bestaande pijlers af- gebroken, opnieuw gewapend en gestort in geopolymeerbeton. Veiligheid op basis van gelijk- waardigheid Op grond van de gelijkwaardigheidsbepaling mag op een andere manier aan een voor- schrift uit het Bouwbesluit 2012 worden vol- daan dan is aangegeven [1]. Voorwaarde is dat de gekozen oplossing minstens dezelfde mate van veiligheid, bescherming van de gezondheid, bruikbaarheid en bescherming van het milieu biedt. In tabel 1 is kort vermeld hoe hier voor de Galgenveldbrug invulling aan is gegeven. Omdat over geopolymeerbeton (nog) niets is opgenomen in de regelgeving, moet op basis van deze gelijkwaardigheid worden aangetoond dat de constructieve integriteit van geopolymeerbeton vergelijkbaar is met traditioneel beton. Hiertoe moeten de pres- taties bekend zijn. Dit betreft mechanische eigenschappen en technische levensduur. Om hier invulling aan te geven kan de RTD 1034 Leidraad voor de beoordeling van nieuwe betonmengsels [2] van Rijkswaterstaat wor- den gebruikt. Hierin zijn, afhankelijk van de beoogde toepassing, de verschillende te onderzoeken eigenschappen benoemd met de bijbehorende testmethode. Wereldwijd is er al veel onderzoek gedaan naar de prestaties van geopolymeer- beton, maar resultaten kunnen niet zomaar worden overgenomen omdat de samen- FELIX LEENDERS Betonadviseur en Constructeur Van Hattum en Blankevoort auteur PROJECTGEGEVENS project Herstel pijlers Galgenveldbrug opdrachtgever Gemeente Amsterdam aannemer Van Hattum en Blankevoortleverancier geopolymeerbeton Jansen Beton Amsterdam bindmiddelleverancier Sqape (type RAMAC) Geopolymeerbeton staat de laatste tijd flink in de belangstelling. Het aantal constructief dragende en gewapende elementen in de infrastructuur uitgevoerd in geopolymeerbeton, is in Nederland echter op ongeveer één hand te tellen. Dit heeft waarschijnlijk te maken met onder meer prijs, onbekendheid, onderbouwing mechanische eigenschappen en het garanderen van de technische levensduur. In dit artikel wordt beschreven hoe dit proces is doorlopen