themaRijvloer van staal en beton1201146themaRijvloer vanstaal en betonIn de stalen spoorbrugontwerpen heeft er vanaf 1990 tot heden een ontwikkeling plaatsgehad in met name de rijvloer-constructies. Werden er aanvankelijk alleen constructies in staal ontworpen en toegepast, de laatste jaren wordt er ookgekeken naar oplossingen in beton of een combinatie van staal en beton. Met name het geringe onderhoud en de groteduurzaamheid zijn belangrijke troeven van beton. Het succes van staal-betonnen rijvloerconstructies wordt verduidelijktaan de hand van de nieuwe spoorbrug over het Twentekanaal te Eefde. Het ontwerpproces voor deze brug startte in 1999;de ingebruikname volgde op 15 oktober 2005.Nieuwe dubbelsporige brug bij EefdeRijvloer van staal en beton 12011 471 Gerede spoorbrug bij Eefde2 Voormalige spoorbruggenDe eerste ontwikkelingen met betrekking tot rijvloerconstruc-ties (1990 tot 2000) voltrokken zich uitsluitend in staal; bij debrug over de Maas, de tweede brug Schalkwijk en Weesp en deDintelhavenspoorbrug, ging het om een transformatie vangeklonken en geboute verbindingen naar volledig gelasterijvloerconstructies. Vanaf 2000 werd er ook gekeken naarandere materialen en een combinatie ervan. Met name decombinatie staal-beton en volledig beton waren succesvol, eerstin complete brugconcepten (aanbruggen Oosterbeek enHemboog) en vervolgens ook in alleen de rijvloerconstructie(Werkspoorbrug, Fly-over Lombardijen en spoorbrug over hetTwentekanaal).Spoorbrug Twentekanaal te EefdeDoor de groei van het treinverkeer voldeden de spoorbruggenbij Eefde niet meer aan de eisen (foto 2). Het betreft hier tweevakwerkbruggen, pal naast elkaar, in de spoorlijn tussenZutphen en Deventer. Met de beslissing om een nieuwe brug tebouwen werden ook de lay-out van de sporen aangepast en dedoorvaarthoogte vergroot. Het ontwerp voor de nieuwe,dubbelsporige brug is weliswaar gestoeld op een traditioneleboog, de uitwerking van dit principe is tot op het detail stoer enelegant tegelijk.Gezien de hoofdoverspanning, circa 90 m, lag de keuze van deconstructievorm en -materiaal voor de hoofdligger voor dehand. De keuze voor de constructievorm werd ook vanuit debestaande verkeersbruggen over het Twentekanaal opgelegd.Bij het ontwerp van de rijvloerconstructie is vooral een procesdoorlopen van verschillenden materialen, vormen en combina-ties hiervan. Voor een uitgebreide beschrijving van het ontwerpvan de brugconstructie, de bouw en noodzaak wordt verwezennaar verschillende artikelen in verschillende vaktijdschriften.Ontwerp rijvloerconstructieEen belangrijke ontwerpprioriteit was dat het onderhoud in denabijheid van het spoor, binnen PVR (Profiel van VrijeRuimte), minimaal en de beschikbaarheid maximaal moestzijn. De uitdaging begon bij de keuze van de spoorconstructie1ing. Bert Hesselink pMse / roMovares2Rijvloer van staal en beton1201148De betonnen oplossing heeft al deze problemen niet en hier-door ontstaat er een onderhoudsvriendelijke bak, vergelijkbaarmet een betonnen trogbrug. Wel moest worden nagedacht overde maakbaarheid boven het kanaal en de koppeling van debeide hoofdliggers tijdens de uitvoering en in de definitievesituatie.Voor de situatie tijdens de uitvoering moesten er onder tweehoofdliggers door koppelingen worden aangebracht, die tweefuncties moesten vervullen:? dragen van de rijvloer tijdens uitvoering, nat beton, bekistingen wapening;? verzorgen stabiliteit van de hoofdliggers in zijdelingse rich-ting tijdens de uitvoering.in relatie tot de beschikbare constructiehoogte. In de regelge-ving van ProRail (OVS-kunstwerken) wordt een spoor inballastbed als spoorconstructie ge?ist.Bij een spoor in ballastbed is het mogelijk het machinaalonderhoud van het spoor te laten doorlopen over het kunst-werk heen en is er geen speciaal onderhoud noodzakelijk aanhet spoor op de brug. Spoor in ballastbed leidt wel tot eengrotere constructiehoogte. Omdat de constructiehoogte bij despoorbrug over het Twentekanaal beperkt is (h = 1200 mm), isspoor in ballastbed hier niet mogelijk. Daarom is gekozen vooringegoten spoor op de brugconstructie. Indien goed aange-bracht is hier ook een onderhoudsvrije periode mogelijk van 25? 30 jaar.Vanwege de noodzakelijke inspectiewagen onder de brug wordtaan de onderzijde ook 250 mm gebruikt voor de aanwezigerolbaan. Hierdoor is er uiteindelijk maar 700 mm (1200-200-300) constructieve hoogte beschikbaar voor de rijvloercon-structie.Omdat de hoofddraagconstructie naast de sporen ligt, moet derijvloer in dwarsrichting 9,8 m overspannen. Drie ontwerpen ?staal, beton en staal-beton ? zijn beschouwd en afgewogen opverschillende aspecten: bouwkosten, maakbaarheid, onderhouden beschikbaarheid spoor.De stalen variant viel snel af vanwege het noodzakelijke onder-houd en als gevolg de relatief grote beperkte beschikbaarheidvan het spoor. Tevens is deze variant lastig in de uitvoeringdoor de vele complexe kruisende plaatvelden, die hierdoor ookzeer nadelig in de bouwkosten doorwerken.thema34Rijvloer van staal en beton 12011 49asspoorasspoor1113098307200535 535asbrug3010 312 3010150012006003 Afwerken dek4 Wapening op dek5 Dwarsdoorsnede rijvloer6 Langsdoorsnede rijvloerOp de onderflenzen van de dwarsdragers zijn breedplatengelegd, waarop de betonvloer is gestort. Om gewicht te besparenis de vloer tussen de dwarsdragers voorzien van polystyreen-blokken. Op de rijvloer zijn spoorstaven ingegoten. Deconstructiehoogte van de gehele vloer bedraagt 1200 mm.Doordat het beton zich in de trekzone bevindt, is er relatief veelwapening nodig om te kunnen voldoen aan het scheurwijdtecri-terium en dit op een goede wijze uit te detailleren (foto 3 en 4).Geconcludeerd kan worden dat het ontwerp voor een rijvloer-constructie door toepassing van de combinatie staal-beton quadetaillering een stuk eenvoudiger en zeer onderhoudsvriende-lijk is geworden ten opzichte van de rijvloerconstructie volledigin staal, die voorheen nog werd toegepast. Tevens werd de aansluiting van de hoofdliggers aan het beton-nen dek zeer complex en lastig uitvoerbaar, omdat hier eenmomentvaste verbinding tot stand moest worden gebracht. Uitervaringen met de hsl-flyover te Barendrecht, een enkelsporigestaal-betonnen trog, kon worden geconcludeerd dat dit opidentieke wijze niet mogelijk was. Voor een goede verbindingwas het noodzakelijk ingestorte stalen profielen te gebruiken indeze aansluiting.Een kleine stap verder is dan ook een staal-beton oplossing,waarin de reeds noodzakelijke profielen van hoofdligger tothoofdligger worden doorgezet. Tevens kunnen deze profielende stabiliteit verzorgen en het dek dragen tijdens de uitvoering.Door de laaggelegen rijvloer zal het dek enkel in dwarsrichtingkunnen werken als een staal-betonconstructie. In langsrichtingbevindt de volledige betondoorsnede zich in de trekzone vanhoofdligger en zal deze een geringe bijdrage leveren aan dedraagkracht van de spoorbrug (fig. 5 en 6).De laaggelegen staal-betonnen rijvloer is opgebouwd uit dwars-dragers met een betonnen dek. Hierdoor ontstaat een eenvou-dige constructie. De dwarsdragers zijn HEB 500 profielen, diehart-op-hart 1300 mm liggen. Bij de tuiaansluitingen zijn dedwarsdragers uitgevoerd als samengestelde kokers (h x b =600 x 1500 mm).Technische gegevensoverspanning 91 mbreedte 12,2 m tot 18,25 mhoogte 18 mtotale lengte circa 103 m projectgegevensproject Spoorbrug Eefdeopdrachtgever ProRail, afdeling regionaleProjecten, Regio Noordoostontwerp en directievoering MovaresNederlandaannemer staal Hollandiaonderaannemer civiel combinatie VHB / ELJAtuikabels Colijn / Tensa56