Viaduct over de spoorlijn Leiden-Woerden bij Bodegravendoor ir. A. van der Niet, hoofdingenieur Rijkswaterstaat, Directie BruggenU.D.C. 624.21.037:624.012.46:624.012.3geprefabriceerd voorgespannen betonviaductInleidingBij het woord 'Rijksweg' denkt men tegenwoordig vrijwel auto-matisch aan een autosnelweg. In gedachten ziet men de twee rij-banen, gescheiden door een royale middenberm, aan de buiten-zijde meestal voorzien van doorgaande parkeerstroken; en op dierijbanen de auto's, die in beide richtingen ongehinderd en metonbeperkte snelheid voortrazen.Deze visioenen vervliegen spoedig wanneer men zich per autovanaf Leiden in de richting Utrecht begeeft en zich daarbij reali-seert dat men gebruik maakt van Rijksweg 11.Deze weg loopt nagenoeg evenwijdig met de bochtige Oude Rijn,passeert meerdere bebouwde kommen en is verder rijkelijk voor-zien van lintbebouwing. De laatste jaren is de weg aanmerkelijkverbeterd. De breedte is zoveel mogelijk vergroot en de verhar-ding kan de toets der kritiek doorstaan. Genaderd tot Bodegravenmoeten de tanden nog even op elkaar. Door de smalle Dorps-straat komt men, gehinderd door geparkeerde auto's en doorstoplichten van een druk kruispunt en een bewaakte spoorweg-overgang, ten slotte op de toerit naar een boogbrug over Rijks-weg 12 (Den Haag-Utrecht). Dan is het leed geleden. Na het pas-seren van de boogbrug kan men zich voegen in het verkeer opRijksweg 12; en dat is inderdaad een autosnelweg.Aan de laatste nauwe passage door Bodegraven valt niets te ver-beteren, tenzij men het halve dorp onder slopershanden zoulaten vallen. Vandaar dat de oplossing is gevonden in een soortrondweg.Deze verlaat even voor Bodegraven de Oude Rijn, kruist deVoormolenboezem en de spoorlijn Leiden-Woerden door middelvan het hierna te bespreken viaduct, en sluit aan op het oudetrace aan het begin van de toerit naar de eerder genoemde boog-brug. (fig. 2).Een viertal huisjes uit een rij langs de Vlietkade is hierbij ten offergevallen. Dit is wel het uiterste minimum. Van de aanliggendehuizen, die gespaard blijven, zal men straks vanaf het viaduct metgemak de schoorsteen kunnen vegenHet ontwerpHet uitvoeringsontwerp wordt in huiselijke kring meestal~aan-geduid met de weidse naam 'eenpoter'. Deze betiteling dankt hetaan de tussensteunpunten, die elk bestaan uit een enkele kolom.Dit type, dat men eerder in een invalsweg van een grote stad zouverwachten, heeft ook hier een goede bestaansreden.Het viaduct kruist de spoorbaan onder een hoek van ruim 37?.De spoorbaan ligt ter plaatse bovendien in een bocht, zodat desteunpunten zo ver mogelijk uit elkaar moeten liggen en van zo-danige vorm moeten zijn dat het uitzicht op de spoorbaan zo minmogelijk wordt beperkt.De spoorbaan ligt circa 3 m boven het maaiveld. Daarboven wordteen vrije hoogte van 5,40 m vereist. Als sluitpost ter bepaling vande top in het lengteprofiel van de rondweg volgt dan nog de con-structiehoogte. Zoals zo vaak is deze het kind van de rekening,want anders worden de hellingen van de opritten te steil, enoverigens laat de zeer slappe bodem geen grote ophogingenvan de aardebaan toe.Het gevraagde schaap met vijf poten is aldus gegroeid tot eenviaduct op zes poten.In fig. 1 zien we dus een viaduct met drie middenoverspanningenvan 45 m en twee maal twee eindoverspanningen van respectieve-lijk 33,65 m en 26,40 m. De tussensteunpunten bestaan uit eenfunderingsplaat op palen van voorgespannen beton, en een enkele' ronde kolom van gewapend beton, voorzien van paddestoel-vormige uitkragingen van voorgespannen beton (fig. 3, biz. 710).Cement 13 (1961) Nr. 12 709Tussen de paddestoelen worden liggers van voorgespannen betonmet een tandvormige oplegging geplaatst. De hoogte van de lig-gers bedraagt 1,25 m (1/24 van de liggerhoogte, maar 1/36 van deoverspanning). De keuze is gevallen op geprefabriceerde liggersomdat hiermee net werken boven de spoorbaan, dat aan vele be-perkingen onderhevig is, tot een minimum wordt teruggebracht.Een ter plaatse gestorte constructie zou overigens nog meerhoogteverlies gegeven hebben en door de slappe bodem nogalduur aan steigerwerk zijn. De 'paddestoelen' worden wel terplaatse gestort, maar het steigerwerk kan op de funderingsplatenworden afgestempeld.Van de hoog-gefundeerde landhoofden staat het noordelijke oppalen van voorgespannen beton. Het zuidelijke is voor alle zeker-heid op stalen palen KP 23 gezet, daar de oprit ter plaatse tijdenshet ophogen neiging tot afschuiven en oppersen vertoonde, enom die reden van een steunberm moest worden voorzien.Constructieve details van ontwerp en uitvoeringDe liggersDe liggers voor de middenvelden hebben een lengte van 30,50 m,de overige van 21,65 m. Ze worden voorgespannen met 4 respec-tievelijk 3 kabels systeem Freyssinet, elk samengesteld uit 12strengen ? ?" van staal 170-190, met een totale primaire voor-spankracht van 142 ton.Ze worden vervaardigd op de noordelijke oprit in een stalen mal(fig. 7). Daar de liggerdoorsnede voor beide lengten gelijk is, kande mal, door het al of niet toevoegen van een tussenstuk, voorbeide lengten dienen. De betonspecie wordt verdicht met kist-trillers die boven op de mal geplaatst zijn.Hiermee zijn gunstige ervaringen opgedaan. Malconstructie entriltechniek laten zich moeilijk theoretisch benaderen. Nu mensteeds grotere liggers gaat prefabriceren, blijkt dat met trillers710 Cement 13 (1961) Nr. 12aan de zijbekisting diverse moeilijkheden optreden. Waarschijn-lijk worden ze veroorzaakt door de tegenstrijdige eisen van ener-zijds een vormvaste, dus stijve zijkist, en anderzijds een elastischebekisting die de trillingen goed doorgeeft.Het verhardingsproces wordt versneld door stoomverwarmingtot circa 45 ?C, zodat de malbodem na het spannen van 2 respec-tievelijk 1 kabel(s) voor het eigen gewicht binnen 24 uur weer vrijkomt. Liggers die tijdens het weekend overstaan, bereiken zonderstoomverwarming voldoende sterkte bij de toegepastc ccment-hoeveelheid van 360 kg klasse B per m3.Transport van de liggers in langsrichting vindt plaats op smal-spoorlorries, in dwarsrichting geschiedt dit met 'tankjes' waaropde liggers met vijzels worden neergelaten of daarvan worden af-getild. Deze procedure gaat vrij langzaam, doch bespaart de aan-nemer zware traversen en de bijbehorende elektrische loop-takels, die voor dit hefvermogen blijkbaar niet direct in de handelvoorradig zijn.De tandvormige opleggingenDe tand is ter beperking van de overspanning (en dus van de con-structiehoogte) kort gehouden. Als gevolg daarvan komt de op-legging op 0,25 m van het eind en daardoor nagenoeg onder deverankeringselementen van de kabels. Voor het opnemen van dedwarskracht kan daarom niet gerekend worden op de langs-voorspanning, die de schuine hoofdtrekspanning zou verminderen.Deze spanningen worden dus volledig opgenomen door zacht-staal. Met de nodige verdeelnetten voor de grote kabelkrachtenis aldus een korf ontstaan die wel een betrouwbare indruk maakt(foto12, biz. 713).De tandhoogte is circa 2/3 van de liggerhoogte, zodat een sprongontstaat bij de overgang op de paddestoelen.De voegconstructie (fig. 5)Aan weerszijden van de voegen tussen balkroosters en paddestoe-len worden normale rijroosters aangebracht. De liggers zijn op-gelegd op rubberopleggingen en de breedte van de voeg (gemid-deld 3 cm) varieert door temperatuur. Normale waterafvoer dooreen dergelijke voeg stagneert in de praktijk al gauw door op-hopingen van zand en vuil, en het water zoekt zich een andereweg. Allerlei smerige strepen ontsieren dan het betonwerk of erontstaat gevaar voor beschadiging door vorst. Er moet dus ge-zocht worden naar een voegdichting die flexibel, waterdicht envervangbaar is. De hier gekozen oplossing bestaat uit een holleplastic voegenband, die op eenvoudige wijze kan worden ver-vangen, en waarvan verwacht mag worden dat hij bij variatie in devoegwijdte ten minste voor 90% waterdicht is en in ieder gevalzand en vuil keert. Het water dat er eventueel nog doorkomtwordt opgevangen in een gootje achter de rubberopleggingendat nu, beschermd tegen vervuiling, zijn functie blijvend kan ver-vullen. Overwogen wordt de klemkracht van het proflel te ver-groten door opvulling met een rubberslang, die aldus beschermdtegen weersinvloeden, zijn betere elastische eigenschappen zalbehouden.De pijlerfunderingenHet aanlegniveau van de pijlerfunderingen ligt 2 a 2,50 m onder degrondwaterstand. Voor enkele bouwputten is een eenzijdig sta-len damwandscherm toegepast, namelijk bij de pijler direct naastde Voormolenboezem als waterkering en bij de pijlers ter weers-zijden van de spoorbaan als grondkering van de spoordijk. Bij defig. 6. halve dwarsdoorsnede balkroostermeest zuidelijke pijler is een tijdelijk scherm geplaatst tussenpijler en landhoofd om de stabiliteit van de zuidelijke oprit tehandhaven bij het ontgraven van de bouwput, die gelegen is in desteunberm.De slappe klei- en veenlagen bleken weinig water door te laten,zodat de putten met een eenvoudige open bemaling in de vormvan een klokpompje zijn droog gehouden.Om het aanbrengen van de werkvloeren op de slappe bodemmogelijk en zinvol te maken, is vooraf in elke bouwput een laagzand van 0,50 m dikte aangebracht. Het zand heeft zichzelf be-taald door het daarvan ondervonden gemak bij het drooghoudenvan en de verdere werkzaamheden in de put.De schuine bovenvlakken van de funderingsplaten zijn half omhalf direct bekist. De tijdelijk opengelaten sleuven vergemakke-lijken het storten, het verdichten en de controle. De sleuven zijntijdens het storten met vooraf gemaakte en gemerkte schotjesdichtgekist (foto 8, biz. 712).fig. 7. dwarsdoorsnede stolen matCement 13 (1961) Nr. 12 711foto 10. steigerwerk en bekisting van een paddestoelfoto 11. de paddestoel wordt voorgespannen; de sparingen voor deverdiepte spanplaten zijn zichtbaarfoto 8. funderingsplaat van een pijler stortklaar;(let op de sleuven in de bekisting van de schuine bovenvlakken,die tijdens net storten dicbtgekist zullen wordenjDe kohmmenDe kolommen, met een diameter van 2,50 m, zijn van massief ge-wapend beton.Voorspannen heeft geen zin, omdat de drukspanning in de defini-tieve toestand maatgevend is en zelfs drukwapening noodzakelijkmaakt. Naast een aanzienlijke verticale belasting moeten ze ookeen vrij groot moment opnemen ten gevolge van ongelijke mo-biele belasting op de aan weerszijden ervan gelegen velden. Hetgrootste moment krijgt ongetwijfeld de kolom, waarop veldenvan ongelijke lengten zijn opgelegd. De meest ongunstige belastingkan tijdens de uitvoering optreden. Bij het plaatsen van de liggersaan een zijde van de paddestoelen ontstaat een groot moment bijeen betrekkelijk kleine verticale belasting. Daarom is de voor-foto 9. pijlerkolom met cannelureswaarde gesteld, dat het aantal eenzijdig opgelegde liggers maximaalzes mag bedragen.De kolommen zijn gewapend met staven 0 50 en beugels 0 22h.o.h. 15 cm. De beugels zijn gesloten door de uiteinden circa10 cm langs elkaar te leggen en elektrisch te lassen (stomplassenis in een gesloten circuit uiteraard niet mogelijk).De slankheid van de kolommen is geaccentueerd door verticalecannelures (foto 9).De kolombekisting is niet uitwendig afgeschoord, doch met stalenklembanden via betonblokjes tegen de wapeningskooi gedrukt.De vormvastheid van de wapeningskooi is vergroot door er eendriehoekig vakwerkframe van zachtstaal in aan te brengen.De betonspecie is in kruiwagens met een bouwlift naar boven ge-voerd en via een storttrechter met pijpen verwerkt. Het specie-oppervlak is tijdens het storten zoveel mogelijk overal op gelijkehoogte gehouden, zodat de alzijdige druk automatisch de rondevorm van de bekisting handhaaft.Ook is het niveau van de specie tegen de wanden steeds hogergehouden dan in het midden van de kolom, zodat eventueel doorde specie losgelaten water geen zandstrepen langs het buiten-oppervlak kan veroorzaken.De paddestoe/en (foto 10 en 11)De paddestoelen hebben een gesloten ondervlak, dat naar vierzijden schuin oploopt. De holle doos wordt in vakken verdeelddoor een aantal langs- en dwarsribben. De kolom loopt door totbovenin de paddestoel, doch is over dit gedeelte hoi. opdat delangs- en dwarsvoorspanning in de omgeving daarvan niet zaldoodlopen op een plotseling vergrote massieve doorsnede. Hetgeheel is voorgespannen met spanstaven O 26 mm met schroef-verankering, die voornamelijk geconcentreerd zijn in ribben endekplaat. Voor zover de ankerplaten niet omhuld worden doorde later te storten schampranden, zijn ze verdiept ingebetonneerdeen sparing 0 11 cm ten behoeve van het spannen.Een exacte berekening van de paddestoel is niet mogelijk. Menkan het probleem benaderen door aanname van de krachtsver-deling en de juistheid daarvan controleren uit de daarbij gevonden712 Cement 13 (1961) Nr 12vervormingen (bij insiders bekend als 'net systeem J.B.F.'). Bijsymmetrische belasting van paddestoel en aangrenzende veldenzullen de momenten min of meer via de langsribben overgebrachtworden. Bij excentrische belasting moet een gedeelte van de mo-menten zich naar het centrum bewegen om door de kolom op defundering te worden overgebracht.De paddestoelen worden in drie fasen gestort; eerst de onder-plaat, dan de ribben en ten slotte de dekplaat met een verlorenbekisting. Storten in een keer is helaas niet mogelijk door het vrijingewikkelde stramien van elkaar kruisende spanstaven. Het zouoverigens door een groot aantal mangaten in de dekplaat de con-structie te veel verzwakken.Het steigerwerk bestaat uit een aantal onderling afgeschoorderondhouten stutten, die op de funderingsplaat rusten en gedeel-telijk onder een helling staan. Daarop liggen stalen binten dieonder de ribben van de paddestoel geconcentreerd zijn. De hel-lende onderplaat vereist een verlopende uitvulling onder debaddings. Bij deze houtstapeling is tijdens de opeenvolgendestorten een toenemend inknijpen van het hout te verwachten.Dit zou voornamelijk langs de randen bepaald hinderlijke ver-vormingen veroorzaken in de reeds gestorte en verharde onder-plaat.Vandaardat de onderplaat langs de rand ondersteund wordt doorbetonpoertjes.die direct op de stalen binten staan enaan deboven-zijde rechtstreeks tegen het beton van de onderplaat drukken.De balkroosters (fig. 6, blz. 711).Na het plaatsen van de liggers worden in het werk de dwars-dragers en de vullingen tussen de bovenflenzen gestort. Het ge-heel wordt dwars voorgespannen met staven 0 26 mm metschroefverankering. De momenten in de dwarsdragers moetenworden opgenomen door een centrische voorspanning, hetgeenniet de meest voordelige methode is om trekspanningen te voor-komen. De verleiding is dan ook groot om de voorspanningexcentrisch te leggen. Dit heeft alleen effect wanneer de dwars-drager kan vervormen, in dit geval opbuigen. Daartegen verzettenzich de langsliggers, en het gevolg zou zijn dat het balkrooster,nog voordat er verkeersbelasting op komt, voornamelijk gaatdragen op de randliggers, die toch al het zwaarst belast wordendoor mobiele belasting. De tegenwerking van de langsliggersmaakt bovendien het positieve moment in de dwarsdragers noggroter. En dus is centrisch voorspannen toch maar beter.Een complicatie vormt hierbij de dekplaat, want daarin moet nudezelfde drukspanning komen als in de dwarsdrager, om opbui-ging in dwarsrichting te vermijden. Deze dure consequentie ont-gaat men door de dwarsdragers voorlopig tot onderkant dekplaatte storten en gedeeltelijk (doch centrisch) voor te spannen. Nahet storten en verharden van de vullingen in de dekplaat krijgthet geheel nog een extra voorspanning, zodanig dat de toenamevan de drukspanning in dwarsdragers en dekplaat gelijk is. In dedekplaat zit nu niet meer voorspanning dan nodig is om de daarinoptredende dwarsmomenten op te nemen, en het gestelde doel istoch bereikt.SlotopmerkingenDe esthetische kwaliteiten van het viaduct zijn, zo lang dit nogniet gereed is, moeilijk te beoordelen, en vormen een onderwerpwaarover blijkens een spreekwoord niet te twisten valt. Het isoverigens ook niet zo belangrijk, want de weggebruikers zullen,rijdend over het viaduct, niet veel meer zien dan het rijdek en deleuningen. Onder het viaduct lopen geen verkeerswegen, behou-dens een landbouwweggetje waarlangs tweemaal per dag dekoeien worden gedreven om te worden gernolken. Tot nog toeis bij deze dieren geen merkbare staat van opwinding geconsta-teerd.Het viaduct wordt gebouwd door de N.V. Algemene bouwonder-neming Albouw voor een aannemingsom van f 1 052 000 Detotale kosten zullen een bedrag van circa f 1 600 000 vergen,foto 12. wapeningskorf voor tandvormige op/eggingfoto 13. de stolen mat met vooraf gemoakt eindstukfoto 14. de stoomkap is over de ligger geredenfoto 15. voorgespannen liggers op het tasveldCemenl 13 (1961) Nr. 12 713