Bijzondere constructies invoorgespannen betonEen keuze uit de, tijdens het Zesde FIP-Congres te Praag, gepresenteerde'outstanding structures'De constructie is tevens minder gevoeligvoor zettingen, terwijl vormveranderingenals gevolg van temperatuurverschillen,krimp en kruip, enerzljds door het genoem-de betonscharnier, anderzijds door de be-trekkelljke bewegingsvr?heid van de paal-fundering kunnen worden opgevangen.Daardoor blijven de inwendige krachten be-trekkelijk klein. In esthetisch opzicht werdhet ontbreken van ornvanqrljke Iandhoofdenals een belanprijk winstpunt beschouwd.Op het congres van Praag werd de con-structie geprezen wegens zijn weldoordach-te en functionele opzet.L.He -1O.0mL=73m1Schematische voorstelling van debrugconstructiemoqelljk om het veldmoment ten gevolgevan het eigen gewicht de gewenste groottete geven.Het voordeel van de beschreven construc-tie is onder meer de monoliete uitvoering,waardoor elk brugdeel volledig meewerkt.2Halve langsdoorsnedeh=3.0m 2e= 6.3 mDe Koulukatubrug in Turku (Finland)In Turku (Finland) moest een brug gebouwdworden op een der fraaiste plaatsen in hetcentrum van deze oude cultuurstad. Daar-om stelde men hoge eisen aan de vormge-ving. De gegevens ten aanzien van de hoofd-afmetingen waren: overspanning 72,20 m,breedte 20 m en doorvaarthoogte in hetmidden van de constructie 4 m. De con-structiehoogte in het midden moest zo ge-ring mogelijk Z?n.De gestelde eisen leidden tot een mono-litische portaalconstructte, waarvan de bo-venste regel gevormd wordt door twee ko-kerliggers. Ten einde een betere lastverde-ling, alsmede een grotere weerstand tegenstootbelasting te verkrijqen, z?n beide lig-gers door middel vaneen vakwerk terplaatse. va," de onderkant met elkaar ver-bonden.In de principeschets (fig. 1) is 2 een beton-scharnier die zich ter plaatse van de onder-kant brugpijler bevindt. Dit scharnier werdnodig geoordeeld vanwege de moqelljk-heid van vormverandering ter plaatse van3? en 4.De horizontaal gerichte elastische bewe-ging in de steunpunten veroorzaakt een toe-name van het veldmoment, als gevolg vanverkeersbelastlnq, wanneer men hetgeko-zen systeem vergelijkt met volledig inge-klemde liggers. Anderzijds echter is hetiII[....,i::1I ONI 11I 111iII iIIICement XXII (1970) nr. 8 33811' 's uare v rbeams120; het gebruikte staal had een breuk-sterkte van 217 tf. Elk van de vier balkenwaaruit de onhangconstructie is opqe-bouwd, werd voorgespannen met 20 kabelsbestaande uit 12 strengen 012,2 mmo Teneinde tijdens de uitvoering de kern nietasymmetrisch te belasten werden de 12,54muitkragende consoles gelijktijdig aanweerszijden van de kern uitgevoerd.Om een betere belastingoverdracht te ver-krijgen zijn de voorspankabels buiten dekrachtlijn van de hangers verankerd. Op deplaats waarde uitkragende consoles elkaarontmoeten, dient een kracht van 15600 kgfop de kernwanden te worden overgebracht.De voorspanning werd in fasen aanqe-bracht, al naar gelang de stand van de4Perspectivische schets van de uitvoerings-methodeStanderd Bank Centre in JohannesburgHet Standard Bank Centre in Johannesburgis een kantoorgebouw dat 140 m boven hetmaaiveld uitrijst. Over dit gebouw werd ookin Praag gerapporteerd, waarbij speciaal hetaccent kwam te liggen op de wijze waaropde verdiepingsvloeren waren opgehangen.Het bouwwerk bezit 35 verdiepingen; hier-van zijn er 27 als kantoorruimte ingericht,die om de centrale kern gegroepeerd zijn.Deze met behulp van een glijdende bekis-ting opgetrokken kern draagt de geheleconstructie en bezit een vierkante platte-grond met zijden van 14,19 m, waarbinnenvier kleinere schachten voorkomen met zij-den van 5,64 m, onderling verbonden doormiddel van vloeren en balken. De wand-dikte varieert van 61 cm ter hoogte van defundering tot 19 cm aan de bovenzijde. Terhoogte van elke tiende verdieping wordteen zware ophangconstructie ter plaatsegestort en voorgespannen. De voorspan-wapening hiervoor werd op de beganegrond geprefabriceerd en omhoog gehesen.De bekisting werd ontworpen op een wijzedie ook in de bruggenbouw dikwijls toege-past wordt, namelijk als een sectie waarmeemen in meerdere fasen betonneert. Het toe-gepaste voorspansysteem betrof Leoba AK3Standerd Bank Centre, Johannesburg5Plattegrond van een verdiepingsvloeri .f100runits(46 Square cor-e)Cement XXII (1970) nr. 8 339Hangerjointdbcafriction beoringHanger ?cableanchoragesBe-b-e-da Bevestiging tiende verdiepingsvloerb Speciale voorziening t.p.v. bevestigingnegende verdiepingsvloer aan ophang-constructiec Bevestiging normale vloerend Bevestiging onderste vloer6Detail kroonbalkkop met verankering hang-. kabelskokers, opgebouwd uit elementen van 3,5m lengte. De kokerelementen worden doormiddel van voorspanning verenigd en zijnaan elke verdiepingsvloer verankera. Omongewenst contact tussen gevelbalken enhanger te vermijden werden de laatste ge-heel buiten het vloersysteem aangebracht.Binnen de betonnen kokers komen 11 ka-bels van 12 draden 0 12,2 mm voor.De bewegingen in de constructie ten ge-volge van voorspanning en temperatuurver-andering zijn betrekkelijk klein. De verticaleverplaatsing en roterende bewegingen vande uitkragende kroonbalken werden zorg-vuldig gecontroleerd door in fasen voor tespannen, zodat de verticale belasting ende voorspanning steeds met elkaar in even-wicht zouden zijn. Temperatuurveranderin-gen in de hangers zullen enige invloed heb-ben op de verdiepingsvloeren, maar despanningen die als gevolg daarvan in hetframe optreden, zijn niet erg groot.Van meer belang is de horizontale verplaat-sing in de kroonbalken die ongeveer4,3 mmbedraagt als gevolg van voorspanning enverticale belasting en 3 mm als gevolg vantemperatuurveranderingen. Een eenvoudigemaatregel om de spanningen te verlagen,werd verkregen door de hangers over eenbepaalde lengte vrij van de constructie tehouden, om zodoende de stijfheid te redu-ceren. Het bleek voldoende te zijn om elkenegende en tiende verdiepingsvloer van dehoofdhanger los te maken. Voor de tiendeverdieping werd voorzien in een extra han-ger (fig. 8a), terwijl de negende verdie-pingsvloer gedragen wordt op de hoek vande hanger door middel van een opleggingvan geringe wrijving, bestaande uit eensandwich-constructie van staal en neo-preen. Op deze wijze bleven de parasitairespanningen binnen een aanvaardbare orde.7Ophangconstructie van de vloerenwerkzaamheden ten aanzien van de op tehangen vloerconstructles. De dertig ver-dleplnqsvloeren zijn samengesteld uit eenserie van 36 geprefabriceerde T-platen vanlichtbeton, die elk een oppervlakte vormenvan 9,75 X 3,12 m. Zij worden aan de bin-nenzijde ondersteund in de schacht en aande buitenzijde opgevangen in een zwaregevelbalk Op de genoemde wijze werdenvloervlakken van 34;29 m2verkregen, metsparingen ter plaatse van de hoeken vanhet gebouw van 4,72 m2? De geprefabri-ceerdegeveibalken zijn 24,84 m lang en1,52 m hoog:Voor de montage van de vloerelementenwerd gebruik gemaakt van een op de toren-schacht opgestelde dubbelarmige kraanwaarmee elementen met een gewicht van71 ton omhoog gehesen konden worden,waarna het gewicht tijdelijk werd overge-nomen door kabels vanaf de tevoren vol-tooide vloer. Als laatste werden de gevel-balken gemonteerd met daaraan bevestigdde hangkabels. Ofschoon het afvoeren vande belastingen van vloer naar kern de pri-maire functie is van de hangkabels, zullenzij ook aan tal van secundaire spanningenworden onderworpen.Gezien de betrekkelijk geringe ervaring diemet opgehangen vloerconstructies is opge-daan,alsook doordat de buitenzijde van degevel niet bekleed werd, is er bij het ont-werp van de hangers van uitgegaan dat deoptredende spanningen steeds in het elas-tische stadium behoren te liggen.Elk van de 24 hangers wordt ingepakt ingeprefabriceerde rechthoekige betonnen\ r.'I I/I0 0 00 0 00 0 00 00 0 0'I- o 00 01000 0 00 0 0o 0 0Cement XXII (1970) nr. 8 340I980SUBWAY! 205. II :__ ___plaatse van de aansluiting van de pijlersaan de bovenbouw. Aan de hand van eenmodel van plexiglas (schaal 1: 100) konfoto-elastisch de spanningsconcentratie terplaatse van de hoek van de kokerliggerworden nagegaan. Deze bedroeg ca. 130kqf/cm",Voor de statische berekening, volgens demethode van de Rus Vlasov, heeft men debovenbouw als een vormvaste koker be-schouwd. Aangezien echter dwarsschottenontbreken (immers de metro maakt van hetinwendige gebruik) werd naderhand eencorrigerende berekening naar de vervor-mingen uitgevoerd. Daartoe heeft weder-om een modelonderzoek plaatsgehad (mo-del schaal 1: 50), waarbij ca. 1200 rek-strookjes werden aangebracht. De proefvond plaats in een geconditioneerde ruimtemet een temperatuur van 24?C en 65%relatieve vochtigheid. Het onderzoek van ditmodel heeft onder meer de aanwezigheidvan schuine trekspanningen aangetoond inde boven plaat. Vanwege het verschil in deco?ffici?nt van Poisson tussen PV.C. enbeton, heeft men de behoefte gevoeld hetverloop van de spanningen nog eens na tegaan aan de hand van een model van voor-lOa-b-cEnkele siedie tijdens de u?tvoer?ng; uitvee-ring op tijdelijk ste?gerwerk (boven), ste?ger-100$ unoouwen (midden), de verbindingen inhet brugdek tussen de pijlers /-2 en 3-4 wor-den in een later stadium aangebracht3520JJIJII J1 J9802100267026001 JJ II J J? J,i l I__ J __.JIi197,02.. ... 2650 t9Dwarsdoorsnede bovenbouw6I 'I JI I, ,L11500120B 330120186,00_6825u otI1I__l l e-bLangs- en dwarsdoorsnede brug t.p.v. pijlerDe brug bezit een totale lengte van 485 rn,te verdelen in twee eindoverspanningen vanca. 68 men drie middenoverspanningenvan 115 m. De pijlers zijn dubbelwandig uit-gevoerd en stijf met de bovenbouw verbon-den, terwijl zij aan de onderzijde elastischin de bodem zijn ingeklemd. De bovenbouw-constructie vormt door de twee rijdekkeneen bijzonder stijf geheel. De breedte vande koker inclusief de consoles aan weers-zijden, bedraagt 26 m. De onderplaat isca. 12 m breed, de hoogte bedraagt 6,55 m.In het ontwerp-stadium zijn verschillendemodelproeven uitgevoerd; allereerst om despanningen na te gaan die optreden terDubbeldeksbrug in PraagDe plannen voor een brug over het NusIe-dal dateren reeds van het begin van dezeeeuw. Het eerste voorstel in 1903 betrofeen stalen brug met een grootste over-spanning van 100 m. In het jaar 1920 werdeen prijsvraag uitgeschreven, waaruit tweewinnaars voortkwamen: een stalen boog-brug met een overspanning van 280 m eneen betonnen brug van 140 m overspan-ning. In 1933 en in 1938 volgden nog enigeontwerpen. Om kort te gaan, in 1962 werdeen ontwerp ingediend door het ontwerp-bureau van de stad Praag. Dit ontwerpwerd in uitvoering genomen en voltooid in1967.De brug bezit twee rijniveaus, waarvan hetbovenste bestemd is voor het normale ver-?keer, terwijl het tweede rijniveau binnen dekokervormige bovenbouw een dubbelespoorbaan van het metrotraject omvat(sinds enkele jaren werkt men in Praag aaneen ondergrondse spoorwegverbinding).Cement XXII (1970) nr. 8 341+0.20.40.6- 0.81.01.21.41.6gespannen beton. Aan dit model, schaal1 : 10, heeft men verder onder meer ge-verifieerd de invloed van de verticale voor-spanning in de opgaande wanden tijdens hetelastische- en hetbreukstadium, de vei-ligheid van de constructie ten gevolge vanscheurvorming en breuk, de laatste zowelvan het beton als van de wapening. Devoorspanning werd verkregen met behulpvan gepatenteerd draad van 07 mmo Opgrond van deze proeven werd een scheur-veiligheid van 1,15 vastgesteld. De span-ningen en vervormingen bleken goed metde berekening overeen te komen, terwijlbreuk optrad door het uitdrukken van wig-vormige stukken uit de verticale wanden.In het breukstadium bedroeg de staalspan-ning in de kabels 140 kqf/mm", Nadat dewanden bezweken waren, bezweek ook debodemplaat door afschuiving.12a-bNormaal- en schuifspanningen t.p.v. de aan-sluiting van de koker aan de pijler (schaal-model I : 100)S/DEK 13413a-bInleidende scheurvorming in kokerwand enbrugdek tot bezw?ken (schaalmodel I : 10)14Bezw?ken van de kokerwand op het mo-ment van breuk (schaalmodel I : 10)De bouwtijd bedroeg ca. 4 jaar. De pijlerswerden opgetrokken met behulp van eenklimbekisting. De koker is in langs-, dwars-en verticale richting voorgespannen met ka-bels van 24 en 12 draden 0 7 mm, systeemFreyssinet. De totale beginvoorspanningbedroeg 30 000 tf, de werkvoorspanning25000 tf. De beide eindvelden werden opeen steigerwerk gebouwd en vanuit de pij-lers naar het midden toe eveneens ter plaat-se gebetonneerd, maar dan met behulp vansteigerloze uitbouw. De mlddenoverspan-ning, alsmede de beide helften van de aan-grenzende overspanningen, werden steiger-loos uitgevoerd met behulp van geprefa-briceerde moten van 2 tot 3? m lengte(maximaal 20 ton gewicht). Eerst werd debrug in het middenveld continu gemaakt.De aansluitingen in de twee overspannln-gen ernaast volgden bij een uitgezochtetemperatuur, ten einde de invloed van dekrimp te compenseren.Het verschuiven van brugconstructiesTijdens het FIP-congres werd ook gewaggemaakt van een ontwikkelde bouwmetho-de voor bruggen en viaducten, waarbij terplaatse van de :overspanningen geen stei-germateriaal behoeft te worden ingezet. Hetbrugdek wordt nabij de landhoofden gepre-fabriceerd en daarna verschoven naar zijndefinitieve plaats. Voor het verschuivenmaakt men gebruik van op trek werkendehydraulische vijzels, waarbij beweeglijkeopleggingen met geringe wrijving wordentoegepast. Dit laatste wordt gerealiseerdmet behulp van teflon op roestvrij staal. Metdeze bouwmethode werd met name inFrankrijk en Duitsland ervaring opgedaan.Het verschuiven van brugelementen is nietnieuw. Dit werd reeds een aantal jaren ge-leden toegepast bij de Agerbrug in Duits-land (1963) en de Coronibrug (1965). In heteerste geval bestond de prefabricage uit8,50 m lange brugelementen (180 ton zwaar)die over een glijbaan, gemonteerd op eenhulpligger, naar de uiteindelijke plaats ver-schoven werden en daar verbonden met devoorgaande en volgende moot door middelvan 50 cm brede dwarsverstijvingen. Alsmotivering voor deze produktiewijzegeldtl:iesparing aan personeel. Het maken vande dwarsverstijving was echter arbeids-Cement XXII (1970) nr. 8 34215Verschuiven bij het Duitse viaduct over hetTaubertal, in combinatie met hulpP?lersfertigung des RestquerschnittesVerschiebelagerjSt?tzeVerschieberichtung16a-bProcedure van het verschuiven bi] de Fransebrug van Champigny-sur-Yonne (bouwen intwee volledige helften en verschuiven in ??nfase)35 0035 0034.40 3500 3500 lI I 16105' .. .. ! .... 2' J. , ,I- , , . - PIlE APPUI PROVISOIRE 2 lONGRINES: . . - - -intensief, Daarom heeft men bU de Coroni-brug het gehele brugdek ter plaatse vande opritten gemaakt en daarna in ??n faseverschoven, Hlerbi] werd echter als nadeelondervonden dat men dient te beschikkenover een schuifbaan ter lengte van hetbrugdek. In Frankrijk heeft men deze me-thode ook toegepast bU de bouw van dekleinere bruggen Champigny-sur-Yonne enBr?stlley-sur-L'Oqnon. De eerste brug be-zit drie overspanningen van resp. 35 m,70 m en 35 m. HU werd voor de helft terplaatse van beide opritten vervaardigd endaarna in ??n fase naar het midden gescho-ven. HierbU waren geen hulppljlers nodig.Wel moest gedurende het glUden het eindevan het brugdek met ballast worden ver-zwaard. SU de brug Br?sllley-sur-L'Oqnonwerden op overeenkomstige wUze drie over-spanningen gemaakt van resp. 26,23 m,28,74 m en 26,23 m.SU de beschreven Franse bruggen van ge-ringe lengte was het prefabriceren ter plaat-se van beide opritten economisch gezieneen juiste keuze. SU grote lengten, zoalsbUhet viaduct in Poitiers over de Bolvre(lengte 286 m) heeft men het gehele brug-dek op ??n oever vervaardigd. In het onder-havige geval werd het bouwen van demoten en het verschuiven afgewisseld, ditter besparing van materieel aan bekistingen glUbaan. De mootlengte bedroeg hierbij15 m. Natuurlijk waren de elementen vaneen voorlopige gecentreerde voorspan-ning voorzien. Vanwege deoverspannings-lengten van 43,00 m heeft men het voorstegedeelte van het brugdek over een lengtevan ca. twee maal de overspanning van eenafspanmast voorzien, om zodoende deovergangsmomenten te verminderen. Despanning in de afspankabels werd geduren-de het verschuiven voortdurend gecontro-leerd met behulp van in de mast aange-brachte dynamometers. Aanpassing van despanning was elk moment te realiserendoordat in de aanzet van de afspan masttevens hydraulische vijzels van 350 tf wa-ren ingebouwd.Bij het in uitvoering zijnde Duitse viaductover het Taubertal (in de autobaan W?rz-burg - Hellbronn) ter lengte van 660 m enmet overspanningen van 54,40 m en 60 mheeft men in tegenstelling tot de Fransewerkwijze gewerkt met hulppljlers, Omdatover de lengte van het viaduct de breedte17Uitvoering viaduct over het dal van de Bo/vre;langsdoorsnede over de bouwplaatsCement XXII (1970) nr. 8 34318a-b-cVerschuiven in combinatie met afspanning,ter vermijding van hulppijlersAl A2 A3 A4 A5 Pl83 C2Al A2 A3 A4 A5 PlP2P2P3P3P4P4P5PSP6P6Pl.PlPSPSA 66 C5 65 C4 64 C3 63Ketelbrug geopendverandert, was men hier gedwongen omvanuit beide opritten te prefabriceren. Dehier toegepaste mootlengte bedroeg 14 m.De gecentreerde voorspanning tijdens hetverschuiven was vrij hoog (100 tf). Als na-deel onderkende men in Duitsland dat debetonomhulling van het voorspanstaal ookniet voorgespannen is, zodat men opscheurvorming dient te rekenen. Door ech-ter speciale constructieve rnaatregelen tenemen, alsmede een zorgvuldige controlegelegen kokervormige liggers die elk 3 mhoog zijn. De constructie geschiedde vol-gens de vrije-uitkragingsmethode. De ge-prefabriceerde moten hadden een lengtevan 2,50 m en een gewicht van 60 tot 80ton. In de brug zijn 2 naast elkaar gelegente voeren, mag men aannemen dat dezescheurtjes ver onder het toelaatbare blijven.In het algemeen kan worden gesteld datdeze wijze van bruggenbouw zeer econo-misch is, vanwege de besparing aan bekis-ting, steigermateriaal en arbeidskosten, on-danks het feit dat men meer voorspanstaalverwerkt. Een voorwaarde voor de toepas-sing is echter dat het brugdek recht is, of-wel een regelmatige kromming heeft.M.G.P.Nelissenbasculebruggen opgenomen met een door-vaartbreedte van 18 m, de overspanning is23,60 m.De Ketelbrug bezit negen overspanningen,daarvan bezitten er zeven een lengte van80 m en twee een lengte van 65 m.De 770 m lange brug over het Ketelmeeris onlangs voor het verkeer opengesteld.Deze schakel in de verbinding tussen noord-en midden Nederland, zal deel uitmakenvan de toekomstige rijksweg 6, de auto-snelweg Haarlem-Groningen, via de Flevo-polders. De brug bezit een breedte van32,50 m; in gebruik zijn thans 2 x 2 rijstro-ken voor snelverkeer en een parallelwegvoor langzaam verkeer.De bovenbouw bestaat uit twee naast elkaarfoto: ANP-foto, AmsterdamCement XXII (1970) nr. 8 344