ir. H. J. DE VRIES, stafmedewerker Dienst van Weg en Werken, N.V. Nederlandse SpoorwegenDe monorail, het openbaar vervoer en de betontechniek*U.D.C. 625.43.002.71 . 524.92.0)2.4transport per monorail en betontechniekInleidingOnder de verkeersdeskundigen wint de gedachte steeds meer veld,dat de verkeersproblematiek in de grote steden en agglomeratiesalleen kan worden opgelost door het scheiden van openbaar enparticulier vervoer, terwijl daarbij aan het openbare vervoer prio-riteit moet worden verleend.Op welke wijze de gemiddelde rijsnelheid in de drukste stratenvan een aantal grote steden wordt be?nvloed door het spitsuurver-keer en hoe hoog die snelheden zijn, komt duidelijk tot uiting infiguur 1. De gemiddelde rijsnelheid bedraagt bij voorbeeld voorRome in de stille uren 18 km per uur en daalt tijdens de avond-spits tot 5 km per uur. Die lage snelheden gelden dan echter uiter-aard ook voor het openbare vervoermiddel, dat zich in die ver-keersstroom bevindt of zich daarin voegt. Dat daardoor het hand-haven van een strakke dienstregeling en het bereiken van de opti-male vervoerscapaciteit onmogelijk wordt, spreekt voor zichzelf.Met een scheiding van beide soorten verkeer bereikt men drie doe-len:1. Het openbaar vervoer wordt niet meer gehinderd door het ove-rige verkeer, waardoor de exploitatiesnelheid sterk stijgt, zodatde rijtijden korter worden en de exploitatie eenvoudiger en goed-koper kan geschieden door grotere regelmaat en snellere wa-genomloop.2. Het particulier vervoer wordt niet meer gehinderd door het stop-pende, railgebonden openbare vervoermiddel, noch door invoe-gende en stoppende bussen, zodat ook de doorstroomsnelheidvan het particulier vervoer toeneemt.3. De bedragen, nodig om een adequate oplossing te bereiken,zijn belangrijk kleiner dan het geval is bij een tegemoetkomingaan het particulier vervoer.Op welke wijze de exploitatiesnelheid toeneemt voor de openbarevervoersmiddelen bij een scheiding van particulier en openbaarvervoer, toont onderstaande tabel 1.type vervoermiddel exploitatiesnelheid in km per uurbus en tram 20sneltram 25stadsspoorweg 35gewestelijke spoorweg 50De methoden, waarop die scheiding tussen openbaar en particulier.vervoer tot stand kan worden gebracht, verschillen al naar hetniveau, ten opzichte van de straat dat voor het openbaar vervoerwordt gekozen.* Lezing op de Nederlandse Betondag 1965.1) Zie de lezing op de Betondag 1965 van ir. A. J. Chr. D e k k e r in ??n der vol-gende nummers van Cementfig. 1. overzicht vanreissnelheden in gro-te stedenScheiding op gelijk niveau kan worden verkregen door het herin-delen van het beschikbare straatprofiel, met daarin een eigen baanvoor bus of tram, dan wel door het aanleggen van zulke eigenbanen. Voorbeelden hiervan zijn de sneltram te Amsterdam naarOsdorp en de zogenaamde Nebenbahnen in het Ruhrgebied.Ook kan het openbaar vervoer onder het straatniveau worden ge-bracht door het aanleggen van een net van tunnels. Zo is in figuur2 een voorbeeld gegeven van een tunnel voor busverkeer, aange-legd in een stedebouwkundig en architectonisch waardevolle omge-ving. Bekende voorbeelden zijn de tramtunnels in Brussel, dem?tro's in grote wereldsteden als Parijs, Londen, Moskou, Milaan,New York, en in ons land de in aanleg zijnde m?tro te Rotterdam.Ten slotte kunnen viaducten en overeenkomstige constructies wor-den gebouwd, waardoor het openbaar vervoer zich afspeelt op eenniveau, dat boven het overige verkeer is gelegen. In de lezing vanir. D e k k e r 1) is reeds uitvoerig ingegaan op een dergelijke op-lossing: het m?troviaduct te Rotterdam-Zuid. Foto 3 toont eenmaquette van dat viaduct. Een soortgelijke oplossing is gepro-jecteerd voor Los Angeles. Het aan te leggen vervoersnet heeft eenlengte van 22,5 km. Figuur 4 toont een doorsnede van het ontworpenviaduct voor Los Angeles.fig. 2. ontwerp tunnel voor busverkeer in Rome foto 3. maquette m?tro-viaduct te Rotterdam-Zuid86 Cement XVIII (1966) Nr. 2tabel 2, overzicht bestaande monorails Opmerking.'speciaal' betekent t.g.v. tentoonstelling, e.d.;bij voertuigen betekent de aanduiding 2 x 3 bijv. 2 treinen van elk drie eenheden;(gekoppeld) = treinen rijden gecombineerd.Ook bij de monorailsystemen wordt de scheiding bewerkstelligddoor het aanbrengen van de draagconstructie boven straatniveau.Het oudste voorbeeld van zo'n monorail is de Schwebebahn teWuppertal in het Ruhrgebied. Het is een luchtspoorweg, waarbij dewagons hangen aan een stalen baan, gedragen door V-vormige sta-len jukken. De baan is grotendeels gebouwd boven de rivier deWupper, zodat van de geografische situatie een nuttig gebruik is ge-maakt (foto 5). Daarnaast bestaat er thans een aantal banen volgensfoto 5. 'Schwebebahn' te WuppertalCement XVIII (1966) Nr. 2 87plaats jaar doel exploitatievorm"lengte hellingmax.in 0/00kleinsteboogstraalin maantaltussen-haltenaantalvoertuigenmax.snelheidin km/u.aantalwisselssysteem gemiddeldehalte-afstandin mdubbelspoorin kmenkelspoorin kmWuppertal 1901 openbaarvervoerluslijn 13,3 -- 40 90 13 ? 5 0 x 2 60 --(excl.remises)Langen 775F?hlingenbei K?lnWalt-1957 proefbaan pendel -- 1,6 15 250 -- 1 x 1 80 2 Alweg --Disneyland 1959en1961recreatie ringlijn -- 3,8 70 36,5 -- 3 x 4 72 2 Alweg --Turijn 1961 speciaal pendel -- 1,16 50 -- -- 1 x 3 80 -- Alweg --Seatlle 1962 speciaal pendelop iederebaan1,59 -- 15 76 -- 2 x 3 85 -- Alweg --Inuyama[Japan)1962 recreatie pendel -- 1,4 97 150 1 2 x 3(gekoppeld;45 -- 700YomiuniHaneda-1964 recreatie luslijn -- 3,1 65 100 3 3 x 3 40 1 1000Tokiolijn 1964 openbaarvervoerIweerichtingverkeer13,20 0,7 60 120 3 7 x 1 +2 x 640 5 6500Houstonskyway1956 proefbaan pendel -- 900 -- 1 x 1 80 -- asymetrischehangbaan--Dallasskyway1956 speciaal pendel -- 0,487 -- 80 -- asymetrischehangbaan--Tokio 1957 proefbaan pendel -- 0,366 -- asymetrischehangbaan--Chateau-neuf surLoire.1960 proefbaan pendel -- 2,00 80 Safege --WorldFairNew York1964 recreatie tweerichting 1,216 -- 6x2 Safege ?DresdenLoschwitz?1910bergbaan tweerichtingHanoyaJapan1965 Safege ?fig. 4. doorsnede ge-projecteerde stads-spoorweg te LosAngelesfoto 6. proefbaan van het systeem Safege-transport te Chateau-neuf-sur-Loirefig. 7. schema 'Houston-Skyway', U.S.A.fig. 8. systeem Lar-tiquefig. 9. principe vande Alweg-monorail,met plaatsing van dehorizontale geleide-wielenhet Alweg-systeem, onder andere te Tokyo, Turijn en Seattle, eneen volgens het systeem Safege-transport te Nagoya in Japan.Principe van de monorailVan de monorailsystemen is het theoretische beginsel, dat de voer-tuigen slechts door ??n rail worden gedragen in plaats van doortwee, zoals bij de normale railvoertuigen. Ook de horizontale ge-leiding geschiedt soms door deze rail.De monorail kan men onderscheiden in eigenlijke en oneigenlijkemonorailsystemen. Bij de eigenlijke monorail bevindt de wagenbaken daarmede het zwaartepunt zich als regel beneden het steunvlakvan de draagwielen, zodat in rusttoestand een natuurlijk evenwichtis gewaarborgd. Voorbeelden daarvan zijn de reeds genoemdeSchwebebahn te Wuppertal (foto 5), het Safege-systeem [foto 6),dat nader zal worden beschreven en de Houston-skyway in deU.S.A. (fig. 7). Het Safege-systeem is een symmetrisch monorail-systeem, hetgeen betekent, dat de wagenbak zich midden onder dedraagbalk bevindt en de wielstellen, waaraan de wagenbak hangt,op de onderflenzen van die balk rijden.De Houston-skyway is een monorail met asymmetrische ophanging.De arm, waaraan de wagenbak hangt, grijpt om de draagbalk heenen draagt op de wielstellen, die op de draagbalk rijden (fig. 7).Soms bevindt het zwaartepunt zich w?l boven het steunvlak, zodathet evenwicht slechts op kunstmatige wijze kan worden verkregen.In een dergelijk geval is er slechts sprake van een eigenlijk of echtmonorailsysteem, als het evenwicht dan toch van binnen uit de voer-tuigen wordt gehandhaafd door de gyroscopische werking van eenvliegwiel met verticale as, dat voor de nodige dwarsstabiliteit zorgt.Hoewel proeven met zulke systemen zijn genomen, zijn praktischetoepassingen niet bekend.Meestal echter wordt bij boven op de draagbalk rijdende mono-railvoertuigen het evenwicht verzekerd door het aanbrengen vanhorizontaal geplaatste geleiderollen of dwangrollen tegen de zij-kant van deze draagbalk. Dat was reeds het geval bij het systeemvan Lartigue, dat in 1882 werd toegepast voor een baan in Algiers(fig. 8). De baan had een lengte van 105 km.Het bekendste systeem is dat van Behr, dat uit 1888 dateert. Daarbijwordt elk draagwiel geflankeerd door twee paar verticaal bovenelkaar geplaatste geleiderollen, aan elke zijde van de draagbalk eenpaar. Door de verticaal boven elkaar geplaatste wielen wordt hetkantelen voorkomen, door ieder horizontaal stel de geleiding langsde balk afgedwongen.Bij deze constructies is dus sprake van een oneigenlijke monorail.Het Alweg-systeem behoort daartoe. Bij de nieuwste uitvoering zijnaan iedere kant van de balk drie geleidewielen aangebracht. Figuur9 is een gedeeltelijk opengewerkte tekening van een Alweg-voertuig,waarop de constructie duidelijk uitkomt.Ter onderscheiding van de hangbanen spreekt men wel van zadel-banen.Het psychologische bezwaar van zulke zadelbanen schijnt vooral ge-legen te zijn in de kunstmatige wijze waarop moet worden bereikt,hetgeen elk normaal tweerailsysteem van nature heeft, nl. evenwichten stabiliteit.88Cement XVIII (1966) Nr. 2foto 11. draaistel vaneen Safege-voerfuigfoto 10. gedeelte van het traject Tokyo -- Haneda Airport foto 72. draaistel van een Alweg- voertuigToepassing monorailDe vraag rijst nu wanneer dergelijke systemen in een stad of agglo-meratie op hun plaats zijn.In het algemeen mogen zij beslist niet worden gezien als een moder-ne vervanging van reeds bestaande en soms zo verguisde systemenvan openbaar vervoer. De investeringskosten blijken bij nadere stu-die zo hoog, dat slechts bij een aanbod per reisrichting van 10 ?20 000 reizigers per uur een redelijke exploitatie mogelijk is. Boven-dien kan men dikwijls met een klein gedeelte van het geld, datnodig is voor het aanleggen en installeren van een dergelijke baan,het bestaande openbare vervoersnet zodanig reorganiseren enmoderniseren, dat het de strijd tegen de monorail goed kan opne-men.De monorailsystemen zijn slechts dan op hun plaats als er behoeftebestaat aan een nieuwe, snelle verbinding voor openbaar vervoermet grote capaciteit tussen groeiende woon- en werkgebieden, waar-in niet kan worden voorzien door aanvulling of verbetering vanreeds aanwezige vervoerssystemen. Een voorbeeld van zo'n nieuwelijn is verbinding van het Haneda-vliegveld nabij Tokyo met het cen-trum van die stad (foto 10). De baan is daarbij over een groot ge-deelte in de baai van Tokyo, evenwijdig aan de oever gebouwd.Heel globaal kan worden gesteld, dat steden met een inwonertalvan minder dan 300 000 personen niet aan een monorail behoeven tedenken. In hoeverre in de grote Nederlandse steden er mogelijkhe-den zijn voor de aanleg en de exploitatie van een of meer mono-railverbindingen is een vraag die buiten het kader van deze voor-dracht valt en waarvan de beantwoording gaarne aan meer deskun-digen wordt overgelaten.Analyse van de systemenEen analyse van de aangeboden systemen leert, dat er thans slechtstwee belangrijke systemen bestaan, die overigens beide hun feite-lijke bestaansrecht nog moeten bewijzen.Het zijn de reeds genoemde Safege-baan, een hangbaan van Franseorigine en de eveneens reeds genoemde A/weg-monorail, een zadel-baan van Zweeds-Duitse oorsprong en zo genoemd naar de pro-motor, de Zweedse industrieel Axel Wenner-Gren.Zij zullen thans nader worden besproken en onderling vergeleken.Bij de Safege-baan wordt de draagconstructie gevormd door eenomgekeerde U-vormige balk [foto 6), waarbij tegen de beide benenCement XVIII (1966] Nr. 2van de holle balk horizontale draagvlakken zijn aangebracht. Debeide draagvlakken zijn dus door een spleet over de volle lengtevan de balk gescheiden.De wagenbak hangt met behulp van korte kabels aan de twee wiel-stellen, die op de bovengenoemde draagvlakken binnen in de balkrijden. Aan de wielstellen is aan iedere zijde een paar horizontalegeleidewielen aangebracht, die lopen langs verticaal geplaatste ge-leidingen aan de binnenzijde van de holle balk. Het is dus eigenlijktoch een tweerailsysteem met een kleine wielbasis en een apartegeleiding (foto 11).Bij de Alweg-baan rijdt de wagenbak boven op het platte vlak vaneen betonnen draagbalk en worden, zoals reeds is aangegeven, dewielstellen zijdelings gesteund door horizontale geleidewielen, vol-gens het systeem Behr (foto 12).Het is voor geen van beide systemen essentieel, dat zij hoog bovende grond rijden. Dat is slechts een gevolg van bijkomende factorendie voortvloeien uit de toepassing.89fig. 13 a-b. vergelijking tussen tweerailsystemen en monorailsystemenbij gebruik van verschillende niveau's boven de straatWelke de consequenties zijn van de keuze van het niveau boven destraat voor een normaal tweerailsysteem, zoals een stadsspoorweg,en voor de beide hier besproken monorailtypen blijkt duidelijk uitfiguur 13.Vervoer op of nabij straatniveau betekent voor de stadsspoorwegde aanleg van bij voorkeur gescheiden banen, met gelijkvloersekruisingen of viaducten en dergelijke voor het kruisende wegver-keer.Voor de Safege-baan is de aanleg van een draagconstructie vereist,waarvan de onderzijde van de draagbalk op ten minste 3,5 m bovende straat is gelegen en verder het reserveren van een vrije baandaaronder, die breder is dan die van de stadsspoorweg. Dat houdtverband met het grotere profiel van vrije ruimte, dat het Safege-voertuig nodig heeft als gevolg van de beperkte slingerbeweging diehet kan ondergaan.Hoewel theoretisch geen extra voorzieningen nodig zijn om kruisendverkeer te laten passeren, kan dat toch niet worden toegestaan, in-dien men prijs stell op een ongestoorde exploitatie. Daarom moetde baan in deze situatie ter plaatse omhoog worden gebracht omkruisingsvrij te worden gemaakt.Voor de Alweg-baan moet eveneens een complete draagconstruc-tie worden aangelegd. Daarbij vormen de draagbalken, die dan opstutten van ca. 0,50 m hoogte moeten worden geplaatst, een obsta-kel, waarvan het bovenvlak op ongeveer twee meter boven de straatis gelegen. Ook hier is weer een volledige vrije baan nodig, terwijlkruisend verkeer aparte voorzieningen nodig maakt.Kiezen we een niveau, dat boven de straat is gelegen, dan dienenvoor de stadsspoorweg viaducten te worden aangelegd, waarvande ligging van de onderzijde ten opzichte van de straat bepaaldwordt door de vereiste vrije hoogte, die ter plaatse van kruisingenmet het wegverkeer bijv. 4,50 m kan bedragen en bij parkeergele-genheden toch ten minste 3,00 - 3,50 m moet zijn. Aangezien bij deSafege-baan de wagenbak onder de balk hangt, moet daarvoornu de draagconstructie zo hoog boven de straat worden aangelegd,dat de onderzijde van de balken zich ten minste 8 m boven de straatbevindt, wil het wegverkeer vrij kunnen kruisen (fig. 13b).Bij de Alweg-baan ten slotte dient de gehele draagconstructie opkolommen te worden geplaatst, zodat bij wegkruisingen de vrijehoogte onder de draagbalken ten minste 4,50 m bedraagt. Is heteen dubbelsporige baan, die evenwijdig aan de straat loopt, waar-bij dan kolommen met dwarsarmen worden gebruikt (fig. 28), danis de hoogte onder de balk ten minste 5,90 m.Gaat men bij vervoer onder straatniveau uit van het tunnelprofielvoor een stadsspoorweg, waarvoor hier het profiel van de Rotter-damse m?trotunnel is gekozen, dan blijkt dat voor het ondergrondsdoorvoeren van een Safege-baan een tunnelprofiel met een groterehoogte nodig is, vaawege de afmetingen van de draagbalk, envoorts met een grotere breedte, namelijk voor een dubbelsporigetunnel 1,20 m meer, vanwege de reeds genoemde zijdelingse slinger-beweging, die een verbreding van het profiel van vrije ruimte van0,30 m aan elke zijde noodzakelijk maakt.Voor de A/weg-baan moet de tunnel hoger worden, omdat extrahoogte voor de draagbalk vereist is (fig. 13 De breedte is gelijkaan die bij de m?trotunnel.Zowel voor de Safege- als voor de Alweg-baan blijkt de onder-grondse verbinding op een dieper niveau te moeten worden aan-gelegd dan de normale m?trotunnel.fig. 73c. vergelijking tus-sen tweerailsystemen enmonorailsystemen voorondergronds verkeer90Cement XVIII (1966) Nr. 2Ter vergelijking is ook het dwarsprofiel van een moderne dubbel-sporige spoorwegtunnel afgebeeld. Duidelijk blijkt daaruit, dat eenmoderne spoorweg, waarop zowel personen- als goederenvervoerplaats vindt, een veel groter profiel vraagt, nog vergroot door deruimte die ingenomen wordt door de stroomafnemers.Wat de consequenties kunnen zijn van een vervoermiddel met eenspeciale hang- of draagconstructie, blijkt duidelijk uit een verge-lijkende studie, gemaakt ten behoeve van een ontwerp voor eennieuw openbaar vervoersnet voor San Francisco, het Bay AreaRapid Transit System Project (3). riet net dat rond de baai van SanFrancisco wordt aangelegd, krijgt in de eerste fase een lengte van135 km. Daarvan is 47 km normale spoorbaan, 56 km wordt hoog-spoor op viaducten en 36 km is ondergronds geprojecteerd.Men heeft, na vergelijking van monorail- en tweerailsystemen, ge-kozen voor een normaal stadsspoorwegsysteem met maximale snel-heden van 145 km per uur.Bij de toepassing van een monorailconstructie zouden de extrakosten, nodig voor de in deze situatie overbodige draagconstruc-ties, alsmede voor de vergroting van de tunnelprofielen, een extrauitgave hebben gevergd van 100-200 miljoen gulden.Bovendien bleek het energiegebruik door de rubberbanden, waaropde monorails rijden, ten opzichte van stalen wielen 10 tot 25% hogerte zijn.Zulke nieuwe transportsystemen worden dikwijls gelanceerd metslogans, waarin snelheden van 200 - 300 km per uur worden gesug-gereerd. Dit zijn echter zulke hoge snelheden, dat daaraan, voor deverbindingen tussen -woon- en werkgebieden, althans bij Europeseverhoudingen, geen behoefte bestaat, en die in feite technisch eneconomisch nog niet verantwoord zijn. De reden daarvan zullennog duidelijk worden gemaakt.Gelukkig treft dit verwijt niet de ontwerpers van de Safege- en deAlweg-baan, die ten aanzien van de snelheid een re?le oplossinghebben gekozen. W?l dreigt dit gevaar voor het thans met steunvan de Franse regering gepousseerde systeem Berfin, een monorailop luchtkussens en met propelleraandrijving, waarmee men snel-heden van 300 - 400 km per uur hoopt te bereiken. Een proefbaanis in voorbereiding.Zoals reeds is toegelicht, hangt bij het Safege-systeem de wagen-bak met behulp van korte kabels aan twee wielstellen, ieder voor-zien van vier draagwielen. De wielen zijn voorzien van rubberban-den van het type 'Michelin Metallic', dat met stikstof wordt gevuld(foto 11). Dezelfde banden worden in de Parijse m?tro toegepastbij de rijtuigen van lijn 11.Op ieder van die banden is een dienstbelasting toelaatbaar van 5 tf,zodat per ophangpunt de belasting ten hoogste 20 tf mag bedra-gen, het gewicht van het wielstel inbegrepen.De gemiddelde snelheid dient daarbij niet hoger te worden dan80-90 km per uur, terwijl de topsnelheid tot 120 km per uur moetworden beperkt, omdat anders als gevolg van de grote warmte-ontwikkeling de banden zeer snel slijten. Het Safege-systeem is daar-bij in het nadeel ten opzichte van andere systemen, omdat de afvoervan de warmte door de gesloten doorsnede van de balk wordt be-lemmerd.Hogere snelheden kunnen op dit moment technisch alleen wordenbereikt met behulp van stalen wielbanden op stalen rails, maar hetdaarbij geproduceerde lawaai, dat bovendien door de holle balkwordt versterkt, zou onaanvaardbaar worden. Ook is de dan ver-eiste nauwkeurigheid in de ligging van de horizontale en verticalegeleidingen, hier vier in totaal, vrijwel niet realiseerbaar. Eveneensschiet men dan feitelijk het doel voorbij, omdat de afstand tussende stopplaatsen groter zou moeten worden dan normaal, om diehoge snelheid te benutten, waarbij dan nog komen de grotere rem-en aanzetwegen. De rubberbanden geven juist door hun groteweerstand op de houten draagvlakken een groot remvermogen metkorte remwegen. De horizontale wielen zijn eveneens voorzien vanrubberbanden, terwijl geremd wordt met schijfremmen die daar-achter zijn gemonteerd.De toelaatbare hellingen zijn afhankelijk van het ge?nstalleerdemotorvermogen, de vereiste snelheid en de toelaatbare versnellin-gen en vertragingen. Daarbij is dus in wezen geen verschil tussenandere motorvoertuigen op rubberbanden.Voor de boogstralen geldt hetzelfde. Ze worden beperkt door demogelijkheden die de zijdelingse geleiding van het wielstel toelaat,alsmede door de nog toelaatbare middelpuntvliedende versnellingop reizigers en voertuig.Het voertuig kan daarbij naar twee zijden tot 7,5 ? uitzwaaien. Debeweging wordt beperkt door dempers in de ophanging. De mini-male boogstraal is 30 m, maar daarbij kan slechts stapvoets wor-den gereden. Voor normale reissnelheden zijn bogen vereist met100 tot 250 m straal.De draagconstructie bestaat dus uit een holle balk met aan de openonderzijde twee draagflenzen. Er is een uitvoering in voorgespan-fig. 14. doorsnede voorgespannen betonbalk van deSafege-baannen beton (fig. 14) en voorts een in staal (fig. 15). Met de geheelgeprefabriceerde en voorgespannen betonbalken kunnen openingentot ten hoogste 30 m worden overspannen.Een dergelijke balk is uitwendig 1,90 m breed en 1,85 m hoog. Dewanddikte bedraagt 0,10 m, terwijl de balk om de 2,50 m is ver-sterkt met rondgaande verstijvingsribben. Het hout van de draag-vlakken is bevestigd op 'stalen profielen, de horizontale wielen heb-ben houten geleidingen, bevestigd op het beton.De stalen balk volgens figuur 15 is bedoeld om afstanden tot 60m te overbruggen en is uitwendig 2,12 m breed en 2,60 m hoog. Defig. 15. doorsnede stalen balk van de Safege-baanCement XVIII (1966) Nr. 2 91fig. 17. luchtspoorwegvolgens het Safege-sy-steem boven een stads-straat (onjuiste voorstel-ling van zaken)92 Cement XVIII (1966) Nr. 2Een ander misleidend voorbeeld toont figuur 18. Gesuggereerdwordt, dat een tunnel veel dieper onder de grond ligt (en moet lig-gen), dan een luchtspoor er boven. Wanneer echter het luchtspoorop de tekening zijn goede plaats krijgt, zodat een vrije hoogteontstaat van 5 m voor het wegverkeer in plaats van 2,25 m, zoalsnu getekend ter plaatse van de luchtbrug, dan is het verschil nietmeer zo pregnant.De baan van de Alweg-monorail bestaat in beginsel uit een rij vrijopgelegde balken van gewapend beton of voorgespannen beton,elk met een lengte van ten hoogste 30 m. De balken zijn hol en heb-ben een rechthoekige doorsnede met plaatselijk teruggenomen zij-vlakken (fig. 19). Het bovenvlak vormt het rijvlak voor de draag-wielen; de uitstekende delen van de zijvlakken zijn de steunvlak-ken voor de horizontale geleidewielen. Bij toepassing van stalenwielen hadden we hier in totaal zes stalen rails moeten monteren,een welhaast onbegonnen werk.De balken worden vervaardigd in een stalen bekisting die doormiddel van vijzels verstelbaar is, zodat alle gewenste krommingenen verkantingen kunnen worden aangebracht (foto 20). Het spoorkan daardoor een vloeiend verloop krijgen, waardoor het rijcom-fort zeer hoog is.In het begin werden de balken, zoals gebruikelijk, in omgekeerdeliggging gestort, ten einde een goed strak en glad rijvlak te verkrij-eng. De balk moet daarna echter worden gedraaid. Thans wordende balken in de juiste stand gestort en het bovenvlak daarna opeen speciale, nog niet vrijgegeven wijze, verdicht en afgewerkt, zo-dat de vereiste kwaliteit direct wordt verkregen en een handelingwordt uitgespaard.Al naar de omstandigheden wordt er voorgespannen met zowelvoor- als nagerekt staal, waarbij men vrij is in de keuze van hetsysteem. Zo zijn in Japan voor de Haneda-baan, Leoba-, Freyssi-net- en Dywidag-kabels gebruikt, in verband met de vereiste pro-duktiesnelheid.De binnenbekisting is uitneembaar, behalve voor de gebogen bal-ken, die een gesloten uiteinde hebben, en waarvoor een specialeverloren bekisting wordt gebruikt.Zoals foto 21 laat zien, worden de balken vrij opgelegd, op specialeopleggingen die ook berekend zijn op torsiemomenten, en die bijenkelsporige banen zijn aangebracht boven de koppen van demeestal rechthoekige kolommen (fig. 22a-b).Die kolommen worden gemaakt van gewapend beton of van voor-gespannen beton en zijn in de fundering ingeklemd. Balken en ko-lommen vormen aldus een statisch bepaald geheel.Alle lengteveranderingen worden door een der opleggingen opge-vangen, waarbij een ingebouwde nok er voor zorgt dat de balkenniet zijdelings kunnen verschuiven en dat horizontale reactie, bijv.door wind of middelpuntvliedende krachten kunnen worden opge-nomen. Hoekverdraaiingen als gevolg van belastingen, krimp enfoto 20. verstelbare bekisting voor balk volgens Alweg-systeemkruip kunnen vrij plaatsvinden, terwijl de opleggingen uiteindelijkdragen op twee cilindrisch gevormde onderzadels (foto 21).Voor een goede en geruisloze overgang van de ene balk naar deandere worden op het bovenvlak en de vooruitspringende zijvlak-ken, vingervormig in elkaar grijpende overgangsplaten aangebracht,waarover de geleidewielen rollen.Bij de Safege-baan is de oplossing van het dilatatieprobleem mindereenvoudig als gevolg van de vrij starre bevestiging aan de kraag-armen. Daar worden de balken in lengten van vier velden, dus over120 tot 240 m tot een geheel verenigd, hetgeen dus om de vier veldenovergangsconstructies en compensatie-lassen nodig maakt. Het pro-bleem is daarbij min of meer analoog aan dat van langgelastesporen.foto 21. oplegging van balk volgens Alweg-systeem op een kolom;links de beweegbare, rechts de vaste oplegging.Cement XVIII (1966) Nr. 293fig. 19. doorsnede enaanzicht balk van deAlweg-baanOp welke wijze bij de Alweg-monorail de kolomconstructie bijdubbelsporige banen kan worden opgelost, is in figuur 28 aange-geven. De balkconstructie blijft gelijk, maar de kolom krijgt een V-vormige dwarsarm waarvan de einden de balken ondersteunen. Despatkracht wordt opgenomen door een trekstang, die in figuur 28is aangegeven door een dubbele lijn. De beide delen van de kolomworden met behulp van kunststofmortels en voorspanning tot eengeheel verenigd.Een voorbeeld van een dergelijke dubbelsporige baan is de, reedsin de inleiding genoemde, monorail te Seattle in de Verenigde Sta-ten. Ook dit is een tentoonstellingsoverblijfsel, dat echter nog steedsin dienst is en waarvan uitbreiding wordt overwogen, in tegenstel-ling tot de baan in Turijn, waarvan, voor zover de inlichtingen juistzijn, de exploitatie is gestaakt.In Seattle zijn de kolommen van een wat andere vorm dan is af-gebeeld in figuur 28, terwijl ze bovendien ter plaatse zijn gestortals een monoliet. De bekistingen zijn in de as van de geprojecteer-de baan op de straat opgesteld, nadat eerst de funderingen warenaangelegd. Deze funderingen bestaan uit boorpalen met een lengtevan 7,50 m en een diameter van ca. 1,35 m. Aan de voet zijn dezeverbreed tot een diameter van 3,00 m, terwijl ze aan de kop zijnvoorzien van een vierkante voetplaat met zijden van 2,70 m waaropde kolommen rusten. De bovenkant van die platen ligt ca.1,20 m onder straatniveau. De kolommen werden door middel vaneen autokraan op de voetplaat gezet en daarop met voorspanbou-ten vastgezet (foto 29). Het uiteindelijke resultaat toont foto 30. Devrije hoogte onder de armen bedraagt 5 m, onder de balken 6 m.Bij grote overspanningen, bijv. bij kruisingen van wegen, spoor-banen en kanalen, is de lengte van de normale Alweg-balk somste klein. Figuur 31 toont op welke ingenieuze wijze het basissysteemdan kan vari?ren. Op de pijlers vastgespannen en naar weerszijdenuitkragende consoles dragen een reeks normale, korte balken, ter-wijl de opening tussen de twee consoles door een balk van 20 m wordtgesloten.Op deze wijze kunnen overspanningen van 35 m en 50 m wordenoverbrugd. Wel kost deze methode extra constructiehoogte overhet middengedeelte van de overspanning.In moeilijke situaties worden speciale montageconstructies gebruikt,die berusten op het principe dat lange stalen hulpliggers over hetgereedgekomen gedeelte van de baan in langsrichting tot op devolgende kolom of pijler worden geschoven, waarna de balk, han-gend aan die ligger, op zijn plaats kan worden gerold (foto 32).94 Cement XVIII (1966) Nr. 2fig. 22. fundering en kolom van de Alweg- te TurijnEen goed voorbeeld van een enkelsporige Alweg-baan is de draag-constructie van de Alweg-monorail te Turijn, aangelegd ter gelegen-heid van de viering van het 100-jarig bestaan van de Italiaanseeenheid, en bedoeld als verbinding van de stad Turijn met het ter-rein van de jubileumtentoonstelling. Uit welke elementen de balken,kolommen en funderingen van deze baan zijn samengesteld, toontfiguur 22a-b.Daarnaast geeft een aantal foto's de verschillende uit-voeringsstadia weer, zoals het stellen van de kolommen in de fun-deringsblokken (foto 23), het monteren van de balken, die per autoworden aangevoerd, met behulp van twee autokranen (foto 24), enhet justeren van balken en opleggingen met behulp van een spe-ciale montagewagen, die over de balken rijdt (foto 25). Een close-up van het voertuig, alsmede een deel van de complete baan, ge-plaatst in een kunstmatig meer, tonen de foto's 26 en27.foto 23. plaatsenvan de kolommen(Turijn)foto's 24-25. plaatsen van de balken en opleggingen met behulp van resp. autokranen enspeciale montagewagen (Turijn)foto 26. het voertuig (Turijn)foto 27. de baan in gebruik (Turijn)fig. 28. Alweg-sy-steem bij dubbelspo-rige baanCement XVIII (1966) Nr. 2 95foto's 29-30. beeldvan de uitvoering ende voltooide baanvan de Alweg-mono-rail te Seattlefig. 31. constructiebij grote overspan-ningen van een Al-weg-baanfoto 32. plaatsen van de balken in moeilijke situaties bij Alweg-baan oto 34. wisselcomplex in een Alweg-baan (in drie standen)fig. 33. schema-tische voorstel-ling wissel inSafege-baanUit dit alles blijkt de belangrijke plaats, die de prefabricage bijdeze systemen inneemt.Wissels en kruisingenBij elke spoorweg zijn wissels en kruisingen nodig, tenzij men ge-noegen neemt met een ringlijn zonder remises, enz.Bij normale spoorwegen vinden kruisingen veelal gelijkvloers plaats,soms te zamen met splitsingen. Bij de meeste spoorwegcentra vin-den we dergelijke situaties.Bij de monorailsystemen is echter alleen vrij kruisen mogelijk. Deene baan gaat dus vrij over de andere heen. Dat betekent echter,dat beide banen ca. 5 m in hoogte verschillen, terwijl ?f de ene?f de andere baan moet dalen of stijgen.Door een dergelijke situatie wordt de communicatie tussen beidebanen zeer bemoeilijkt. Zulke kruisingen zijn immers bijna aange-wezen als plaatsen voor overstapstations. Daarvoor zijn echter om-vangrijke voorzieningen nodig ?n volledige inrichtingen op tweeniveaus, waarbij de perrons als regel ook nog haaks op elkaarstaan.Kruisingen in spoorwegtechnische zin zijn dus bij een monorail on-bestaanbaar. Wel kunnen zulke banen via een wissel samenkomen96 Cement XVIII (1966) Nr. 2en weer splitsen, maar dat betekent het verweven van twee ver-voersstromen en dus een belangrijke daling van de capaciteit.De wissels zelf vormen eveneens nog een groot probleem. Voorde Safege-baan is het principe ongeveer gelijk aan dat van eennormaal spoorwegwissel.De rijbanen van de naar elkaar toegekeerde zijden van twee sa-menkomende banen lopen uit in een wisseltong, die naar behoefteverschoven kan worden en dan ?f het rechte ?f het kromme spoorvrij geeft (fig. 33).Het wissel, dat in staal wordt uitgevoerd, is zelfs openrijdbaar, zo-dat bij een verkeerde wisselstand de wisseltong door de wielen inde goede stand kan worden geduwd. Die tong is echter gedurendedie beweging over de gehele lengte vrijdragend en het gevaar, datdeze dan door die onverwachte beweging en belasting wordt ge-deformeerd, is niet denkbeeldig.foto 35. station van de 'Schwebebahn' te WuppertalBij het Alweg-systeem bestaat het wissel uit een, in het horizontalevlak buigzame balk van staal met een lengte van 33,50 m, die naelke 11 m wordt gesteund door zijdelings verplaatsbare rolwagens(foto 34).Deze rolwagens bewegen zich via kraanrails op de koppen van desteunpunten. Aan ??n einde bevindt zich een scharnier met verti-cale as; het andere einde kan worden verschoven tot het aansluitaan de andere baan.De juiste vorm van de stalen balk, waardoor deze vloeiend over-gaat van de ene in de andere stand, wordt verkregen door het aan-liggen van de balken tegen daartoe op de tussensteunpunten aan-gebrachte nokken.Het wissel kan worden bereden met een snelheid van 45 km peruur. Ook hier worden de vingervormige overgangen toegepast,waarbij de bovenste v??r het verschuiven van de balk wordt op-gelicht. Voor eenvoudiger situaties is nog een wissel ontworpen,bestaande uit twee scharnierend met elkaar verbonden balken vanvoorgespannen beton, met een totale lengte van 31,50 m. De rij-snelheid in de afwijkende stand bedraagt slechts 10 km, zodat hetalleen in aanmerking komt voor remisesporen en opstelsporen.Alle wissels, ook die van de Safege-baan, kunnen elektrisch wor-den beveiligd. Kruiswissels en Engelse wissels bestaan voor demonorails niet.Welke omvang de problematiek op het gebied van wissels bijmonorails heeft, is het beste te demonstreren aan de hand van hetreeds genoemde Bart-systeem te San Francisco, waarin 250 wisselszijn geprojecteerd over een netlengte van 135 km.Uit de lezing van ir. A. J. Chr. D e k k e r is iets dergelijkseveneens gebleken. Voor een goede exploitatie moeten op hetm?tro-viaduct te Rotterdam ten minste drie kruiswissels worden ge-legd.Monorailbanen moeten daarom geprojecteerd worden met een mini-mum aan wissels, zodat alleen ringlijnen, luslijnen en zelfstandigelijnen met begin- en eindpunten zonder aansluitingen als systemenin aanmerking komen.foto 36. Alweg-monorail te Tokyoboven een belangrijk verkeers-knooppuntCement XVIII (1966) Nr. 2 97VormgevingDe architectonische problematiek ten aanzien van de stations wordtge?llustreerd aan de hand van foto 35, een station van de lucht-spoorweg te Wuppertal. Hoe een tussenstation voor een Alweg-baan kan worden opgelost, blijkt uit foto 12. Een saillant detaildaarbij is het veiligheidsnet onder het perron en de baan, terwijlook het hekwerk langs de perrons aandacht verdient. De treinendienen nauwkeurig te stoppen voor de afsluitbare openingen in dehekken, die corresponderen met de deuren in de voertuigen.Hetzelfde geldt voor de Safege-baan.Het zal door deze twee voorbeelden duidelijk zijn geworden, wel-ke uitdaging voor de architecten en stedebouwkundigen deze sta-tions inhouden.Kosten van aanlegTen slotte iets over het kostenvraagstuk.Gesteld mag worden dat een gelijkvloerse trambaan of stadsspoor-weg in aanleg het goedkoopst is. Dan volgt, gerekend per km baan,de monorail, die echter niet veel goedkoper is dan een vergelijk-baar normaal viaduct voor een stadsspoorweg. Volgens gegevensvan het Safege-transport kost een km baan ongeveer evenveel alseen km m?troviaduct te Rotterdam. De tunnel is de duurste van allesystemen, maar dat zal niemand verwonderen.Het is echter de totale situatie die het resultaat van de vergelijkingbepaalt. We zagen dat reeds aan het plan voor San Francisco.Zo is een ondergronds traject als regel korter dan een oppervlakte-of luchtspoorweg, omdat het niet altijd de straten behoeft te vol-Litteratuur(1). 'Er is nog tijd', brochure van de U.I.T.P. 1963(2). ir. A. J. Chr. D e k k e r , 'Het m?troviaduct te Rotterdam-Zuid'(lezing Ned. Betondag 1965), een der volgende nummers vanCement(3). 'Bay Area Rapid Transit', The Railway Gazette, april 1965,blz. 321--325gen, waardoor de kortste weg tussen twee punten mogelijk wordt.In Rotterdam was een monorail onder meer al onaanvaardbaardoor de eis van vrije hoogte bij het passeren van de Maas, aan-gezien beweegbare bruggen in een dergelijk systeem niet passen.Vergelijking van kosten is dan ook slechts mogelijk ?n juist, alsvoor ieder van de verschillende systemen, waarvan in een bepaal-de situatie de toepassing wordt overwogen, redelijk uitgewerkteplannen ter vergelijking aanwezig zijn, waarbij ?n stichtingskosten?n exploitatievorm ?n exploitatiekosten in de beschouwingen die-nen te worden betrokken.BesluitOf, en in hoeverre in de grote Nederlandse steden plaats is vooreen monorailsysteem, is een vraag die ik verder gaarne aan debestuurders van die steden en hun staf ter bestudering overlaat.Een monorail in de Leidsestraat in Amsterdam laat zich nog wel,een luchtspoor boven de Amsterdamse grachten mijns inziens nietmeer voorstellen.Ten aanzien van de Safege-baan kan nog worden vermeld datdaarvan eerst kortgeleden de eerste offici?le baan in dienst is ge-steld te Nagoya in Japan. Gegevens ontbreken nog.Een overzicht van de thans bestaande monorails met de belang-rijkste technische gegevens zijn in tabel 2 (blz. 87) verzameld.Besluiten we dit overzicht met een foto van een trajectgedeelte vande Hanedabaan in Tokyo, waar zich vijf vervoersniveau's bovenelkaar bevinden, nl. water, een spoorweg, twee wegen en ten slotteover dit alles heen de monorail (foto 36).(4). T. W. H e n d r i c k , 'Monorail Structures in Concrete', Cembureaupapers, 1964(5). J. F. EnderIein , 'The Alweg Monorail', Journal of the Pres-tressed Concrete Institute, juni 1962 (Constructie en berekeningAlweg-baan te Seattle)MEDEDELINGENC.E.B.-aanbevelingen voor de berekening en uitvoering van gewa-pend BetonwerkenDe betere kwaliteit van het beton en het staal en de grote aan-hechtsterkte van het geprofileerd staal aan het beton zijn er medeoorzaak van dat de berekening volgens de elasticiteitsmethode nietmeer aansloot bij de werkelijkheid. Daarbij komt nog, dat het staalen het beton zich niet geheel, soms geheel niet, gedragen volgensde elasticiteitstheorie.Door samenwerking van betondeskundigen over de gehele wereldis men thans gekomen tot een berekeningswijze, die beter aansluitbij de werkelijkheid, de zgn. -vrije methode. De G.B.V. 1962 voerdedeze theorie op bescheiden schaal in. In dit verband is dit te zienals een eerste stap. De verdere ontwikkeling is weergegeven in deaanbevelingen van het C.E.B.Behalve door middel van C.U.R.-rapport no. 9, waarin het verschiltussen beide berekeningswijzen voor het geval van zuivere buigingduidelijk is uiteengezet, zullen de Nederlandse betonconstructeursbinnenkort in de gelegenheid zijn zich deze denkwijze eigen temaken door middel van een Nederlandse vertaling van de 'Recom-mandations pratiques unifi?es pour le calcul et l'ex?cution desouvrages en b?ton arm?', uitgave van het C.E.B.Symposium over cementchemie te Tokyo, oktober 1968In oktober 1968 zal te Tokyo het 5e Internationale Symposium overde 'Chemistry of Cement' worden gehouden, naar alle waarschijn-lijkheid in de 'Metropolitan Festival Hall'.Voor de duur van vijf dagen zullen de volgende onderwerpen aande orde komen:a. chemie van cementklinkerb. hydratering van cementc. eigenschappen van cementpasta en betond. hulpstoffen en speciale cementenDe offici?le taal die gedurende dit symposium zal worden gesprokenis Engels; daarin verschijnen ook de 'papers'.Het organiserend secretariaat heeft zich reeds, in samenwerking methet Japans Reisbureau, belast met de verzorging van de hotelaccom-modaties.Binnenkort zal een voorlopig programma van dit symposium wordengepubliceerd.z`Ge?nteresseerden kunnen voor verdere mededelingen zich richten tot:The Organizing Secretariatc/o Japan Cement Engineering AssociationNo. 1, Akasaka-Daimachi, Minato-ku, Tokyo, Japan.Het samenstellen van betonmengels.Naar aanleiding van onze publikatie in Cement XVIII (1966) Nr. 1over bovengenoemd onderwerp, werden ons enige vragen gesteldover de daarin genoemde reductiepasser.Deze passer worden in verschillende technieken toegepast voor hetverkeinen of vergroten van figuren, voorwerpen enz. Zij zijn ondermeer verkrijgbaar bij handelaren in tekenbehoeften. De prijs ervanbedraagt ongeveer 75,--.Voorts stellen wij er prijs op te verklaren dat het gebruik van eendergelijke passer is ontwikkeld door de heer F. G. M. Volker van hetAdviesbureau voor Bouwtechniek n.v., voor het tekenen van dezandgrindkromme, wanneer de zeefkromme en percentages vanzand en grind bekend zijn.ir. N. J. R e i g e r s en G. W. . ntonisse98 Cement XVIII (1966) Nr. 2