ITUNNELBOUW ICONSTRUCTIEF ONTWERP IBEREKENINGSPOORTUNNEL ROTTERDAM 11DIMENSIONERING WAPENING EN BEHEERSINGSCHEURWI]DTE TUNNELDEEL LINKER MAASOEVERing.F.Vahle, NV Nederlandse Spoorwegen, Ingenieursbureau, bureau BetonbouwIn Cement 1992, nr.1 zijn het ontwerp en de uitvoering aan de orde geweest. Dit artikelgaat in op de theoretische beschouwingen die bij het ontwerp van de tunnel een rolhebben gespeeld. In het bijzonder wordt de scheurwijdtebeheersing bij toepassingvan lage wapeningspercentages behandeld, waarbij opgelegde vervormingen ennonnaaldrukkracht als gevolg van de grond(waterJdruk een belangrijke rol hebbengespeeld. Er is gebruik gemaakt van de rekenregels van de CEB-FIP Model Code1990; de resultaten zijn getoetst aan de VB 1974/1984.De tunnel is in dwarsrichting geschematiseerd tot eengeschoord vlak raamwerk, in langsrichting zijn detunnelwanden als hoge wandliggers op relatiefslap-pe verende ondersteuningen beschouwd.De krachtsverdeling 'is bepaald met behulp van de lineaireelasticiteitstheorie.Vooral voor de krachtsverdeling in dwars-richting is het van belang op welke wijze de funderingspalende belasting afdragen naar de tunnelvloer. Hierbij is het devraag ofde onderwaterbetonvloeral dannietinde berekeningmoet worden betrokken en in welke mate dit de krachtsver-deling be?nvloedt. Hiertoe zijn vooraftwee schematiseringenonderzocht:1. Deonderwaterbetonvloerspreidtde paalreacties gelijkma-tig op de tunnelvloer en er is sprake van een min ofmeercontinue verende ondersteuning. Zolang de funderingspa-len niet op trekwordenbelastis deze schematiseringgeoor-loofd, waarbij de waterdruk tegen de continu verend on-dersteunde vloer werkt (fig. 18a).Opgelegdevervormingendoorverhinderde krimp en tem-peratuurdaling worden volledig in rekening gebracht.2. De onderwaterbetonvloer wordt volledig buiten beschou-wing gelaten en er treden geen schuifspanningen op in hetcontactvlak van de beide vloeren.De oplegdruk in de funderingspalen (lijnvormig verendeondersteuning)endevolledigewaterdrukwerken directopde gewapende tunnelvloer, daarentegen wordt niet gere-kend op eigenspanningen (fig. 18b). Deze schematiseringleidt in ieder geval tot aanzienlijk grotere buigtrekspan-ningen in de gewapendevloer dande schematisering als sa-mengestelde vloer.Dewerkelijke krachtsverdeling zal zichwellichtergens tussena P wandPmobiel-4-~*~~I,.... .. I7 '\ /~beide schematiseringen in afspelen. Omdat de grootste bui- [---------------------------1ging optreedt in de schematisering met alleen de gewapendevloer, is gekozen voor schematisering 2, zonder de voor- ofnadelige effecten van de onderwaterbetonvloer te beschou-wen. Eventuele scheuren die als gevolg van de nadelige effec-ten zouden kunnen ontstaan, worden achterafge?njecteerd.Er zijn verschillende belastingscombinaties met vari?rendekorrel- en waterdrukken doorgerekend (fig. 7), waarbij de re-sultaten zijn vergeleken van maximale buiging met bijbeho-rende normaaldrukkracht, respectievelijk minimale nor-Cement 1992 nr. 218 Overdracht paalreacties op tunnelvloer, waarbij deonderwaterbetonvloer wel (schelllatisering 1) en niet(schelllatisering 2) in de berekening wordt betrokkenmaaldrukkracht met bijbehorende buiging. Voor de dimen-sionering van de wapening in de funderingsvloeren werkt demobiele belasting reducerend op de belasting ten gevolge vande waterdruk en is hieraan ondergeschikt, vooral wanneerwordt bedacht dat de tunnelvloer ook tussen de wanden indoor funderingspalen is ondersteund (fig. 18b).53ITUNNELBOUW ICONSTRUCTIEF ONTWERP IBEREKENINGBij de schematisering als raamwerkis rekening gehouden metde relatiefgrote dwarsafmetingen ten opzichte van de over-spanning, waarbij de momentpieken ter plaatse van de aan-sluitingen van (dak)vloer en wand zijn afgetopt (fig. 19).De wapeningsmomenten m'xx en de bijbehorende normaal-drukken n'xx (label 1en 2)zijn bepaald dooreencombinatievande maximale buigende momenten in de plaatvelden als ge-volg van de gronddruk en de wringende momenten die bij deverdraaiing van de tunnel door ongelijke zettingen ontstaan(fig. JO).Minimum-wapeningHoewel de eisen ten aanzien van de minimale hoeveelheida ? opteglengle ? 0.1?h ? 50 mmI h. var. 1260-900 ~ IhOf 1200-+s0+I I IE._.,.,,,,wapening nog zijn gebaseerd op de VB 1974/1984 (label 1 en 2, Aftoppen momentenlijn tunneldakkolom 6), is ter vergelijking de minimaal benodigde wapening f - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I19berekend, waarbij de invloed van de sterkteklasse van het be-ton, de constructiehoogte en de normaaldrukkracht zijn ver-werkt (tabel 1en 2, kolom 5).De hoogte avande buigtrekzone in de nogjuistongescheurdetoestand, hier verder toestand I genoemd, de bovengrens vande (buig)treksterkte.ft,r en de gemiddelde betondrukspanningd bm,xx bepalen het scheurmoment (fig. 20}.mr 0,9S = (fbr - d brn,xJ . Wbs met d brn,xx = n/Abs' waarbij n alsnormaaldruk negatiefis.ntoestand I=n~bJtoestand 11Wbs en Abs zijn respectievelijk het weerstandsmoment en hetoppervlak van de samengestelde beton/staal-doorsnede. Debuigtreksterkte (goede relatie met praktijkwaarden en proef-resultaten) ende buigtrekzonehoogte avolgen uithetiteratie-proces [1]: 1-2-.0- - - - - - - - - - - - - - - - 1[. ] 1 h Berekening minimum-wapening.hr =.hm 0,8 + 0,26 (2a)-0,6 ~ a = f 2, .hrJbr - abm,xxmetainm.Bij de berekening van de minimum-wapening hanteert [2] debovengrens van de betontreksterkte:.ft,0,9S = 1,3.ft,rn