themaIngenieurskunst in de Uithoflijn1201454themaIngenieurskunstin de UithoflijnHet aantal reizigers tussen Utrecht Centraal en De Uithof aan de oostzijde van Utrecht groeit dekomende decennia flink. De huidige buslijnen kunnen de verwachte toename niet opvangen. Omde vervoerscapaciteit te vergroten, wordt een nieuwe tramverbinding aangelegd: de Uithoflijn.Bij dit project springen onder meer in het oog: de bruggen bij het centraal station en het deel oppoten aan de zuidzijde, nabij het toekomstige station Utrecht Vaartsche Rijn.1Nieuwe tramverbinding tussen Utrecht Centraal en De UithofIngenieurskunst in de Uithoflijn 12014 55(Hoogwaardig Openbaar Vervoer) gerealiseerd om de LeidscheRijn en de Van Sijpesteijnkade ongelijkvloers te kruisen op+1-niveau. De treinsporen worden gekruist via de bestaandeLeidseveertunnel. De uitvoering van de westelijke brug start alseerste in dit najaar.Stedenbouwkundige en architectonische visieIn het Utrechtse stationsgebied geldt een streng toetsingskaderten aanzien van ruimtelijke kwaliteit. Stedenbouwkundigerandvoorwaarden schreven voor dat de twee nieuwe bruggenover de Leidsche Rijn een sterke verwantschap moestenkrijgen. De architecten van beide bruggen hebben tijdens hetproces hun ontwerpen afgestemd. Daarbij zijn variantenontwikkeld rond het gemeenschappelijke thema `afleesbareingenieurskunst'. De oostelijke brug, ontworpen door Hoog-stad/Royal HaskoningDHV, loopt qua planning achter bij dewestelijke brug. Dit artikel gaat verder alleen in op de westelijkebrug. Het ontwerp voor de westelijke brug met een overspan-ning van ruim 50 m en een tussensteunpunt is tot standgekomen in integrale workshops tussen de architect vanstudioSK, Movares en de constructeurs van Witteveen+Bos.Het ontwerp hiervoor is tot in bestek en een uitvoeringsont-werp uitgewerkt en zal dit voorjaar worden aanbesteed.Vanwege een kritisch alignement en ruime overspanningen iseen zeer dunne vloer vereist en was een voorgespannen plaatir. paul van der reestudioSK / Movaresing. kees pronkMovaresing. alexander goes,ing. oscar kerssensWitteveen+Bos1 Het definitieve ontwerp van de westelijke brug van de Uithoflijn2 Trac? UithoflijnEen belangrijke reden om voor een tramverbinding te kiezen, isdat een tram bijna vier keer zoveel reizigers kan vervoeren alseen bus. Een tram is bovendien stiller en belast de luchtkwali-teit minder. Dat laatste is voor Utrecht erg belangrijk. De lucht-kwaliteit staat onder druk en Utrecht heeft het drukste busnet-werk van ons land.De Uithoflijn is onder te verdelen in eenaantal projectonderdelen: het stationsgebied en zes overigetrac?delen. De aanleg van de onderbouw van de Uithoflijn tenzuiden van Utrecht Centraal is in maart 2011 gestart en inmid-dels in volle gang. Binnenkort starten de werkzaamheden inhet stationsgebied. Later worden de tramrails, bovenleiding enoverige voorzieningen van het tramsysteem aangelegd. In 2018moet de lijn daadwerkelijk operationeel zijn. Verwacht wordt datde tram in 2020 dagelijks 45 000 mensen zal vervoeren.Uithoflijn bij Stationsgebied Utrecht CentraalBij het stationsgebied Utrecht Centraal zal de lijn in detoekomst aansluiten op de nieuwe eindhalte van de SUNIJ-lijn(Sneltram Utrecht ? Nieuwegein/IJsselstein) (fig. 2). Deze halteis in 2013 verplaatst van de oostzijde van het station UtrechtCentraal naar het Jaarbeursplein aan de westzijde. Aan weers-kanten van het treinspoor worden twee nieuwe HOV-bruggen211 = Utrecht Centraal Station2 = Vaartsche Rijn2themaIngenieurskunst in de Uithoflijn12014563a3c3b3dgeven. Dit heeft als gevolg dat geen stortnaden of scheuren meteen berekende wijdte groter dan 0,1 mm in dit vlak mogenvoorkomen.Dwarsvoorspanning versus schoonbetonIn het dek zijn 76 voorspankabels opgenomen die de dwars-voorspanning verzorgen. Het afspannen gebeurt in twee fasen.Vanuit esthetisch oogpunt en door het voorschrijven vanbeoordelingsklasse B1 mogen er geen kleurverschillen in hetzichtvlak van de trog aanwezig zijn. Daarom is het niet moge-lijk om per spankop een inkassing te maken en deze later aan testorten. In plaats daarvan wordt een schil aan de zichtzijde vande trogbalk in ??n keer gestort, wanneer de dwarsvoorspanningvolledig is afgespannen. Hierdoor ontstaat een homogene kleurdus niet haalbaar. De keuze viel daarom op een voorgespannentrogconstructie, bestaande uit hoge trogliggers met daartusseneen dun dek. Vanwege het thema ingenieurskunst is gepro-beerd de essentie van de trog bloot te leggen. Hiertoe zijnverschillende varianten ontwikkeld (fig. 3). In alle varianten isde constructieve werking van de trog afleesbaar gemaakt. Datgeldt bijvoorbeeld voor de strengen voorspankabels waarvanhet karakteristieke verloop binnen de trog zichtbaar is gemaakt.Buiten de zone van de strengen kan worden volstaan metminder beton en is een verjonging, inkassing of sparing moge-lijk. Het is zelfs mogelijk om de strengen lokaal ook werkelijkzichtbaar te maken en aan het daglicht te laten komen. Verge-lijk de spieren en pezen die door de huid heen zichtbaarkunnen zijn in het menselijk lichaam. De verborgen techniek iszo in de verschillende varianten zichtbaar gemaakt.Uiteindelijkis in de besluitvorming in het supervisieteam van het stations-gebied en welstand gekozen voor een rustig beeld. Daarbij is devoorspanning wel afleesbaar door een verlopende verdikking inde randbalk, echter zonder sparingen of inkassingen (fig. 1). Inde opritten sluiten prefabbetonnen randelementen aan op devorm die de trogbalk aan de uiteinden heeft.Integraal ontwerp architectuur en constructieOm het viaduct zowel aan de architectonische als constructieveeisen te laten voldoen, zijn er op meerdere vlakken bijzondereontwerptechnische oplossingen gezocht. Dit heeft onder andereinvloed op de manier van uitvoeren, waaronder het schoonbe-ton, het voorspannen, het wapenen en het bekisten.SchoonbetonGelet op het architectonische aspect is ervoor gekozen hetuiterlijk van de buitenzijde van de trog een betonoppervlaktebeoordelingsklasse B1 conform CUR-Aanbeveling 100 teschil4Ingenieurskunst in de Uithoflijn 12014 5753 Vier varianten van het ontwerp van de westelijke brug; het karakteristieke ver-loop van de voorspanning binnen de trog is zichtbaar gemaakt4 Dwarsdoorsnede trogbalk inclusief schiltraditionele wijze bekisten en wapenen is hierdoor niet moge-lijk. In plaats daarvan wordt in de bekisting een scheidinggemaakt met honingraatstaal. Dit materiaal heeft de eigenschapdat wapening kan worden doorgevoerd. De verticale wapeningvan de schil kan zo uit ??n staaf worden gemaakt en wordenverankerd in de trog zonder de traditionele overlappingslassen.Een bijkomend voordeel van honingraatstaal is dat het eenopen karakter heeft, waardoor bij het storten van de trog eenopgeruwd aanstortvlak ontstaat. Hierdoor is het niet nodig hetaanstortvlak te boucharderen of op een andere wijze te bewer-ken. proJectgegevensproject HOV-bruggen Uithoflijn bij Utrecht Centraalopdrachtgever Gemeente Utrecht, Projectorganisatie Stationsgebied(POS)architect Paul van der Ree, studioSK, Movaresconstructeur Witteveen+Bosaannemer nog niet bekenden structuur en komt de stortnaad niet aan de zichtzijde maaraan de onder- en bovenzijde van de trogligger (fig. 4).Langsvoorspanning versus schoonbetonHet spannen van de langsvoorspanning kan leiden tot scheurenin de schil. Hier is een aantal oorzaken voor. Ten eerste ontstaater in de trogbalk bij het spannen, naast krachtswerking in hetverticale vlak, ook krachtswerking in het horizontale vlak. Ditkomt doordat het viaduct in het horizontale alignement eenkromming heeft die door de langsvoorspanning wordt gevolgd(fig. 5). Ten tweede wordt de schil gestort en constructiefgekoppeld met de trogbalk tussen de twee spanfasen van delangsvoorspanning in. Voor de laatste spanfase is het namelijknodig dat de schil constructief meewerkt. Deze twee oorzakensamen hebben als gevolg dat de schil horizontaal constructiefwordt belast en dat er krimpscheuren kunnen ontstaan. Omaan de eis van betonoppervlakte beoordelingsklasse B1 tevoldoen, moeten deze scheuren worden beperkt. Daaromis wapeningsstaal ?16-75 in beide richtingen opgenomen(fig. 6). Ter voorkoming van delaminatie als gevolg van schuif-spanningen en horizontale kromming wordt de schil doormiddel van haarspelden verbonden aan de trog.Span-/stortfaseringPlanningstechnisch bleek het niet haalbaar om eerst een vloerte maken en daarna de balken van de trog. Daarom is gekozende vloer en balken in ??n keer te storten en alleen het aanzicht-vlak (schil) van de trog later aan te storten. Zodra het betonvan de trog is verhard tot een sterkte C30/37, worden de vijfdwarskabels aan het uiteinde van de vloer voor 70% gespannen,spanfase 1. Dit is noodzakelijk om de splijtkrachten van delangsvoorspanning op te nemen. Daarna wordt de langsvoor-spanning tot 55% gespannen, spanfase 2. Deze eerste fase vanlangsvoorspanning is noodzakelijk om het eigen gewicht vande trog te dragen, zodat de bekisting kan worden verwijderd.Bovendien ontstaat door de eerder aangebrachte dwarsvoor-spanning (spanfase 1) dwarscontractie in de vloer en daarmeetrek in de balken. Door langsvoorspanning in een vroegstadium aan te brengen, wordt geprobeerd scheurvorming tevoorkomen in de balken. Nadat 55% van de langsvoorspanningis aangebracht, kunnen de overige kabels van de dwarsvoor-spanning worden afgespannen op 70%, spanfase 3, en in eentweede stap naar 100%, spanfase 4. Nadat de volledige dwars-voorspanning is aangebracht, wordt de schil gestort. Dit istevens de aanstort van de spankoppen in de dwarsrichting. Alslaatste wordt de langsvoorspanning voor 100% afgespannen,spanfase 5.BekistingHet aanzicht van de trog kenmerkt zich door zijn complexeorganische vorm en de grote hoeveelheid wapening. Het op65 Spanverloop in de trog6 Wapening in de trogIngenieurskunst in de Uithoflijn1201458Aan de zuidkant van de stad, tussen Utrecht Centraal en de ring(A27) is het trac? van de Uithoflijn in de buurt Tolsteeg direct tegende treinsporen aangelegd. Met dit gekozen trac? wordt de drukkebinnenstad ontzien. De treinsporen, die op een spoordijk liggen,worden bovendien tegelijkertijd verdubbeld van vier naar achtsporen. Dit gebeurt in het kader van het project Randstadspoor,waarmee het spoornet in de regio Utrecht wordt uitgebreid. Krui-send verkeer is bij deze trac?keuze beperkt en de Uithoflijn kruist debeperkte dwarsverbindingen ongelijkvloers; dat maakt de lijn uitersteffici?nt. Door het spanningsveld tussen de bestaande (woon)bebouwing en de benodigde ruimte voor de totale sporenbundel,worden de tram- en treinsporen fysiek strak tegen elkaar gelegd.Beide projecten zijn daardoor onlosmakelijk met elkaar verbondenin fasering en uitvoering en daarom in ??n contract onder gebracht.Op het genoemde trac?deel wordt voor trein en tram een gecombi-neerd station gerealiseerd: Utrecht Vaartsche Rijn (fig. 9). Dit nieuwestation aan de rand van de binnenstad wordt een bijzonder feno-meen met vanaf de perrons een prachtig uitzicht over het water enrichting de Dom.Stedelijk programma & intensief ruimtegebruikIntensief ruimtegebruik is een hoofdkenmerk van het plan. Hetmaaiveld onder de sporen van zowel tram als trein wordt straksbenut voor allerlei functies. In totaal wordt over een lengte van 180m de infrastructuur`op poten gezet'. Er wordt een viaduct gereali-seerd van de Westerkade tot en met de Albatrosstraat (fig. 10). Meteen breedte van het viaduct van globaal70 m betekent dit circa 12 500 m2grondoppervlak dat ten goedekomt aan de stad. Dit maaivelddeel wordt ingevuld met onder meer87themaUithoflijn bij nieuwstation Vaartsche RijnIngenieurskunst in de Uithoflijn 12014 597, 8 Aanleg Uitfhoflijn ter hoogte van Vaartsche Rijnfoto's: G. Sern?9 Impressie Uithoflijn bij station Vaartsche Rijn10 Overzicht trein- en tramsporencommerci?le ruimten, fietsenstallingen, een parkeergarage en berg-ruimten. Wat feitelijk wordt gerealiseerd, is een nieuw stuk stad metinfra op het dak.De grote stalen kolomkoppen van de viaductdek-ken en troggen zorgen voor transparantie. Hiermee wordt de barri-?re tussen de stadsdelen van voorheen opgeheven en ontstaat meersociale veiligheid.ConstructieVoor het betonnen rijdek is grotendeels gekozen voor prefabbetonnenvolstortliggers. Hierbij worden eerst prefab voorgespannen balkengeplaatst, waarna een constructieve drukvullaag het rijdek compleetmaakt. Met dit type dekconstructie kunnen overspanningen tot 17 mworden gerealiseerd. Dit systeem zou ook kunnen worden toegepastlangs de begraafplaats Soestbergen, maar dat zou leiden tot differenti-atie van overspanningen vanwege de aanwezigheid van de wortel-structuren van de monumentale bomen. Daarom is hier gekozen vooreen zettingsvrije plaat, waarbij meer vrijheid bestaat ten aanzien vande paalplaatsing.De constructie over deVaartsche Rijn ter plaatse vande perrons, wijkt af van het gekozen prefab rijdek. Dit wordt veroor-zaakt door de aanwezigheid van de uitkragende zijperrons en de inter-wijkverbinding, plus de sparingen ten behoeve van de trappen en hettype ondersteuning. Daarom is gekozen voor een ter plaatse gemaaktedekconstructie in voorgespannen beton. BleekstraatWesterkadeAlbatrosstraat910 proJectgegevensproject Uithoflijn bij Station UtrechtVaartsche Rijnopdrachtgever Gemeente Utrechti.s.m. ProRailarchitect Paul van der Ree, studioSK,Movaresconstructeurreferentieontwerp MovaresNederland B.V.aannemer onderbouw StruktonInfratechnieken-Colijn-Reef