\037 \037\036\035\037\036\037\037 \037 \f\013 \037\036 \037\036\035\036\034\033\032\031\032\030\027 \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 \036\035\021\004\025\031\022\020\005\037\037\036\035\034\033\032\037\031\030\027\026\031\034\030\034\031\027 \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 \037\027 \003 partners CEMENT 6 2022 ?1 2? CEMENT 6 20 22 38 Behoud hist orische binnen- st ad met Koningsgracht D eel 3 van de serie over het I nnovatiepartnerschap Kademuren. 50 In vloed brand op bezwijken koppelwapening O nderzoek naar de temperatuur- ontwikk eling t.p.v. koppelwapening in br eedplaatvloeren bij brand. 68 In vloedsfactoren scheur- vorming Studie naar de invloed van ve r- schille nde parameters op de be rekening van de scheurwijdte. Artikelen 6 UMC met menselijk e maat M et de bouw van het hoofdgebouw is de ingrijpe nde transformatie van de campus van het R adboudumc in Nijmege n bijna afgerond. 18 Her gebruik prefab T -liggers (1) Haalbaarheidsonde rzoek en uitgangspunt en van het SBIR -consortium Liggers2.0. 30 Int erview met Erik Klein Ee n overstap van een ingenieurs- bur eau naar het onderwijs, het is zeldzaam. Erik Klein waagde de stap . 618 Foto voorpagina:?Luifel van glasvezelversterkt beton aan het TGV-station in Nantes, foto: Thomas Pasquier 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 (hoofdredac- teur), ir. Paul Lagendijk, ir. Marloes van Loenhout, 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, ing. Jan van der Windt, 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 abonnementen@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 2022  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 6 2022 ?3 In het constructeursvak worden we vaak voor een keuze gesteld: kunnen we een bestaand ge- bouw- of kunstwerk behouden of hergebruiken, of biedt juist nieuwbouw de oplossing? Een vraag die soms lastig eenduidig te beantwoorden is; duurzaam- heid, kosten of maakbaarheid leiden niet altijd tot dezelfde conclusie. In dit nummer van Cement komt deze vraag vaak terug. Zo komt de transformatie van het Rad- boudumc in Nijmegen aan bod waar, na gefaseerde sloop, een nieuwbouw met bijzondere con- structieve elementen is gereali- seerd. Daarnaast staat gemeente Amsterdam voor een uitdagende klus: het vernieuwen van zijn vele kademuren, nu en in de toekomst. In dit nummer lees je het derde artikel over deze uitdaging. Rijkswaterstaat stelt dezelfde vraag en deed een oproep naar oplossingen voor circulaire via- ducten. SBIR Circulaire Viaduc - ten is een manier van inkopen Vernieuwen of behouden? waarmee innovaties in de markt worden gestimuleerd. In dit num- mer lees je over de resultaten van een onderzoek naar de herbruik - baarheid van geprefabriceerde betonnen liggers uit bestaande bruggen en viaducten; het 'oogsten van liggers' zoals dat zo mooi wordt geframed. Enigszins bijbels voeg ik daar 'wat je zaait, zul je ook oogsten' aan toe. Het vraagstuk vernieuwen of behouden beperkt zich niet alleen tot constructies. Ook een carrière kan vernieuwen. Swit - chen heet de meest extreme vorm. Ik zie om me heen steeds meer voorbeelden van experts die het bedrijfsleven verruilen voor het onderwijs, jong of oud(er), fulltime of parttime, en tijdelijk of (voornemens) defini- tief. Prachtig. Erik Klein maakte de overstap van een ingenieurs- bureau naar het hoger onder- wijs. In een interview vertelt hij over zijn motivatie en ervaring. Vernieuwen of behouden? Constructeurs, ontwerpers en onderwijzers geven verschillende antwoorden, en daar valt goed mee te leven. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl PS: In dit nummer verwelkomen we onze gloednieuwe columnist Karel Terwel. Als columnist krijgt hij van de redactie carte blanche. Gaat Karel voor vernieuwend maar met het goede behoudend? 50 En verder 5 Gesponsor d bericht BRIS Same nwerking bouwteam maakt fr aaie fiets- en wandelbrug Lelystad 27. 27 Gele zen in Strcutural Concrete Structur al Concrete Vol. 23/3 is een the manummer n.a.v. het fib-sympo- s ium 2021 in Lissabon. 46 Inspir erende leermeesters Column van K arel Terwel. 48 De jonge const ructeur Rick V oortman deelt zijn ervaring bij het inge nieursbureau van ge meente Amsterdam. 58 Spoorbomen Bet onnen bomen sieren het T GV-station / ultimodaal knooppunt i n Nantes, Frankrijk. 64 R ekenen in de praktijk H oe bepaal je de (trek)spanning in de wape ning bij een betondoorsnede? 4? CEMENT 6 20 22 auteurs ing. Hans Doornbos Msc Royal HaskoningDHV p. 38 ? 45 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 58 ? 63 ir. Jacques Linssen Aeneas Media / Redactie Cement p. 30 ? 37 ir. Danny Jilissen Royal HaskoningDHV p. 18 ? 26 ir. Matthijs de Hertog Nobleo Bouw en Infra p. 64 ? 67, 68 ? 72 ir. Sue Ellen de Nijs TU Eindhoven / BouwQ p. 50 ? 57 dr. ir. Karel Terwel IMd Raadgevende Ingenieurs / TU Delft p. 46 ? 47 ir. Rick Voortman Ingenieursbureau Amsterdamp. 48 ? 49 ing. Gert-Jan van Eck PMSE Royal HaskoningDHV p. 18 ? 26 ir. Ruud van Herpen FIFireE TU Eindhoven / Peutz BV p. 50 ? 57 ing. Henk Maaskant BAM Infra Nederland p. 38 ? 45 ir. Erik Klein De Haagse Hogeschool p. 30 ? 37 dr.ir. Hèrm Hofmeyer TU Eindhoven p. 50 ? 57 ir. Stephan Taris RC Aronsohn Constructies p. 6 ? 16 ir. Rob Vergoossen Royal HaskoningDHV p. 18 ? 26 prof.ir. Simon Wijte TU Eindhoven / Adviesbureau ir. J.G. Hageman p. 50 ? 57 Aan dit nummer van Cement werkten mee: CEMENT 6 2022 ?5 gesponsord bericht Met een lidmaatschap kun je inloggen op de website en heb je toegang tot alle beschikbare CROW-CUR Aanbevelingen. Maak jij regelmatig gebruik van CUR?Aanbevelingen? Interesse? Vraag een lidmaatschap aan via www.cur-aanbevelingen.nl of neem contact op met onze klantenservice 073-205 10 10 De nieuwe Nelson Mandelabrug in Lelystad kent een vloeiende lijn van 240 m lengte. De brug bestaat uit 14 brugdelen op 13 pijlers. Grote t echnische uitdaging was het overspanningstracé. Vanuit het alig- nement is gezocht naar de moge - lijkheden v oor een maakbare en be- taalbare constructie met voldoende vrije ruimte voor het verkeer eronder. Zo is gekozen voor v-vormige kolom- men waardoor er minder constructie- hoogte nodig is. In de zijkanten van de brug herken je zonder veel fantasie scheepsconstructies. Om te voldoen aan het beeld van de architect, met ook aan de onderzijde een scheeps - construct ie, zijn de oplegbalken geïn- tegreerd in het brugdek door het t oepassen van hoedliggers. De aan- sluiting tussen de in twee richtingen schuine kolommen en de hoedliggers vergde het nodige uitzoekwerk. Voor het leuningwerk zijn houten leuning - st ijlen bevestigd aan de randliggers. Bij de engineering van het project is dankbaar gebruikgemaakt van de bouwbibliotheek BRISwarenhuis. "Vroeger had iedereen zijn eigen kopieën. Die tijd is gelukkig voorbij. We hoeven ons over de juistheid en actualiteit van de normen geen zor- gen te maken, die houdt BRIS voor ons bij", aldus Bauke Dijk van ingeni- eursbureau WSP, verantwoordelijk voor de engineering van het project. Samenwerking bouwteam maakt fraaie fiets- en wandelbrug Lelystad WWW.CEMENTONLINE.NL/ NELSONMANDELABRUG Wil je meer lezen over het ontwerp van Nelson Mandelabrug en de rol die BRISWarenhuis bij WSP speelt? Ga naar www.cementonline.nl/NelsonMandelabrug Ontwerp Nelson Mandelabrug UMC met menselijke maat Hoofdgebouw vormt sluitstuk van transformatie Radboudumc 1 Met de bouw van het hoofdgebouw is de ingrijpende transformatie van de campus van het Radboudumc in Nijmegen bijna afgerond, foto: Aronsohn 1 6? CEMENT 6 20 22 Het Radboudumc in Nijmegen is in 1994 gestart met een ingrijpende aanpassing van het ziekenhuis: het langgerekte ziekenhuis zou worden getransformeerd tot een compacte campus. Deze ontwikkeling is uitgewerkt in het ontwerp van diverse nieuwe gebouwen en de renovatie van het oudste zorggebouw op de campus: het mo- numentale bestuursgebouw uit de jaren vijf- tig. De uitrol van dit zogenoemde structuur- plan (fig. 2) is afgetrapt met de bouw van een ondergrondse bezoekersparkeergarage hal- verwege de jaren negentig. In een rap tempo zijn daarna diverse omvangrijke, nieuwe ge- bouwen gerealiseerd rondom de gefaseerd gebouwde nieuwe Centrale As van het zie- kenhuis. Deze as zorgt voor de onderlinge verbinding van alle zorggebouwen op de campus, waarmee zowel patiënten als me- dewerkers comfortabel van het ene zorgge- bouw naar het ander zorggebouw kunnen lopen. Ook de volledige logistiek van het zie- kenhuis vindt plaats via de kelderlaag on- derin deze as. Door middel van een oprol- plan is de nieuwbouw afgewisseld met de sloop van bestaande gebouwen. Het hoofdgebouw: sluitstuk in nieuwbouw structuurplan Als sluitstuk van de nieuwbouw binnen het structuurplan is het nieuwe hoofdgebouw van het ziekenhuis gerealiseerd. Na inge- bruikname van het hoofdgebouw in juli 2022, worden de laatste, oude gebouwen ten westen van het hoofdgebouw gefaseerd ge- sloopt. Daarbij blijft het rijksmonument Huize Heyendael behouden op de campus. De ontwikkelingen op deze campus staan in de tussentijd niet stil: nadat de laatste ge- bouwen zijn gesloopt, ontstaat ruimte voor de verdere uitrol van het masterplan. In dit plan wordt nog meer aandacht gegeven aan het concept Healing Environment met veel ruimte voor groen, licht en ontspanning. De ontwikkelingen binnen dit plan zullen zich, nu de grote bouwprojecten gereed zijn, meer richten op de buitenruimte. Het ontwerp: functioneel, de menselijke maat en duurzaam Het hoofdgebouw is gerealiseerd op de loca- tie van drie bestaande gebouwen. Deze ge- bouwen zijn (deels) gesloopt om ruimte te maken voor de nieuwbouw. Het ontwerp PROJECTGEGEVENS project Hoofdgebouw Radboudumc opdrachtgever Radboudumc Nijmegen architect EGM architecten aannemer FourCare, bestaande uit Trebbe, Van Wijnen, EQUANS en Unica constructeur Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs geotechnisch adviseur Fugro NL Land leverancier breedplaten Prefab Beton Veghel leverancier kanaalplaten VBI leverancier trappen en bordessen Vlassak Betonbedrijf leverancier overig prefab beton (o.a. n-vloeren) Holcon uitwerking overig prefab beton (o.a. n-vloeren) Lincon Na een decennialange, gefaseerde sloop en nieuwbouw, is met de bouw van het hoofdgebouw de ingrijpende transformatie van de campus van het Radboudumc in Nijmegen voor het ziekenhuisgedeelte bijna afgerond. De ogenschijnlijk eenvoudige constructieve opzet bevat een aantal bijzondere constructieve elementen, zoals een fundering op staal met een zeer hoog draagvermogen, unieke voorgespannen vloerelementen (n-vloeren) en gewicht- besparende betonvloeren met kartonnen kokers erin. Samen met de bijzonderheden in de bouwput waren het ontwerp en de realisatie van het hoofdgebouw een uitdagend traject. CEMENT 6 2022 ?7 van de nieuwbouw (foto 1) is geïnspireerd op het monumentale bestuursgebouw uit de jaren 50 dat is ontworpen volgens de stijl Bossche School (foto 3). Het ontwerp van het hoofdgebouw kenmerkt zich als een moderne vertaling van deze architectuurstijl. Belang- rijk element van deze stijl is de menselijke maat, waarbij alle gebouwonderdelen op elkaar worden afgestemd volgens de ideale maatverhouding gebaseerd op de Gulden Snede.In het hoofdgebouw worden vele ver- schillende functies ondergebracht, zoals de centrale ontvangst met retail, beddenka- mers, poliklinieken, kantoren en techniek. Het gebouw bevat twee kelderlagen, acht verdiepingen, een techniekopbouw en drie lichte atria en is met een afmeting van 115 m x 50 m x 37 m (L x B x H) het grootste gebouw op de zorgcampus. De plattegrond vertoont een kenmerkende H-vorm, waarbij het centrale deel van het gebouw bestaat uit een bijna vierkante kern met daarin het grote centrale atrium (fig. 4). Vanuit dit cen- trale volume kragen de vleugels uit naar het oosten en het westen. In de oksels van 2 Overzicht masterplan Radboudumc, bron: EGM architecten & Buro Poelmans Reesink IR. STEPHAN TARIS RC Projectleider Constructies en Bouwmanagement Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs auteur 2 8? CEMENT 6 20 22 S1 S2 S3 SA SG SF SE SD SC SB SH SBa SFa S4 S5 S7 S8 S9 S10 S12 S13 S14 S15 S16 S6a S11a S6 S11 B B A A a a c30 c31 c32 c33 c34 c35 c36 c37 c38 c39 c40 c41 c43 c42 c44 c45 c46 c47 3 Het monumentale bestuursgebouw uit de jaren vijftig, foto: Ossip van Duivenbode 4 Plattegrond eerste verdieping, bron: Aronsohn CENTRALE AS Meer over de Centrale As staat bij de online versie van dit artikel. Het gebouw heeft grotendeels een fundering op staal, die bestaat uit grote beton- poeren met een draagvermogen tot wel 21.000 kN per poer 3 4 CEMENT 6 2022 ?9 deze vleugels zijn twee zijatria gepositioneerd. De twee zuidelijke vleugels zijn, met acht verdiepingen boven maaiveld, aanzienlijk hoger dan de vleugels aan de noordzijde, met slechts twee verdiepingen boven maai- veld. Hierdoor ontstaat aan de pleinzijde een trapsgewijs aanzicht van het gebouw. De lagere vleugels zijn wel berekend op een toe- komstige uitbreiding waarbij nog twee extra bouwlagen er bovenop gezet kunnen worden zonder extra versteviging van de onderlig- gende constructie.Zowel de -2-kelder als de achtste ver- dieping wordt benut voor de complexe, tech- nische installaties die voor een modern zie- kenhuis nodig zijn. In het gebouw zijn vier installatieschachten voorzien die het hele gebouw voeden. Deze schachten zijn rond- om het centrale atrium geplaatst en lopen in één keer door vanaf de -2-kelder tot aan de techniekruimte op niveau 8. De structuuropzet van het gebouw ken - merkt zich door de grote indelingsflexibiliteit, waardoor eventuele functieveranderingen in de toekomst eenvoudig door te voeren zijn. Bij de bouw van het nieuwe hoofdgebouw hoort ook de bouw van het laatste stuk van de Centrale As, waar de meeste gebouwen van het ziekenhuis op zijn aangesloten. Deze Centrale As bestaat uit twee kelderlagen en zes lagen boven maaiveld. Deze gangstruc- tuur kenmerkt zich door lange zichtlijnen, veel daglicht en een heldere stalen structuur vanaf de begane grond. Het constructief ontwerp: heldere structuur met veel aandacht voor de uitvoering Het constructief ontwerp van het gebouw is zo opgezet dat een grote indelingsflexibiliteit wordt behaald, de bouwtijd wordt beperkt door het gebruik van veel prefab beton en de hoge draagkracht van het onderliggende zandpakket optimaal wordt benut. Het ge- bouw heeft grotendeels een fundering op staal, prefab-betonnen kolommen, een in het werk gestorte stabiliteitskern rondom het hele centrale atrium en (prefab-)beton- nen vloeren (fig. 5). De glazen gevels en daken van de atria worden gedragen door houten gelamineerde liggers en kolommen. De dakopbouw voor de techniekruimte op niveau 8 is door middel van een lichtgewicht staalconstructie gerealiseerd. Fundering? Dankzij het zeer draagkrachtige zandpakket onder het gebouw kon het ge- bouw op staal worden gefundeerd, met een fundering die voornamelijk bestaat uit grote betonpoeren. Deze poeren, met afmetingen tot 4,5 x 4,5 x 1,5 m³ (L x B x H), zorgen voor een draagvermogen tot wel 21.000 kN per poer. Hiermee is een veel goedkopere en sneller te realiseren fundering ontworpen dan wanneer was gekozen was voor een paalfundering. Om het verschil in zettingen van het gebouw tussen de verschillende poe- ren onderling te beperken, is per poer geke- ken naar de optredende belasting en is de daarbij horende minimale poerafmeting gekozen. Hiermee zijn de verschillen in gronddrukken per vierkante meter beperkt gebleven, waarmee ook het verschil in zet- tingen in de hand is gehouden. De geotech- nisch adviseur heeft op basis van de daad- werkelijke poerafmetingen en belastingen de te verwachten zettingen bepaald voor het gebouw. Op basis van deze resultaten is ge- concludeerd dat de verschillen in zetting dermate klein zijn dat dit goed opneembaar is binnen de constructie. Op enkele locaties was het praktisch niet mogelijk om een fundering op staal te realiseren. Onder andere een 7 m brede, bestaande leidingtunnel, die dwars door de bouwplot loopt, maakte het onmogelijk om op die locatie een fundering op staal te ma- ken. De tunnel moest gehandhaafd blijven vanwege de daarin aanwezige leidingen die essentieel zijn voor het primaire proces van het ziekenhuis. Overkluizen van de tunnel zou leiden tot te grote overspanningen. Daarom is in de ontwerpfase het gebouw zo gepositioneerd dat de kolommen op precies die locatie door de tunnel prikken waar, tussen de vele leidingen in, precies genoeg ruimte was om een smalle poerfundering van slechts 900 mm breed te realiseren. Onder deze poeren zitten grote Tubex-palen waarvan de grootste een puntdiameter van bijna 1 m hebben. Deze palen zijn vanaf het tunneldek door het dek zelf en de tunnel- vloer heen geboord (fig. 5). De vloeren zijn deels uitgevoerd als een in het werk gestorte betonvloer met holle, afgesloten, kartonnen kokers als gewicht- besparing DUURZAAMHEID Bij de start van het ontwerp is de ambitie opgevat om met dit gebouw het BREEAM-certificaat Excellent te halen. Met een ont- werpscore van bijna 74% is deze ambitie ruim waargemaakt. 10? CEMENT 6 20 22 00 b.k. ruwe vloer-70 01 b.k. ruwe vloer+3930 02 b.k. ruwe vloer+7930 03 b.k. ruwe vloer+11930 04 b.k. ruwe vloer +15930 05 b.k. ruwe vloer+19930 06 b.k. ruwe vloer+23930 -1 kelder b.k. ruwe vloer-4230 -2 kelder b.k. ruwe vloer -8000 07 b.k. ruwe vloer+27930 08 b.k. ruwe vloer+31930 09 b.k. ruwe vloer +36930 SA SG SF SE SD SC SB SH SBa SFa -3 bk ruwe vloer -9700 B Aa maten (ook peilmaten) in mm. peilmaten t.o.v. peil peil is b.k. afgewerkte begane grondvloer= revisie project formaat architectwerknummerfasediscipline Kruisplein 488 Postbus 2401 3000 CK Rotterdam 010 - 280 80 80 www.aronsohn.nl Ukkelstraat 2D Postbus 75 5600 AB Eindhoven 040 - 290 99 00 rotterdam@aronsohn.nl onderdeelwerk Aronsohnconstructies A0tekeningnummer doc.nr. :9970_ UO_ S_009 EGM arc\fitecten \bordrec\ft doorsnede 1Radboudumc gebouw S (M480) Nijmegen 9970UO S_009 ? datum omsc\frijvingget. vrijg. 00 b.k. ruwe vloer-70 01 b.k. ruwe vloer+3930 02 b.k. ruwe vloer +7930 03 b.k. ruwe vloer+11930 04 b.k. ruwe vloer +15930 05 b.k. ruwe vloer+19930 06 b.k. ruwe vloer+23930 -1 kelder b.k. ruwe vloer-4230 -2 kelder b.k. ruwe vloer -8000 07 b.k. ruwe vloer+27930 08 b.k. ruwe vloer+31930 09 b.k. ruwe vloer+36930 S1 S2 S3 S4 S5 S7 S8 S9 S10 S12 S13 S14 S15 S16 S6a S11a S6 -3 bk ruwe vloer -9700 S11 maten (ook peilmaten) in mm. peilmaten t.o.v. peil peil is b.k. afgewerkte begane grondvloer= revisie project formaat architectwerknummerfasediscipline Kruisplein 488 Postbus 2401 3000 CK Rotterdam 010 - 280 80 80 www.aronsohn.nl Ukkelstraat 2D Postbus 75 5600 AB Eindhoven 040 - 290 99 00 rotterdam@aronsohn.nl onderdeelwerk Aronsohnconstructies 1600x841tekeningnummer doc.nr. :9970_ UO_ S_010 EGM \frchit\bct\bn Dordr\bcht Unn\fm\bdR\fdboudumc g\bbouw S (M480) Nijm\bg\bn 9970UO S_010 ? d\ftum omschrijvingg\bt. vrijg. 5 6 5 Doorsnede over de lengte van het gebouw, bron: Aronsohn 6 Doorsnede over de diepte van het gebouw en de Centrale As, bron: Aronsohn Bovenbouw? Vanaf de fundering naar boven is het gebouw opgetrokken met zwaar gewa- pende prefab-betonnen kolommen met een maximale afmeting van 600 x 600 mm². In het grootste deel van het gebouw zijn de vloeren uitgevoerd als breedplaatvloeren op geprefabriceerde balkbodems. Op een aantal locaties zijn hierop uitzonderingen gemaakt ten behoeve van het besparen van gewicht en het realiseren van grotere over- spanning. De bovenbouw kenmerkt zich door grote overspanningen en zeer weinig dra- gende wanden. De verdiepingen kunnen daardoor, zonder constructieve aanpassin- gen, voor diverse functies worden gebruikt. Zo wordt maximaal ingezet op de aanpas- baarheid van het casco, wat uiteindelijk ook ten goede komt aan de levensduur van het gebouw. Ook in de gevels is gekozen voor kolommen in plaats van dragende gevelele- menten, waarmee het constructieve casco in de toekomst eenvoudig kan worden voor- zien van een nieuwe gevel. Een gevel heeft immers een kortere levensduur dan het constructieve skelet. CEMENT 6 2022 ?11 Rondom de installatieschachten zijn bewust geen constructieve wanden geplaatst zodat er maximale ruimte is voor het uittreden van kanalen en in de toekomst aanpassingen van de installaties mogelijk zijn. Gewichtbesparende kokervloeren? Vanaf de derde verdieping naar boven verspringt de voorgevel naar buiten waardoor de over- spanning van de bovenliggende vloeren bij- na 5 m groter wordt (fig. 6). Om het eigenge- wicht van de vloer te beperken, is voor deze vloeren met een overspanning van 14 m, gekozen voor een gewichtbesparende beton- vloer. De vloer is uitgevoerd als een volledig in het werk gestorte betonvloer, waarbij hol- le, afgesloten, kartonnen kokers (Monotub, Ø310 mm) zijn opgenomen tussen de wape- ning. Het gewicht van de vloer is daarmee met gemiddeld 30% gereduceerd. Doordat de kokers met een hart-op-hart-afstand van ongeveer 450 mm een groot deel van de ruimte voor wapening innemen in de vloer van slechts 420 mm dik, is de hoofdbuig- wapening geconcentreerd aangebracht ter plaatse van de betondammen tussen de kokers (fig. 7). Aan de randen van de vloer draagt deze de belastingen af naar de gevelbalken rondom de vloer. Dit heeft tot gevolg dat de vloer daarmee gedeeltelijk in twee richtingen overspant, waardoor ook buiging en dwars- kracht haaks op de hoofdoverspannings- richting optreedt. Hierdoor is niet alleen buigwapening haaks op de kokers nodig, maar zorgt de dwarskracht haaks op de kokers ook voor lokale buiging in de beton- dammen rondom de kokers en in de dunne betonstroken boven en onder de kokers. De dwarskracht in de vloer moet immers boven- en onderlangs de kokers worden gevoerd. De ongewapende doorsnede van de betondammen zou onvoldoende sterk zijn om deze krachten op te kunnen nemen. Speciale kanteelvormige wapeningstaven zijn daarom ontworpen die haaks op de kokers zijn geplaatst (fig. 7). Deze staven hebben meerdere functies: dwarskrachtwapening (in combinatie met extra verticale haarspelden); verticale buigwapening in de betondam- men; koppelwapening tussen eerste en tweede stort van de vloerplaat; positioneren en verankeren van de kar- tonnen kokers tijdens de storten. Dit laatste punt was nodig omdat tijdens het storten van de vloer de met luchtgevulde kokers willen opdrijven. Dit effect is tegen- gegaan door de vloer in twee fasen te stor- ten. Eerst is een dunne onderschil gestort waarin de kanteelvormige wapeningstaven zijn verankerd. Na deze stort en bij voldoen- de uitharding van het beton, zijn de kokers op hun plek gehouden door het bovennet aan de kanteelstaven te knopen, waarmee het opdrijven werd voorkomen. De bovenzij- de van het beton van de eerste stort heeft een speciale nabehandeling gekregen om een goede aanhechting tussen de twee stor- ten te garanderen. Voorgespannen n-vloeren? Naast de toepas- sing van de kokervloeren, zijn unieke gepre- fabriceerde, voorgespannen betonvloeren toegepast die overspanningen van bijna 16 m in één keer maken. Dit vloersysteem is toe- gepast vanaf de eersteverdiepingsvloer in alle vleugels die uit het centrale volume ste- Naast de toepassing van de kokervloeren, zijn unieke geprefabriceerde, voorgespannen betonvloeren ('n-vloeren') toegepast die overspanningen van bijna 16 m in één keer maken 7 Detail kokervloer met kanteelwapening, bron: Aronsohn 7 12? CEMENT 6 20 22 ken (fig. 4). De voorgespannen, prefab platen zijn specifiek voor dit project door Aronsohn ontworpen en hebben in de doorsnede de vorm van een nietje of 'n' en worden daarom ook wel 'n-vloeren' genoemd (fig. 8). Elke vloerplaat van 1,95 m breed (vier platen per stramien van 7,8 m) bestaat uit twee voorge- spannen ribben van 220 x 550 mm² met daartussen een gewapende, maar niet voor- gespannen betonnen spiegel van slechts 100 mm dik. Door de voorspanning en grote lengte van de n-vloeren is een toog van de platen niet te voorkomen. De toog is wel aanzienlijk gereduceerd door, naast voor- spanning in de onderzijde van de ribben, ook voorspanning toe te passen in de boven- zijde van de ribben. Er is geen druklaag toe- gepast op de vloer om het totale gewicht van de constructie en om de constructieve vloer- hoogte te beperken.Dankzij dit vloersysteem bestaan de vleugels vanaf de eerste verdieping volledig uit prefab beton. De prefab kolommen onder- steunen de prefab balken (gerbersysteem) waarop, met behulp van een doorlopende nok, de n-vloeren zijn opgelegd. Voor de on- derlinge samenhang (trekbanden), schijf- werking en doorkoppeling van de n-vloeren naar de prefab balken zijn de voegen tussen de platen én de koppen van de n-vloeren in het werk aangestort. De constructieve samen - hang en tweede draagweg zijn daarmee in het verder volledig prefab skelet van de vleu - gels geborgd. Stabiliteit? De stabiliteit van het gebouw wordt centraal geregeld: de 600 mm dikke wanden van het negen bouwlagen hoge atrium vormen één centrale stabiliteitskern en verzorgen de stabiliteit van het hele ge- bouw (fig. 9). Dit atrium van 21,6 m breed en 14,4 m diep zorgt niet alleen voor licht op de begane grondvloer, maar dankzij grote ope- ningen in de atriumwanden, ook voor dag- licht op alle verdiepingen. Vanwege de plaat- sing van de transparante liftschachten in het atrium moesten in de twee korte wan- den ook nog drie deursparingen per verdie- ping en per wand worden opgenomen (foto 10). Daarmee blijft er weinig volume in de wanden over. De penanten naast en de latei- en boven deur- en raamopeningen zijn daarom zwaar gewapend, waarbij de wape- ningconfiguratie in overleg met de aanne- mer is bepaald zodat deze schoonbeton wanden nog goed te storten en te verdichten waren. De schijfwerking in de vloeren wordt onder andere verzorgd door forse trekban- den die vanuit de kern starten en doorlopen tot in de koppen van de n-vloeren. Door de centrale stabiliteitskern bleek het mogelijk om het hoofdgebouw volledig zonder dilata- ties uit te voeren. Met name bij het ver- 8 3D-weergave n-vloer, bron: Aronsohn 8 CEMENT 6 2022 ?13 maten (ook peilmaten) in mm. peilmaten t.o.v. peil peil is b.k. afgewerkte begane grondvloer= revisie project formaat architectwerknummerfasediscipline Kruisplein 488 Postbus 2401 3000 CK Rotterdam 010 - 280 80 80 www.aronsohn.nlUkkelstraat 2D Postbus 75 5600 AB Eindhoven 040 - 290 99 00 rotterdam@aronsohn.nl onderdeelwerk Aronsohnconstructies 1600x841tekeningnummer doc.nr. :9970_ UO_ S_1202R EGM architecten Dordrecht 3D afbeeldingen van de volledige IHW G -stabiliteitskernRadboudumc gebouw S (M480) Nijmegen 9970UO S_1202R ? datum omschrijvingget. vrijg. plaatsen van patiënten in bedden of rolstoe- len, zijn dilataties hinderlijk en zijn deze om die reden voorkomen in het gebouw. Bouwfase: stabiliseren, bouwen, slopen en bouwen Bouwput? De bouwput grensde bij start bouw aan alle vier de zijden direct aan be- staande belendingen. Bouwen op slechts centimeters naast en deels op bestaande bebouwing heeft tijdens het ontwerp veel aandacht gekregen. Met name het realiseren van de fundering op staal, ruim 8 m lager dan het naast gelegen maaiveld en 2 m tot 4 m dieper dan de funderingen op staal van de naastgelegen gebouwen, zorgde voor een aanzienlijke uitdaging. Tel daar nog de be- staande leidingtunnel dwars door de bouw- put bij op en er is daadwerkelijk sprake van een uitdagende bouwput. Om een stabiele bouwput te creëren, is rondom de hele put een gewapende Cutter Soil Mix-wand (CSM-wand) aanbracht. Af- hankelijk van de locatie en daar aanwezige bebouwing, is de diepte van de wanden en 9 10 9 De wanden van het atrium vormen een centrale stabiliteitskern, bron: Aronsohn 10 Atrium van onderaf. Vanwege de liftschachten zijn in de twee korte wanden drie deursparingen per verdieping opgenomen, foto: Radbouwumc 14? CEMENT 6 20 22 bijbehorende afmeting van de staalprofielen in de wanden aangepast.Aan de noordzijde van de put moest ruim 8 m grond worden gekeerd om vol- doende diep te kunnen ontgraven. Over de gehele lengte van de wand is deze daarom voorzien van groutankers. Een deel van deze wand is als perma - nente, grondkerende wand uitgevoerd voor de realisatie van een 8 m hoge koekoek (foto 11). Op een deel van deze permanente wand is een van de kolommen van het ge- bouw geplaatst, waarmee de CSM-wand ook nog functioneert als fundering van het hoofdgebouw. Aan de overige drie zijden van de bouwput was sprake van bestaande funde- ringen waarvan de aanlegdiepte aanzienlijk hoger ligt dan de aanlegdiepte van de nieuw te maken funderingen. Op die locaties was het voornaamste doel van de CSM-wanden het stabiliseren van het zandpakket onder de bestaande funderingen op staal, zodat strak naast de CSM-wand verticaal ontgra- ven kon worden. Direct na het stabiliseren van de belendingen en het naastgelegen maaiveld, is de put ontgraven en is gestart met de ruwbouw. Bypass bezoekers en medewerkers? Vooraf- gaand aan de nieuwbouw zijn de bestaande gebouwen op de plek van het nieuwe hoofd- gebouw gesloopt. Dit was echter niet moge- lijk voor de bestaande Centrale As: op de locatie van de nieuwe Centrale As stond tij- dens start van de uitvoering nog de bestaan- de, betonnen Centrale As. De as werd, ook tijdens de nieuwbouw, gebruikt door bezoe- kers en medewerkers. Ook alle interne transport vond plaats via de as. Tevens be- vindt zich onder de as zoals gezegd de -2-tunnel waar alle kabels en leidingen (o.a. ook buizenpost) van het ziekenhuis door- heen lopen. Al deze functies moesten onge- hinderd doorgang vinden terwijl de as tot het dek van de tunnel -2 gesloopt en op- nieuw opgebouwd zou worden. Het was daarom essentieel om voor de vervanging van dit bouwdeel een goed plan uit te werken. Dit plan is al in de ontwerpfase ontwikkeld, waarmee vooraf voor de aanne- mer duidelijk was hoe de nieuwbouw kon worden gerealiseerd met het onverhinderd door functioneren van de as. Het faserings- plan bestond in hoofdlijnen uit de volgende stappen: 1?stabiliseren belendingen en bestaande Centrale As door middel van gewapende CSM-wanden naast de funderingen van belendingen (foto 12); 2?ontgraven en aanleggen nieuwe funderin- gen hoofdgebouw; 3?realiseren betonnen casco hoofdgebouw tot en met vloerniveau 2; 11 11 Gewapende CSM-wanden voor het stabiliseren van de belendingen, foto: Aronsohn CEMENT 6 2022 ?15 4?realiseren tijdelijke bypass voor publiek, medewerkers en transport op laag -1 en 0 door het in aanbouw zijnde nieuwe hoofd- gebouw; 5?sloop van de bestaande Centrale As tot bovenzijde -2-tunnel terwijl verder gebouwd wordt aan het hoofdgebouw; 6?nieuwbouw van de Centrale As boven op de bestaande -2-tunnel; 7?afbreken van de bypass na in gebruik nemen van de nieuwe centrale as; 8?afbouw van het hoofdgebouw ter plaatse van de tijdelijke bypass. Deze operatie, waarbij bezoekers en mede- werkers door het in aanbouw zijnde hoofd- gebouw liepen, stelde strenge eisen aan de sterkte van de constructie in verband met het risico dat zware (betonnen) elementen uit één van de torenkranen zouden kunnen vallen. De kans daarop was weliswaar zeer klein doordat alle elementen dubbel waren gezekerd, maar de consequenties zouden enorm kunnen zijn. Daarom is geanalyseerd onder welke strikte randvoorwaarden het mogelijk was om toch boven de bypass ver- der te bouwen met zware, prefab elementen. Hiervoor is de impact van verschillende zware, vallende objecten, zoals de n-vloeren en kolommen, constructief geanalyseerd. Uit deze analyse en bijbehorende berekenin- gen volgde dat als de valhoogte van een zwaar element, zoals een n-vloer, ten opzichte van de onderliggende constructieve vloer beperkt werd tot een vastgestelde hoogte, de con- structie in staat zou zijn om de impact van het vallende object op te vangen zonder ge- vaar voor de gebruikers van de bypass. Uitgangspunt van de analyse was dat de vloer, waar de impact op plaatsvindt, grote vervormingen ondergaat en uiteindelijk door middel van zeilwerking de klap absor- beert en voorkomt dat het vallende object door de vloer heengaat. Om de gebruikers van de bypass verder te beschermen tegen afbrokkelend beton, wat niet te voorkomen is bij een vloer die dermate ver doorbuigt dat er sprake is van zeilwerking, moest er te allen tijden nog een extra constructieve vloer tussen de impactvloer en de bypass zitten. Daarmee kon men dus veilig op de begane grond lopen terwijl verder gebouwd werd aan laag 2 en hoger. Healing Environment Het nieuwe hoofdgebouw is door de bouwers overgedragen aan het Radboudumc. Daar- mee is het einde in zicht van een bijzonder structuurplan met als hoogtepunt dit nieuwe hoofdgebouw. Mede dankzij de succesvol doorgevoerde ontwerpfilosofie gericht op een Healing Environment, is het hoofdge- bouw een waardevolle bijdrage geworden aan het spoedige herstel van de patiënten van het Radboudumc. 12 In het ontwerp is voor veel daglicht en groen gezorgd, foto: Radboudumc 12 16? CEMENT 6 20 22 Samen met Cement kennisdelen in een webinar? Wij stimuleren kennisuitwisseling \din elke vorm, dus ook vi\f een webin\fr of een \fndere vorm v\fn een evenement. \boe we d\ft doen, bep\flen \dwe gr\f\fg s\fmen met jo\du. Interesse? Neem cont\fct op met Coen Sme\dts vi\f c.smets@\fene\fs.nl \dof vi\f 06-10 70 57 80. Hergebruik prefab T-liggers (1) Haalbaarheidsonderzoek en uitgangspunten SBIR-consortium Liggers2.0 1 Sloop viaduct KW21 Europaplein in Groningen uit 1985, waarvan 26 voorgespannen prefab omgekeerde T-liggers uit de hoofdoverspanningen worden hergebruikt voor het SBIR-project, foto: Fonger de Vlas Fotografie 1 18? CEMENT 6 20 22 In de huidige praktijk wordt ongeveer 97% van het bouwafval gerecycled en gebruikt als funde- ringsmateriaal voor wegen. Door minder wegenbouw neemt de vraag naar verwachting echter met 40% af. Tegelijker- tijd wordt verwacht dat het aanbod juist zal toenemen, aangezien steeds meer construc- ties het einde van hun ontwerplevensduur bereiken. In nieuw beton kan betongranu- laat ook als grof en/of fijn toeslagmateriaal worden gebruikt. Voor het bewerken van betonpuin tot toeslagmateriaal is echter veel energie nodig, waarbij momenteel nog emis- sies vrijkomen. Circulariteit kan naar een hoger niveau worden getild wanneer bouwelementen worden hergebruikt in nieuwbouw in plaats van het hergebruiken van betongranulaat als toeslagmateriaal in nieuw beton. Waarde- behoud, in de vorm van het verlengen van de levensduur of duurzaam hergebruik van bestaande objecten, staat dan ook hoog in de rangschikking van de circulaire ontwerp- principes van Rijkswaterstaat [2] (fig. 2). Vraag en antwoord Betonnen bruggen en viaducten in Neder- land worden momenteel in ongeveer 90% [3] van de gevallen om functionele redenen ge- sloopt. Meestal zijn deze technisch in staat om nog decennia te presteren, maar vooral door veranderingen in de weginrichting vol - doet de indeling en/of locatie niet aan de nieuwe wensen. Jaarlijks worden er gemiddeld 45 nieu - we bruggen en viaducten gebouwd voor Rijks - waterstaat. Tegelijkertijd worden zo'n 15 be - staande constructies afgebroken. Het blijkt dat ong eveer de helft van deze gesloopte con - structies bestaat uit geprefabriceerde beton - nen liggers. De gemiddelde leeftijd bij sloop is slechts 4 0 jaar, terwijl deze constructies voor minimaal 100 jaar zijn ontworpen. In totaal zijn er 1637 bruggen en viaducten (eind 2020) met geprefabriceerde liggers in het wegennet van Rijkswaterstaat. De gemiddelde leeftijd van deze kunstwerken is slechts 25 jaar. Naar schatting bestaat ongeveer 55% van de liggerconstructies van de brugvoorraad van Rijkswaterstaat uit (omgekeerde T-)liggers (railbalkliggers) met een in-situ druklaag (fig. 3). Kokerliggers met dwarsvoorspanning zonder druklaag en omgekeerde T-liggers met een volstortdek maken respectievelijk ongeveer 25% en 15% uit. De overige ligger- constructies zijn voornamelijk in een veldfa- briek gemaakte liggertypen T-contactliggers (Krikke-liggers) en T-liggers met tussenstort (type 'Hollandse Brug') die voorzien zijn van nagerekt voorspanstaal. IR. ROB VERGOOSSEN Expert Bruggen Royal HaskoningDHV ING. GERT-JAN VAN ECK PMSE Projectleider / Technisch Manager Royal HaskoningDHV IR. DANNY JILISSEN Constructeur Royal HaskoningDHV auteurs Royal HaskoningDHV heeft samen met partners onderzocht of het mogelijk is geprefabriceerde betonnen liggers uit bestaande bruggen en viaducten te hergebruiken voor nieuwe bruggen en viaducten. Dit naar aanleiding van de Strategic Business Innovation Research (SBIR) van Rijkswaterstaat, die bruikbare innovaties voor circulaire viaducten wil laten ontwikkelen. De oplossing is door een onafhankelijke beoordelingscommissie uitgekozen om via een test- en prototypefase daadwerkelijk te worden toegepast. CEMENT 6 2022 ?19 2 Circulaire ontwerpprincipes voor de bouw [2] 3 Brugdek typen met prefab liggers [4]: (a) omgekeerde T-liggers (railbalk) met druklaag, (b) omgekeerde T-liggers met een volstortdek en (c) kokerliggers met dwarsvoorspanning zonder druklaag Uit onderzoek van Rijkswater- staat blijkt dat de gemiddelde kubusdruksterkte van beton 104,4 MPa is voor liggers van vóór 1976 TWEELUIK Dit artikel is het eerste deel van een tweeluik over de innovatie hergebruik prefab liggers. In dit artikel wordt het haalbaarheidsonderzoek en de alge- mene uitgangspunten beschreven. Het tweede deel (verschijnt eind 2022 in het themanummer Bestaande constructies) gaat over de uitvoering en de construc- tieve onderbouwing van het viaduct. 2 3c 3b 3a 20? CEMENT 6 20 22 Op dit moment komen voornamelijk omge- keerde T-liggers vrij en in mindere mate de in een veldfabriek gemaakte liggertypen. Over enkele jaren komen mogelijk ook de kokerliggers met grotere overspanningen vrij, aangezien dat type later is ontwikkeld en toegepast, dus nog jonger is. De omge- keerde T-liggers met een volstortdek komen relatief weinig voor in het areaal van Rijks- waterstaat in verband met de beperkte over- spanning. In het SBIR-onderzoek is gefocust op de omgekeerde T-liggers met druklaag, omdat deze nu vrij komen en goed herbruik- baar zijn. Donorproject: Ring Zuid Groningen In Groningen vindt een grootschalige ombouw van de zuidelijke ringweg plaats, bekend als 'Aanpak Ring Zuid'. Vlasman, onderdeel van het SBIR-consortium, heeft als sloopbedrijf van Aannemer Combinatie Herepoort de opdracht gekregen om viaduct KW21 Europa- plein uit 1985 te slopen. In plaats van het hele viaduct te slopen en tot puin te verma- len, is gekozen om 26 voorgespannen prefab omgekeerde T-liggers uit de hoofdoverspan- ningen te hergebruiken voor het SBIR-project (foto 1, foto 4-7). Zeven liggers blijven binnen de provincie Groningen en zijn ingezet voor de aanleg van een tijdelijke brug in Appinge- dam voor een periode van circa 10 jaar. 16 liggers worden toegepast voor een viaduct van Rijkswaterstaat over de rijksweg (verder niet bij naam genoemd). Dura Vermeer heeft de opdracht om dit viaduct te realiseren. Naast het gebruik van de bestaande prefab liggers worden hier ook nieuwe (rand)liggers toegepast, gemaakt en geleverd door de an- dere partner uit het consortium, Haitsma Prefab Beton. Sterkte volgen norm Nieuwe bruggen worden ontworpen volgens de Eurocode voor een ontwerplevensduur van 100 jaar. In de Voorschriften Beton Bruggen (NEN 6723 - VBB 1995) als onder- deel van de TGB 1990 is voor bruggen de referentieperiode op 80 jaar gesteld. In de normen en richtlijnen tot de invoering van de TGB 1990 werd geen expliciete ontwerp- levensduur of referentieperiode voorge- schreven. De sterkteklasse (betonkwaliteit) is tot de invoering van de Eurocode gemaximeerd tot B52,5 op basis van ROBK 1/2 ? VB 74/84 en B65 op basis van de VBC. Uit grootschalig onderzoek van Rijkswaterstaat [5] kan wor- den geconcludeerd dat de gemiddelde kubus- druksterkte van beton 104,4 MPa is voor geprefabriceerde betonnen liggers die vóór 1976 zijn geproduceerd. De sterktetoename is ruim 50% ten opzichte van de oorspron - 4 Voorgespannen prefab omgekeerde T-liggers uit donorviaduct worden op vrachtwagen geladen 4 SBIR Rijkswaterstaat heeft als ambitie om in 2030 klimaatneutraal en circulair te werken. Zo wil Rijkswa- terstaat als launching customer binnen de eigen invloedsfeer maximaal bijdragen aan het terugdringen van de CO?-uitstoot en het materiaalgebruik. In de week van de circulaire eco- nomie in 2021 heeft Rijskwaterstaat de markt uitgedaagd om circulaire oplossingen te ontwikkelen en te valideren voor viaducten. Dit is gedaan via een Strategic Business Innovation Research (SBIR) Circu- laire viaducten. Uit de in totaal 32 inschrijvingen zijn eerst de 10 meest veelbelovende voorstellen geselecteerd om door te gaan naar de fase van haalbaarheids- onderzoek (fase 1). Deze haalbaar- heidsonderzoeken zijn door een brede onafhankelijke commissie beoordeeld. De commissie heeft drie consortia geselecteerd om door te gaan naar de prototype- fase (fase 2). Het consortium met Royal HaskoningDHV is met de innovatie 'Hergebruik Prefab Lig- gers' als eerste van de drie gekwa- lificeerd om het prototype daad- werkelijk te realiseren. De partners binnen dit consortium zijn Dura Vermeer, Vlasman Sloop- werken en Haitsma Prefab Beton, waarbij SGS als partner de kwali- teitsverklaring uitgeeft. Het consor- tium wil als Combinatie Liggers2.0 de innovatie ook een commercieel vervolg geven (fase 3). CEMENT 6 2022 ?21 5 6 7 5 Vrachtwagen met ligger arriveert op opslagplaats?6 Lossen van de voorgespannen prefab omgekeerde T-liggers uit donorviaduct KW21 Europaplein?7 Tijdelijke opslag van de donorliggers kelijke gemiddelde kubussterkte van 28 dagen van circa 60 MPa voor K600-B52,5. Dit is veel meer dan de voorspelde 21% met formule 3.2 van Eurocode 2 [7], met s = 0,2 en t = 45 jaar (16440 dagen). () () ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? = == ?? = ++ + ?? ?? 28 1 cc 28 0,2 1 16440 cc 22 1 x y xy x y () ( )1, 2 1 11 22 s t t e t e (1) () () ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? = == ?? = ++ + ?? ?? 28 1 cc 28 0,2 1 16440 cc 2 2 1 x y xy x y () ( )1, 2 1 11 22 s t t e t e Vermoedelijk was de sterkte na 28 dagen dus fors hoger dan een B52,5 waar volgens de destijds geldende normen mee is gere- kend. Dit kan worden verklaard doordat na 16 uur de volledige voorspanning wordt aan- gebracht om de dagcyclus te halen. De aan- wezige sterkte is dan reeds circa 40 MPa. Een gemiddelde kubusdruksterkte na 28 dagen van ruim 80 MPa lijkt hiermee reëel. Dit komt goed overeen met de huidige praktijk waar veelal een betonsterkteklasse van C60/75 wordt gehaald. Restlevensduur donorproject Omdat de liggers van het donorproject een stuk jonger zijn (ca. 35 jaar) dan de liggers uit het Rijkswaterstaatonderzoek [5], is voor deze liggers aanvullend onderzoek gedaan. De gevonden gemiddelde kubusdruksterkte 22? CEMENT 6 20 22 was 112 MPa en daarmee nog iets hoger dan het gemiddelde dat volgt uit [5]. Naast onderzoek naar de sterkte is ook de restlevensduur beschouwd. Hiervoor zijn verschillende boorkernen uit een proef- ligger onderzocht. Het prefab beton met hoge sterkte heeft een zeer lage water-cement- factor (minder dan 0,4) en dus een veel dich- tere microstructuur dan standaard beton. Uit het onderzoek bleek dat de carbonatatie - diepte na 35 jaar kleiner is dan 1 mm en dat de chloride-indringing verwaarloosbaar is. Dit kwam overeen met de verwachting en resultaten op proefstukken uit prefab liggers in andere kunstwerken. Uit de proeven bleek tevens dat het beton niet gevoelig is voor overige aantas- tingsmechanismen, waaronder ASR. Op basis van de verschillende proeven is aange- toond dat deze prefab liggers nog zeker 100 jaar meekunnen en ook de aanwezige dek- king op wapening- en voorspanstaal voldoet aan de eisen voor 100 jaar ontwerplevens- duur van de Eurocode. Constructieve veiligheid Het te realiseren viaduct voor Rijkswaterstaat is een geheel nieuwe constructie. Door gebrek aan regelgeving is het overeengekomen uit- gangspunt (OG-ON) dat voor dit project moet worden voldaan aan het nieuwbouwniveau volgens de Eurocode. Omdat het een kunst- werk voor Rijkswaterstaat betreft, wordt ge- volgklasse CC3 met een ontwerplevensduur van 100 jaar geëist. De hergebruikte liggers zijn voor de nieuwe situatie doorgerekend en voldoen aan Eurocode nieuwbouw. Grenstoestanden? Uit de aangehouden eisen en referentieperiode volgt de betrouwbaar- heidsindex die directe invloed heeft op de aan te houden partiële belastingfactoren in de uiterste grenstoestand (UGT). Naast de UGT moet een constructie ook voldoen aan bruikbaarheidsgrenstoestanden (BGT) en worden getoetst op vermoeiing. Hierbij zijn de partiële belastingfactoren voor elke ge- volgklasse gelijk, namelijk 1,0. Bij het ontwerpen van nieuwe liggers zijn eisen met betrekking tot de scheurvor- ming over het algemeen maatgevend. In de oude normen werden voorgespannen liggers ontworpen op het decompressiecriterium (geen trek) ten gevolge van buiging in de BGT. Hiervoor werd de karakteristieke combina- tie aangehouden. Volgens de Eurocode geldt voor de liggers een spanningswisseling in het voorspanstaal in de frequente combina- tie. Ook in de vermoeiingscombinatie geldt een soortgelijke spanningswisseling. Door de hoge voorspangraad zijn de liggers in de BGT te beschouwen als ongescheurd, waar- door altijd aan deze toelaatbare spanningen voor scheurvorming en vermoeiing wordt voldaan. Dwarskracht? In de afgelopen decennia zijn de formules voor de dwarskrachtcapaciteit veranderd. De hergebruikte liggers zijn ont- worpen op basis van de VB 74/84 of RVB 1962/67. Voor inpassing in het nieuwe via- duct moeten de liggers worden ingekort (meer over de uitvoering hiervan is te lezen in deel 2). Hierdoor worden de originele liggereinden met een hogere concentratie beugels verwijderd en blijft alleen een basis beugelwapening Ø10-300 (FeB 500) aanwe- zig. Deze basiswapening voldoet aan de mi- nimale eisen voor beugelwapening conform Eurocode 2. Waar men in de oude normen en bij beoordeling van bestaande construc- ties volgens NEN 8702 of de RBK de dwars- krachtcapaciteit van het betonaandeel (V Rd,c) en het aandeel uit beugels (V Rd,s) onder be- perking van de helling van de drukdiagonaal, mag optellen, mag dat in de Eurocode niet. De dwarskrachtcapaciteit moet bij beperkte beugelwapening dus volledig uit het beton komen. Naast de bekende formules uit Euro- code 2 (6.2a en 6.2b) voor het bepalen van de dwarskrachtcapaciteit V Rd,c biedt dezelf - de Eurocode in art. 6.2.2 nog een mogelijk - heid om voldoende dwarskrachtcapaciteit aan te tonen. In vrij opgelegde voorgespan - nen elementen zonder dwarskrachtwape- ning wordt de dwarskrachtweerstand van de delen die niet door buiging gescheurd zijn, waar de buigtrekspanning kleiner is dan f ctk;0,05 / ?c, begrensd door de treksterkte van het beton. Hiervoor moet de hoofd - trekspanning ( ?1) in de liggers worden getoetst. De liggers beschikken over voldoende dwarskracht- capaciteit voor toepassing in het nieuwe viaduct op beoordelings- niveau nieuwbouw en gevolgklasse CC3 CEMENT 6 2022 ?23 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 hoogte [mm] Breedte [mm] Samengestelde doorsnede 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 Spanning [N/mm 2] Buigtrekspanning - ? x 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 Spanning [N/mm 2] Schuifspanning - ? xy 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 Spanning [N/mm 2] Hoofdtrekspanning - ? 1 De hoofdtrekspanning kan worden berekend met formule (2). () () ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? = == ?? = ++ + ?? ?? 28 1 cc 28 0,2 1 16440 cc 2 2 1 x y xy x y () ( )1, 2 1 11 22 s t t e t e (2) De doorg aande ontwikkeling van de beton- sterkte over de tijd heeft een gunstig effect op de dwarskrachtcapaciteit. Met een hoge- re treksterkte van het beton is immers een hogere hoofdtrekspanning toelaatbaar. De breedte van de samengestelde dwarsdoorsnede varieert over de hoogte. Hierdoor kan de maximum hoofdtrekspan- ning optreden bij een andere as dan de zwaartepuntsas. Het spanningsverloop is daarom over de hoogte van de dwarsdoor- snede voor verschillende sneden in de ligger bepaald. Hiervoor is gebruikgemaakt van een FEM-model met schaalelementen voor in-plane 2D-spanningen. Om rekening te houden met de bouwfasering zijn de optre- dende hoofdtrekspanningen ( ?1) in de UGT bepaald door superpositie van de resultaten van twee aparte modellen: een model dat enkel de ligger representeert en een model voor de samengestelde doorsnede (prefab ligger met de nieuwe in-situ druklaag). Het spanningsverloop in de kritische snede is weergegeven in figuur 8. De maximale hoofd - trekspanning ( ?1) in de UGT is kleiner dan de treksterkte van het beton f ctd = k t fctk / ?b. Met een unity check van 0,63 beschikken de liggers over voldoende dwarskrachtcapaci- teit voor toepassing in het nieuwe viaduct voor Rijkswaterstaat op beoordelingsniveau nieuwbouw en gevolgklasse CC3. Toetsing modificatie Het voorspansysteem van de hergebruikte ligger is ontworpen voor een ligger met een lengte van 18,9 m. Voor de toekomstige toe- passing moeten de liggers worden ingekort tot 14 m, wat overeenkomt met slechts 75% van de oorspronkelijke lengte. De aanwezige voorspankracht blijft echter gelijk en zorgt voor trekspanning boven in het liggerlijf. De optredende hoofdtrekspanningen ( ?1) door de modificatie zijn met dezelfde 2D-FEM- modellen onderzocht als voor het toetsen van de UGT. Hiermee zijn de veranderingen AANVULLENDE REGELGEVING VOOR HERGEBRUIK Er zijn initiatieven om aanvullende regelgeving op te stellen op basis waarvan bij toepassing van herge- bruikte betonelementen afgeweken mag worden van de Eurocode nieuwbouweisen. De hergebruikte liggers zijn welis- waar niet nieuw, maar hebben in de praktijk wel hun draagkracht bewezen. Wij pleiten ervoor om ten behoeve van de duurzaam- heidsambitie de bestaande liggers als bestaande constructies te beschouwen, waardoor voor de capaciteit de materiaalgebonden normen uit de NEN8700-serie en bij Rijkswaterstaat de RBK v1.2 [RTD:1006] van toepassing zijn. Hierbij zou het streefniveau voor de betrouwbaarheid in eerste instantie altijd Eurocode nieuw- bouw moeten zijn. Indien dit niveau niet haalbaar is, zou het beoordelingsniveau enkel voor de hergebruikte elementen kunnen worden verlaagd tot het beoorde- lingsniveau verbouw conform NEN8700. Nieuwe onderdelen zoals de druklaag zouden altijd moeten worden uitgewerkt vol- gens Eurocode nieuwbouw. 8 De samengestelde (kritische) doorsnede en de spanningen in de UGT 8 24? CEMENT 6 20 22 ?1- [M Pa ] 4. 61 2. 15 1. 83 1. 37 0. 91 0. 00 -2. 33 -11. 67 -46. 67 3. 58 2D stress/strain Values: ? 1- Linear calculation Loa d ca s e : LC 2 Extreme: Member S election: Lijf8..Lijf11, S E3, S E5..S E19 Location: In nodes avg.. S ystem: LCS mesh element ?1- [MPa ] 4. 61 2. 15 1. 83 1. 37 0. 91 0. 00 -2. 33 -11.67 -46.67 2. 87 2D stress/strain Values: ? 1- Linear calculation Combination: S LS : EG+VS P Extreme: Member Selection: Lijf8..Lijf11, SE3, SE5..SE19 Location: In nodes avg.. S ystem: LCS mesh element in de optredende spanningen ten g evolge van het inkorten van de ligger, het boren van gaten ten behoeve van de onderwape- ning van de einddwarsdrager en het hijsen van de ligger via de geboorde gaten onder- zocht. De situatie na het inkorten van de lig- ger en het verwijderen van de druklaag is maatgevend. In die situatie is enkel het e igen gewicht van de ingekorte ligger en de voorspanning aanwezig. De maatgevende hoofdtrekspanning aan de bovenzijde van de ligger, in dit geval een buigtrekspanning ?x, blijft kleiner dan f ctk.0,05 / ?c (fig. 9). In het oor- spronkelijke ontwerp van de liggers was al rekening gehouden met trekspan - ning en aan de bovenzijde van de ligger. Daarom w aren er twee wapeningsstaven Ø12 in de bovenkant van de ligger (lijf ) beschikbaar voor scheurbeheersing. Uit berekeningen blijkt dat deze staven vol - doende zijn om de scheurwijdte te beper- ken tot 0,05 mm, waarbij de maximale scheurwijdte in ontwerp toegestaan door Eurocode 0,20 mm is. 9 Hoofdtrekspanning (? 1) voor enkel de voorspanning (a) en eigen gewicht ingekorte ligger gecombineerd met de voorspanning (b) in de BGT 9 CEMENT 6 2022 ?25 Milieu-impact Om breed toegepast te worden, moet herge- bruik van bestaande liggers een positief effect hebben op het milieu ten opzichte van het crushen van het beton tot funderingsma - teriaal en een situatie waarbij betongranulaat w ordt hergebruikt in nieuw beton. Daarom is de impact op het milieu bij gebruik van her - gebruikte prefab liggers onderzocht. Hierin zijn de milieukosten (DuBoCalc), de uitputting van abiotische grondstoffen (Antimony (Sb) equivalent) en de emissie van broeikasgassen (uitgedrukt in CO?-equivalent) meegenomen. De milieu-impact is onderzocht op basis van een casestudie van een viaduct met een lengte van 70 m en een breedte van 15 m. Hierbij is de toepassing van hergebruikte lig- gers vergeleken met nieuwe liggers. De impact op de gehele betonnen bovenbouw is weerge - geven in tabel 1. Geconcludeerd kan worden dat herge- bruik van bestaande liggers veel milieuvrien - delijker en duurzamer is dan het gebruik van nieuw beton. Indien een vergelijking puur op productniveau wordt gemaakt tussen een nieuwe prefab ligger en een hergebruikte prefab ligger, dan zijn de besparingen in de casestudie op alle indicatoren zelfs meer dan 90%. Discussie Om de huidige lineaire bouwsector meer circulair te maken, moet hergebruik gebrui- kelijker worden. Om dit te stimuleren, kan in contracten een eis worden geïmplemen- teerd die stelt dat geprefabriceerde liggers in een constructie die functioneel verouderd is, niet of enkel onder strikte voorwaarden, mogen worden vermalen. De verwachting is dat er de komende jaren meer nieuwe con- structies worden gebouwd dan er bestaande constructies met omgekeerde T-liggers met druklaag worden gesloopt. Daarom moet het mogelijk zijn om binnen een redelijke af- stand en tijd een nieuwe constructie te vin- den die past bij de bestaande liggers. Het hergebruik van bestaande liggers moet al in de ontwerpfase van nieuwe viaducten en bruggen worden meegenomen. In die fase worden de overspanning en construc- tiehoogte vastgelegd en daarmee de mogelij- ke match met een donorviaduct. Conclusies Geconcludeerd is dat hergebruik van gepre- fabriceerde liggers technisch haalbaar is. De resterende levensduur van bestaande prefab liggers is ruimschoots 100 jaar. De hergebruikte liggers voldoen aan alle gestel- de eisen in de vigerende normen en richtlij- nen. Op basis van toetsing conform de Euro- code en ROK v1.4 voldoen de hergebruikte liggers voor toepassing in het viaduct voor Rijkswaterstaat op het beoordelingsniveau nieuwbouw met gevolgklasse CC3 voor een ontwerplevensduur van 100 jaar. Al met al blijkt dat hergebruik van prefab liggers een significante invloed heeft op de milieu-impact ten opzichte van het toepassen van nieuwe liggers. LITERATUUR 1?Nederland circulair in 2050, Rijksbreed programma Circulaire Economie. Ministerie van Infrastructuur en Milieu, Ministerie van Economische zaken, 2016. 2?Circulaire ontwerp-principes. Rijkstwaterstaat, Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, 2020. 3?Nooij, S., Willems, A., Heystek, A.P., Sloopoorzaken bruggen en viaducten in en over rijkswegen, INFR160633, IV-Infra, 2016. 4?NEN 6700 Technische Grondslagen voor Bouwconstructies ? TGB 1990 Algemene basiseisen, Nederlands Normalis atie-instituut, 1992. 5?TNO-rapport Analyse van de materiaaleigenschappen voor de bepaling van het afschuifdraagvermogen van bestaande betonnen kunstwerken, TNO-060- DTM-2011-01450-2, maart 2012. Tabel 1?Verschil in duurzaamheid voor de bovenbouw van een viaduct milieukosten [Euro] emissie van broeikasgassen [kg CO?-eq]abiotische grondstoffen [kg Sb-eq] -49% -44%-61% SAMENWERKING Het onderzoek wordt voornamelijk uitgevoerd in het kader van de subsidie SBIR van Rijkswaterstaat. Het werk van de consortiumpart- ners Dura Vermeer, Vlasman Sloopwerken, SGS en Haitsma Prefab Beton wordt zeer gewaar- deerd. De liggers van het beschre- ven onderzoek zijn beschikbaar gesteld door IXAS Gaasperdammer- weg en Aannemer Combinatie Herepoort. Geconcludeerd kan worden dat hergebruik van bestaande liggers veel milieu- vriendelijker en duurzamer is dan het gebruik van nieuw beton 26? CEMENT 6 20 22 CEMENT 6 2022 ?27 Paper Eccentric punching tests on column bases - Influence of column geometry (SC23/3, p. 1316-1332) Door: Jan Ungermann, Philipp Schmidt, Georgios Christou, Josef Hegger https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100744 EXCENTRISCHE PONSTESTEN OP KOLOMVOETEN Experimenteel onderzoek met centrisch belaste kolomvoeten vormt de basis voor de huidige rekenregels voor het ontwerpen op pons. Dergelijke centrische belasting komt in de praktijk echter weinig voor. Veelal treden excentriciteiten op die leiden tot ongelijke schuifspannings- verdelingen langs de controle- omtrek. Om met dit effect reke- ning te houden, kennen we in de rekenregels factor ?, die de dwarskracht verhoogt of de ponsweerstand verlaagt. Om deze ontwerpbenadering te beoordelen is in Duitsland onder- zoek gedaan op basis van 14 excentrisch belaste en 4 cen- trisch belaste kolomvoeten. Hierbij is de excentriciteit in stappen verhoogd van e/b = 0 tot e/b = 1/6. Uit de proeven blijkt onder meer dat de ponsweerstand bij e/b = 1/6 wordt gereduceerd tot 60% van de weerstand bij cen- trische belasting. Bij toenemen- de excentriciteit nemen rotatie, vervorming en ductiliteit van de plaat toe. De vergelijking van de testresultaten met ontwerp- resultaten volgens Eurocode 2, Model Code 2010 en de con- ceptversie van de volgende ge- neratie van Eurocode 2 laat zien dat met alle drie de ont- werpbenaderingen een te lage waarde voor factor ? wordt ge- vonden. Structural Concrete Vol. 23/3  (juni 2022), een speciaal themanummer naar aanleiding van het fib-symposium 2021 in Lissabon, bevat een variatie aan papers. Van een selectie van de papers uit dit nummer staat in dit artikel een Nederlandstalige samenvatting. Opvallend is de coverfoto van het Depot Boijmans van Beuningen en het artikel over het project geschreven door Michiel Niens, Myrte Loosjes en Pim Peters. Deze paper is gebaseerd op de artikelenserie 'Kunstwerk in beton', die in Cement 2019/4 is verschenen. Dit is, net als de rubriek Gelezen in Structural Concrete, het resultaat van de samenwerking tussen Cement en Structural Concrete. Gelezen in Structural Concrete structural concrete RUBRIEK STRUCTURAL CONCRETE Één van de meest toonaangevende internationale vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete (SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib (The international federation for Structural Concrete). Cement plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar). De volledige papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis voor leden van fib). foto 1 Testopstelling ponsproeven 28? CEMENT 6 20 22 EXPERIMENTEEL ONDERZOEK NAAR BETONNEN WINDMOLENSCHACHTEN Paper Experimental study on the joint bearing behavior of segmented tower structures subjected to normal and bending shear loads (SC23/3, p. 1370) Door: Fabian Klein, Florian Fürll, Thorsten Betz, Steffen Marx https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100710 foto 2 Proefopstelling van windmolenschacht op schaal 1:10 In Duitsland is experimenteel onderzoek gedaan naar het constructieve gedrag van uit prefab-betonnen elementen opgebouwde windmolenschachten. Hierbij is een con- structie in schaal 1:10 met 'droge' horizontale verbindingen beproefd. Het doel was het bepalen van het gedrag onder normaalkracht (externe voorspanning), buiging, dwars- kracht en torsie en het afleiden van efficiëntere en realistischere ontwerpmodellen. De overdracht van schuifspanningen tussen de afzonderlijke segmenten wordt verzorgd door wrijvingsweerstand in de horizontale voegen als gevolg van voorspanning. De huidige ontwerpmodellen zijn gebaseerd op vlakke flensoppervlakken aan de boven- en onderkant van de segmenten en gaan uit van een ideale ronde ringvorm. Dit ver- onderstelt een constante normaalspanningsverdeling voor de drukverbinding. De resultaten uit het onderzoek laten zien dat geometrische imperfecties een signifi- cant effect hebben op de belastingoverdracht in de verbinding en dus ook op de dr aagkracht. Uit numerieke modellen blijkt dat de invloed van radiale en tangentiële golving aanzienlijk groter is dan verminderde contactoppervlak als gevolg van slijtage, holle ruimtes en een niet-ideale cirkelvorm. Dit beeld werd bevestigd in de experimen - tele resultaten. Het is nog niet mogelijk om te beoordelen of dit moet leiden tot een aanpassing v an de gebruikelijke wrijvingscoëfficiënten. Het is daarbij noodzakelijk rekening