C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 3 41De brugdekken die in dit artikelworden besproken zijn gebouwdover de E19 in de J. Lysenstraat teMeer en de Bethovenstraat inBrecht. Het beheer van dezebruggen valt onder de verant-woordelijkheid van het VlaamseGewest. Het principe van deondervanging was dusdanig datde werken op geen enkele manierschade konden veroorzaken aande ondersteunde constructie. Deondervangingsconstructie rustdaarom op boorpalen ? 1500 mmof op een equivalente groep vanvier secanspalen. Van deze palenzijn de zettingen beperkt en zijkunnen een accidentele stootbe-lasting van kranen of werfverkeerweerstaan. De plaats van de palenwerd dusdanig bepaald dat hettheoretisch onmogelijk is dat bijhet afbreken het neervallendelandhoofd de ondervangingscon-structie raakt.O p b o u w o n d e r s t e u n i n g s -c o n s t r u c t i eDe twee kolommen van het on-dersteuningsportaal zijn elk ge-fundeerd op vier secanspalen? 600 mm, over de volle lengtegewapend met vijf staven ? 32mm. De afstand tussen de mid-delpunten van de drie buitenstepalen tot de centrale paal is 570mm, zodat tijdens het boren decentrale paal wordt ingesneden inde drie buitenste palen. Op dezemanier ontstaat ??n massieve ver-ticale kolom. Na het afhakken vande palen tot het gewenste peilwordt een paalkop van gewapendbeton aangebracht (foto 2).Bovenop de beide paalgroepenwordt een samengestelde stalenligger aangebracht met een lengtevan 22 m en een massa van 26,5ton, om een juk te vormen waaropOndervanging van hyperstatische bruggen over de hsl en de E19Bruggen tijdelijk opstevige steltenir. W. Raemdonck en ir. B. De Pauw, NV TUC RAIL, Brusseling. W. Coppens, NV Franki Construct, Antwerpen (Wilrijk)Het Belgische trac? van de hsl Antwerpen-Amsterdam is strak gebundeld metde autosnelweg E19 Antwerpen-Breda, waardoor 21 kruisende bruggen ver-bouwd moeten worden. Afhankelijk van de ligging van het spoor ten opzichtevan de landhoofden kunnen de bestaande kunstwerken in meer of minderemate behouden blijven: volledig behoud van het kunstwerk (fig. 1a), vervan-gen hoog landhoofd door kokerlandhoofd bij hyperstatische (statisch onbe-paalde) bruggen (fig. 1b) of afbraak van het landhoofd en van de isostatische(statisch bepaalde) eindoverspanning (fig. 1c). Deze werken zijn momenteelin uitvoering. In dit artikel wordt nader ingegaan op het verbouwen van dehyperstatische brugdekken met afbraak van het hoge landhoofd.1 | Verschillende werk-zaamhedena bouwen achter hogelandhoofdenb vervangen eindsteun-punt hyperstatische(statisch onbepaalde)bruggenc vervangen eindover-spanning isostatische(statisch bepaalde)bruggen2 | Ondervangings-constructie J. Lysenstraat2% 2%abcC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 342de bovenbouw van de bestaandebrug tijdelijk komt te rusten. Deafstand tussen de assen van dekolommen is 19 m, ongeveer 3 mbreder dan de brug. De liggerbestaat uit twee naast elkaargelegen I-profielen van 1000 mmhoogen500mmbreed,aanelkaarverbonden met draadstangen enstalen platen ter hoogte van deassen van de brugliggers. De lijf-plaat van de liggers is 20 mm dik,deflenzen40mm.Tijdensdecon-structie in de werkplaats zijn deliggers gekeurd door de keurings-dienst van TUC RAIL. Materialenen lassen werden afhankelijk vanhetdetailgecontroleerdmetultra-soongeluid, r?ntgenfoto's, pene-trerende vloeistoffen en magneti-sche onderzoeken.De balken waren dusdanig gedi-mensioneerd dat deze onder devijzeldrukken maximaal 50 mmzouden doorbuigen. De re?leopgemeten doorbuiging bedroeg37 mm ( L / 550). De lokale rota-ties van de steunbalk werdenopgevangen door neopreenopleg-gingen tussen vijzels en liggers.Voor het ter plaatse brengen vande balk was een tijdelijke werfwegaangelegd. De ligger werd meteen uitschuifbare oplegger aan-gevoerd tot onder de brug. Mettwee 70 tons hijskranen werd debalk aan elk uiteinde opgetild enop de paalkoppen op een neo-preenoplegging geplaatst (foto 3).V o o r b e r e i d e n d e w e r k e nOmdat bij de brug van de J. Lysen-straat het landhoofd met de vasteoplegging (Freyssinetscharnier)werd afgebroken, moest het brug-dek worden vastgezet om hori-zontale verplaatsingen te voorko-men. Op het landhoofd met glij-oplegging werden daartoe onderde brug stalen consoles verankerd(foto 4) en werden op de brugbeide delen van de brugdekvoeg(type Maurer) aan elkaar gelast.Deze vastzetting weerstaat hori-zontale krachten tot 100 ton.Om het brugdek volledig loste maken van het landhoofdmoesten de Freyssinetscharnie-ren worden afgebroken. Voorafwerd gezorgd voor een tijdelijkeondersteuning van het brugdekdoor het ondergieten van de brug-liggers met krimpvrije mortel.Vervolgens werden ? wegens debeperkte ruimte tussen land-hoofd en brugdek ? de zes beton-nensokkelsverwijderddoorkern-boringen ? 80 mm.V i j z e l o p e r a t i eOnder elke brugligger werd eenhydraulische 150 tons vijzel ge-plaatst. Voor het gelijktijdig vijze-len van de zes liggers van hetbrugdek werden de zes vijzelsparallel verbonden met ??n cen-trale drukgroep (foto 5). Tussenelke ligger en het landhoofd werdeen meetklokje geplaatst met eennauwkeurigheid van 0,1 mm. Hetvijzelen verliep tot 200 kN instappen van 50 kN, erboven instappen van 25 kN. Na elke stapwerden de druk en de eventueleverplaatsing van het brugdekgecontroleerd en werden de borg-moerenaangedraaid.Elkrisicoop3 | Plaatsen stalen liggers4 | Blokkeren glijopleggingter hoogte van eind-dwarsdrager met conso-le, verankerd in hooglandhoofd5 | VijzelinstallatieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 3 43beschadiging van de brug bij hetfalen van ??n van de vijzels werdop deze manier vermeden.Figuur 6 toont de verschillendevijzelstappen voor de afzonder-lijke vijzels. De verplaatsingenbleven minimaal tijdens de over-dracht van de reacties naar deondervangingsconstructie. Vanafongeveer 250 kN werd de vijzel-operatie verplaatsingsgevoelig enwerd het vijzelen tijdelijk stopge-zet. Vervolgens werd de drukvoorzichtig opgevoerd met 50 kN,waardoor de langsliggers werdenopgetild. In de laatste vijzelstapwerd er aanvullend gecorrigeerd,zodat de liggers gemiddeld 5 mmwaren opgevijzeld om rekening tehouden met verwachte zettingen.Uit berekeningen bleek deze ver-plaatsing aanvaardbaar voor delangsliggers [1]. Om de dwarsbal-ken van het brugdek niet te over-belasten, werden de onderlingeverschillen in verplaatsing beperkttot2mmenwerdmaximaal25kNdrukverschil toegelaten. Na hetvijzelen werden de vijzels mecha-nisch geblokkeerd.V i j z e l r e a c t i e sAlvorensdevijzeloperatiekonaan-vangen, dienden de oplegreactiesen de bijkomende reacties tengevolge van het opvijzelen teworden bepaald. De brugdekkenbestaan uit ??n middenoverspan-ning van 50,2 m en twee zijover-spanningen van 27 m. De liggerswaren tijdens de bouw in situnagespannen met acht kabels vantwaalf 1/2"-strengen. Teneinde dereacties te begroten, werd de voor-spanning P gemodelleerd als eenstelsel uitwendig aangrijpendekrachten. Uit deze berekeningenen evaluatie van de meetresulta-ten is gebleken dat de eindrotatievan de kabels ter hoogte van hunverankering en de daaruit voort-vloeiende verticale componenteen grote invloed heeft op deoplegreactie. Van belang is ook deafstand van de ondervangings-constructie tot de oorspronkelijkeopleggingen, in dit geval 3,5 m.De uiteindelijke reactie werd be-groot op 220 kN per vijzel. Terplaatse werden voor de twee brug-gen respectievelijk 246 kN en 227kN gemeten. Deze afwijking iszekeraanvaardbaar,geziendeveleonzekerheden bij het begrotenvan het effect van de voorspan-ning: voorspanverliezen, exactkabeltrac?, toegepaste voorspan-kracht enz.A f b r a a k l a n d h o o f dHet hoge landhoofd (circa 90 ton)was gefundeerd op veertien fun-deringspalen (fig. 7). Uit bereke-ningen bleek dat voor de stabili-teit van het onbelaste landhoofdvierpalenvoldoendewaren.Daar-om werd de grond rond en onderhet landhoofd verwijderd en wer-den negen palen (1 t.m. 9) gedeel-telijk verbrijzeld met een hydrau-lischebetonschaar.Hetlandhoofdstond dan nog stabiel op vijfpalen, drie aan de zijde van hetbrugdek(11,12en14)entweeaande achterzijde (10 en 13). De drieschoorpalen aan de zijde van hetbrugdek zorgden ervoor dat hetlandhoofd naar achter zou vallenen een boog zou beschrijvenzonder het brugdek te raken. Mettwee hydraulische betonscharenwerden tegelijkertijd de twee ach-terste palen (10 en 13) ingekne-pen tot het landhoofd begon tevallen en perfect de vooraf bere-kende boog beschreef (foto 8). Opde grond werd het verder verbrij-zeld met hydraulische rotsbre-kers.M o n i t o r i n gTeneinde het gedrag van de con-structie nauwkeurig te monitorenen eventueel de ondervanging bijte sturen, werden de nodige meet-punten aangebracht. Meetpuntenop de balk, paalkoppen, pijlers ende zes liggers lieten een nauw-keurigheidtoevan0,1mm;water-passing van topografische nagelsbovenop het brugdek gebeurde04vijzel1vijzel2vijzel3vijzel4vijzel5vijzel6optilling [mm]300 kN +300 kN275 kN250 kN225 kN200 kN1481211 3brugwerf11042 76591319000 19000 19000 19000 19000 19000 19000 1900011000120006 | Optilling (mm) voor deverschillende stappenvan de afzonderlijkevijzels7 | Schema af te brekenhoog landhoofd8 | Neervallen hoog land-hoofdC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 344met een nauwkeurigheid van 0,01mm.Figuur 9 vat enkele resultaten sa-men: de gemiddelde zetting vande zes balken voor beide bruggenen de zetting van de twee paal-koppen voor de J. Lysenstraat. Bijdeze laatste blijkt duidelijk eenzetting van 10 mm over een perio-de van twee maanden, waaropwerd besloten de brug opnieuwop niveau te brengen. In minderemate traden ook zettingen op bijde Bethovenstraat. Deze warenechter minder omvangrijk en sta-biliseerden na drie maanden. Dehoofdoorzaken zijn vermoedelijkgrondwaterverlagingen en ver-minderde mantelwrijving van depalen ten gevolge van de uitgra-ving van bouwputten. Geen enke-le zetting werd vastgesteld in deop palen gefundeerde pijlers.A f v i j z e l e n b r u gOnder (J. Lysenstraat) of naast debestaande brug (Bethovenstraat)werdeenkokerbruggebouwdvoorde sporen van de hsl. E?n wandvan deze koker doet dienst alsnieuw landhoofd voor de bestaan-de bruggen. Ter hoogte van hetnieuwe landhoofd werden aan deonderzijde van de bestaande lig-gers met chemische verankeringvan ankerbouten nieuwe opleg-toestellen bevestigd: vaste opleg-gingen (Lysenstraat) of glijopleg-gingen (Bethovenstraat). Onderelke oplegging werden platte vij-zels geplaatst (Freyssinet); dezewerden onder druk gebracht tot-dateenbeginvanverplaatsingvande liggers optrad. Dit liet vervol-gens toe de grote vijzels op hetondersteuningsportaal af te latenen de platte vijzels te vervangendoor stalen wiggen. Tot aan deonderplaat van het oplegtoestelwerden deze wiggen dan inge-stort in een sokkel van krimparmbeton. De brug steunt nu defini-tief op het nieuwe landhoofd (foto10).L i t e r a t u u r1. De Pauw, B. en Van Bogaert,Ph., Substructure transfor-mations of continuous mul-tiple girder bridges. Proc 6thInternational conference onShort and Medium SpanBridges. Vancouver, July2002. sProjectgegevensopdrachtgever:NMBSdirectie en ontwerp:NV TUC RAILaannemer:NV Franki Constructconstructeur ligger onder-vangingsconstructie:NV Iemants-10,0-8,0-6,0-4,0-2,00,02,04,06,08,0juli aug sep okt novdatumverticaleverplaatsing(mm)balken - Bethovenstraat balken - Lysenstraatpaalkop 1-Lysenstraat paalkop 2 -Lysenstraat9 | Zettingsgedrag onder-vangingsconstructie10 | Afgewerkte brug