PREFABRICAGENIEUWE BETONNENDWARSLIGGER VOOR NSir.G-Bier en ing.H.Dol, NV Nederlandse Spoorwegen, UtrechtNa een voorbereidingstijd van twee jaar heeft NS een nieuw type dwarsliggerge?ntroduceerd. Het huidige type, model 1970, is van het type tweeblok, uitgevoerdin normaal gewapend beton. De nieuwe dwarsligger, NS90 geheten, is eenvoorgespannen 'monoblokdwarsligger'. NS heeft bij haar keuze buitenlandseoplossingen bestudeerd en waar nodig beproefd. Uiteindelijk is besloten tot de NS90,afgeleid van de Duitse dwarsligger. Twee fabrieken produceren de nieuwe ligger enmedio dit jaar wordt de lijn Den Haag - Leiden als eerste voorzien van deze liggers.erugkijkend in de historie zijn inhet begin van dejaren '50 bij NSproefVakken ingebouwd metverschillende typen dwarsliggers. Daar-bij waren twee hoofdtypen, te weten deFranse RS-tweeblokdwarsligger meteen eigen elastische spoorstaaf-bevestiging en de Duitse voorgespannenmonolietdwarsligger, voorzien van detoen in Duitsland alom aanwezige rug-hellingplaat (fig. l). Destijds is gekozenvoor het Franse systeem en het was deNederlandse Spanbeton Maatschappijdie de RS-dwarsliggers voor NS maakte.Het Zig-zag-spoorIn de befaamde Nederlandse grind-bal-lastbedden kwamen NS en diverse fir-ma's tegen het eind van dejaren '50 toteen eigen ontwikkeling, het Zig-zag-spoor met de zogenaamde DE-spoor-staafbevestiging (fig 2). Aanvankelijkmet in het betonblok gelij mde haken enbijbehorende hoeklijnen, later (vanaf1967) met een uit ??n stuk gegotenklemhouder die werd ingestort in hetbeton.Het Zig-zag-spoor bestond uit losseblokken onder de spoorstaaf die pas inhet spoor werden gekoppeld, nadat deblokken stuk voor stuk in de juiste posi-tie onder de rail waren geplaatst. Als deblokken goed lagen werden er stalen pij-pen tussen aangebracht, die door mid-del van lijmen en aanklemmen werdenvastgezet. Zo ontstond een horizontaalvakwerk met grote inwendige weer-stand tegen verschuiven. In de grind-ballastbedden is dat van groot belang.Het grotendeels ronde grind is moeilijkte verdichten en de ronde korrels rollengemakkelijk over elkaar. Een ballastbedvan gebroken materiaal, zoals gebruiktin de ons omringende landen, biedt aan-zienlij meer weerstand tegen zijdelingsverschuiven van het spoor. Dit was al vanbelang voor het opnemen van de trein-belastingen, maar het belang is nog aan-zienlij toegenomen toen despoorweg-maatschappijen overgingen tot het aan-??nlassen van de rails tot grote lengten(voegloos spoor).NS-tweeblokdwarsliggermodel 1970In 1970 werd besloten het Zig-zag-spoor niet langer in te bouwen, aange-zien in het kader van de actie Spoorslag'70 de treinfrequentie aanmerkelijkwerd verhoogd. Werk aan het spoor wastijdens de treinenloop niet meer moge-lijk en moest in buitendienststellingengaan gebeuren. Daarvoor zijn meestalalleen 's nachts mogelijkheden aanwe-zig. Om de bezwaren daarvan te beper-ken, ging men ertoe over zoveel moge-lijk werk buiten de baan te doen. Opemplacementen worden completestukken spoor (secties) voorgebouwd.24 Cement 1991 nr. 3TDeze secties worden in de nacht naarhun plaats vervoerd. Daar worden deoude stukken spoor verwijderd en denieuwe secties ingebouwd. Hiervoorzijn dwarsliggers nodig die in staat moe-ten zijn de juiste spoormaten 'vast tehouden' (fig. ).In die jaren werd aarzelend (vooral van-wege de kosten) begonnen om bij despoorvernieuwing ook meteen hetgrind in het ballastbed te vervangendoor steenslag. Grind bleef echter nogvolop in gebruik De keuze voor eentweeblokdwarsligger lag zeker voor dehand, vooral vanwege de hogere zijde-lingse weerstand in grind door de tweekopvlakken.In de NS-tweeblokligger was veel terugte vinden van de Franse RS-dwarsliggeren het Zig-zag-blok. De dwarsliggerwas voorzien van de DE-bevestigingmet verende klemmen en gietijzerenklemhouders die omkleed zijn met eenkunststofmortel voor de elektrische iso-latie. De dwarsligger bestond uit tweegewapende betonblokken. De hoofd-wapening liep door een met beton ge-vulde kunststofpijp van het ene bloknaar het andere (fig. 4).Waarom in 1990 weer een nieuwedwarsligger?In de eerste jaren deden zich met detweeblokligger weinig problemen voor.Later hebben zich op verschillendeplaatsen wel onregelmatigheden voor-gedaan, waarvan sommige direct na devernieuwing. In bepaalde omstandighe-den is het voorgekomen dat nieuw inge-brachte dwarsliggers reeds na vijf dagenin het spoor te hebben gelegen door hettreinverkeer volledig waren kapotgeha-merd.Anderzijds liggen er inmiddels onge-veer 2 miljoen dwarsliggers van dit type.Het uitvalpercentage is minder dan 2%o,waarbij moet worden aangetekend datschade door ongerechtigheden in hetprodukt nauwelijks voorkomt. Demeeste schade ontstaat door overbelas-ting als gevolg van afwijkende inbouw-of gebruiksomstandigheden. Oneffen-heden, ontstaan tijdens de bouw, in bij-voorbeeld de spoorstaven, kunnen lei-den tot wiellasten die bij snelheden van140 km/h wel tot 5 maal de statischewaarde aangroeien.Het uitwisselen van een bezwekendwarsligger is tamelijk ingewikkeld enbovendien kunnen bij de uitgewisseldeliggers oneffenheden in de spoorliggingontstaan die tot hernieuwde overbelas-ting leiden. Het is dus zaak reparatieszoveel mogelijk te voorkomen. On-danks de vele goede dwarsliggers tellende uitvallers heel zwaar voor de beoor-deling of het produkt voldoet.In de gebruiksfase deden zich op enkeleplaatsen problemen voor met de elek-trische isolatie en met slijtage van de in-gestorte klemhouder. Het bleek nieteenvoudig hieraan in de baan iets tedoen. Omdat de klemhouder niet ver-vangen kan worden, is deze bepalendvoor de levensduur van de dwarsligger.Incidenteel kan dit aanleiding zijn totvervanging van dwarsliggers. Op groteschaal kan na circa 20 jaar een probleemontstaan, wanneer de spoorstaven ver-vangen moeten worden.Een andere reden tot vervanging was dattevens moest worden ingespeeld op detoepassing van het zwaardere railprofielUIC54 met een voetbreedte van 140mm tegenover 120 mm bij de oudereNP46 spoorstaaf.Verbetering bestaandedwarsliggerGedurende een aantal jaren zijn wijzi-gingen aan de NS-tweeblokligger uit-geprobeerd (wapeningsvarianten) enaan de spoorstaafbevestiging (verzwaar-de klemhouders). Hieruit bleek dat:- vrijwel elke wijziging de dwarsliggerduurder maakte;- het aantal vrijheidsgraden om te wij-zigen beperkt was;- het ontwikkelen van betere variantenerg veel tijd kostte;- het systeem 'dwarsligger-spoorstaaf-bevestiging' gecompliceerd was.De conclusie over de NS-tweeblok-dwarsligger was dat deze mechanischaan de lichte kant was, de prijs tamelijkhoog en dat vooral door de spoorstaaf-bevestiging niet altijd de gewenste le-vensduur gehaald zou worden.Voor de toekomst werden bovendienzwaardere eisen gesteld, die een herori-?ntatie nodig maakten:- hogere snelheden voor personentrei-nen (160 en 200 km/h);- hogere aslasten (22,5 t) en snelhedenvoor goederentreinen (120 km/h);- voortdurende noodzaak tot kostenbe-heersing.Ori?ntatie op andere dwarsliggersNaast wijzigingen aan het bestaandesysteem is een ori?ntatie gestart naar an-dere (buitenlandse) produkten. Daaruitontstond het inzicht dat een voorge-spannen ligger beter bestand is tegenschokbelastingen, goedkoper van ont-werp kan zijn en soms goedkoper ge-produceerd kan worden.Ook zijn er andere bevestigings-systemen die een lange levensduurwaarborgen. Enkele produkten van an-deren zijn als proef ingebouwd.Waarom een monoblok-dwarsligger in 1991?Om dit nader toe te lichten is het goedde argumenten die destijds gehanteerdwerden voor tweeblokdwarsliggers,nogmaals te bezien en te toetsen.1. De gescheiden blokken geven een goededrukverdeling onderde spoorstaaf.Modemespooronderhoudsmachines (stopma-chines) stoppen de ballast op ter weers-zijden van de spoorstaven (foto 5) maarniet in het midden van de dwarsligger.Daardoor ontstaat een oplegvlak in denabijheid van de spoorstaaf Bij voor-Cement 1991 nr. 3 25PREPABRICAGEtijdige belasting door zware werktrei-nen moet erop gelet worden dat de mo-noblokliggers niet in het midden gaandragen, want daar kunnen ze slechts inbeperkte mate tegen.2. De enigszins elastische koppeling tussende blokken is gunstig bij slechte ondergrond.Door een kwantitatief en kwalitatiefgoed ballastbed, zijn de oplegconditiesvoor de dwarsliggers aanzienlijk verbe-terd.3. De elastische koppeling is ook gunstig omde herhaalde stoten van de trein op te vangen.Het elastisch opvangen van de stootbe-lastingen vanuit het treinverkeer ge-beurt door onder de rail een elastischbeddingplaatje aan te brengen en eengoed ballastbed te realiseren. Bij slechteballastbedcondities kunnen alle dwars-liggertypen in moeilijkheden komen.Uit door NS verrichte valproeven op di-verse dwarsliggertypen is naar voren ge-komen dat een voorgespannen liggerduidelijk beter tegen stootwerking be-stand is dan een normaal gewapende lig-ger.4. De geringere massa van de tweeblok-dwarsligger is gunstig als onajgeveerde massa.De huidige opvatting is dat juist eenzware dwarsligger gunstig uitwerkt opde stabiele ligging van het spoor.5. De geringere massa van de tweeblok-dwarsligger [circa 200 kg), maakt handver-werking nog mogelijk. Bij het verwijderenvan kapotte tweeblokdwarsliggers uithet spoor, werkt de grote weerstand te-gen verschuiven van de twee kopvlak-ken dit ten zeerste tegen. Met de sterkerevoorgespannen ligger wordt beoogd,het aantal uit te wisselen stuks verder tereduceren. Voor het hanteren van detweeblok- evenals voor de 300 kg zwaremonoblokligger, zijn mechanischehulpmiddelen vereist.6. De tweeblokvorm kan bij verschuiven vande dwarsligger in het ballastbed door de tweekopvlakken een betere weerstand opbouwen,waardoor het spoor beter op zijn plaats blijftDe weerstand tegen zijdelings verschui-ven van een spoor met monoblokliggersin steenslag bhjkt niet minder te zijn dandie van een spoor met tweeblokliggers.Overigens dragen ook de getailleerdezijkanten en de weerstand op het onder-vlak bij aan de weerstand tegen ver-schuiven.7. De vervaardiging is eenvoudig. Er zijnmonoblokdwarsliggers die nagenoeg opdezelfde manier vervaardigd worden alsde (RS-) tweeblokdwarsligger. Bij hetDywidag-systeem worden de dwarslig-gers onmiddellijk na storten en verdich-ten uit de mal gelost, net als bij de FranseRS. De voorspanning wordt later aange-bracht.Aan de eis dat de stijfheid van de koppe-ling zo hoog moet zij dat de spoorwij d-tetoleranties onder spoorbelasting nietworden overschreden, wordt door voor-gespannen monoblokliggers eerder vol-daan dan door tweeblokliggers.Om een idee te geven: de spoorwijdte,dat is de maat tussen de koppen van despoorstaven, is 1435 mm met een tole-rantie van -0 tot +2 mm.Overigens bevat de RS-dwarsligger 22kg staal (fig. ). Bij een voorgespannenligger kan dit beperkt worden tot 5 ? 9%Bevestiging spoorstaaf endwarsliggerZowel voor het ontwerp, als voor de ver-vaardiging van de dwarsligger geldt, datde vormgeving van de bevestigings-componenten en die van het wape-ningssysteem op elkaar afgestemd moe-ten worden. Ook het malontwerp wordtrechtstreeks be?nvloed door deze com-ponenten.Zo was het niet mogelijk om de huidigeNS-dwarsligger zonder meer van eenander bevestigingssysteem te voorzien.De hoofdwapening van de dwarsligger,alsmede het gehele mallenbestand haddrastisch gewijzigd moeten worden.Het lag daarom voor de hand het mo-ment van veranderen van de dwarslig-ger te laten samenvallen met de invoe-ring van een nieuwe bevestiging.Studie naar bestaandedwarsliggersDe Duitse dwarsligger B70W (foto 7) isin produktie sinds 1970, uitgevoerd metde Vossloh-bevestiging. De dwarsliggerheeft een lengte van 2,6 0 m en een massavan 300 kg. De dwarsligger is gedimens-ioneerd op een wiellast van 150 kN, datis 2,6 maal de statische wiellast van een22,5-tons aslast (fig. 8). De effectievevoorspankracht is 270 kN.Er zijn circa 17 miljoen van deze dwars-liggers vervaardigd. Alle Neubaustrec-ken van de Deutsche Bundesbahn zijn/worden ermee uitgerust. Duitsland telt7 producenten. Vervaardiging met hetzgn. langebanksysteem komt niet voor.De dwarsliggers worden uitsluitend perstuk voor- of nagespannen. Er zijn vierverschillende voorspansystemen in ge-bruik, waarvan twee met kopveranke-ring. De DB laat alle systemen toe, mitsde dwarsligger aan de toelatingseisenvoldoet. De dwarsligger wordt ook toe-gepast in Zwitserland en Oostenrijk.De Duitsers hebben tamelijk zware aan-namen gedaan voor de optredende bal-lastreacties, hetgeen van grote invloed isop de momentenverdeling in de dwars-ligger.Vanouds wordt de onderzijde van dedwarsligger van inkassingen in dwars-richting voorzien, om de weerstand te-gen zijdelings verschuiven te vergroten.26 Cement 1991 nr. 3Dit kan bij de Duitse vervaardigingswij-zen tamelijk eenvoudig worden gerea-liseerd. Bij de langebank is het bewerke-lijker. Over het nut voor de zijdelingseverschuivingsweerstand verschillen demeningen.De Zweedse dwarsligger voorzien vande Pandrol-bevestiging, is in produktiesinds 1976. De twee leveranciers wordenin concurrentie tegen elkaar uitge-speeld. Bovendien zijn in Zweden deloonkosten hoog, zodat men tot het ui-terste rationaliseert. De vervaardiginggeschiedt op de langebank.In Noorwegen met slechts ??n leveran-cier, is dezelfde dwarsligger aanzienlijkduurder.De Zweedse dwarsligger is iets kleinerdan de Duitse B-70. De lengte is 2,50 m,de hoogte is nagenoeg gelijk. De dwars-ligger is aan de bovenzijde wat sterkerverjongd. De massa bedraagt 260 kg. Erwordt gebruik gemaakt van heel dunne(3, 4 resp. 7 draden, diameter 2,11 mm)strengen, in verband met de krachts-overdracht. De blijvende voorspan-kracht bedraagt 240 tot 250 kN. De be-nodigde hoeveelheid staal is slechts 4 ? 5%In Denemarken heeft men sinds hetvoorjaar van 1989 een nieuwe dwarslig-gerfabriek in gebruik. De Deense aan-nemer Hoj gaard & Schultz heeft samenmet de Deense Spoorwegen een hyper-modern bedrijf opgezet.De vervaardiging geschiedt onder eenlicentie van de Zweedse firma A-Be-tong. Op basis van een tienjarig contractmet een gegarandeerde afname van140000 dwarsliggers per jaar, is men toteen prijsstelling per dwarsligger geko-men van circa / 100,- inclusief de be-vestiging. Overigens lijkt de Deensedwarsligger sterk op de Duitse, maarwordt vervaardigd op de Zweedse ma-nier, op de langebank.Recent is in Oostenrijk een fabriek ingebruik genomen die de B70W dwars-ligger maakt op de Zweedse manier.De Engelse dwarsligger, eveneens op delangebank gemaakt, wordt toegepast inEngeland en Belgi?. Met deze dwarslig-ger hebben zich in Engeland problemenvoorgedaan die teruggevoerd kondenworden op de positionering van devoorspanning.Deze dwarsligger is over zijn lengte inhorizontale zin niet getailleerd, hetgeenals minder gunstig wordt gezien voor dezijdelingse ballastweerstand. Er zijn totop heden alleen versies met de Pandrol-bevestiging. De ligger moet in Engelandbestand zijn tegen aslasten van 25 t.Criteria voor de keuzeVoor het maken van een keuze voor denieuwe dwarsliggers, is naar de volgen-de aspecten gekeken:Constructieve elementen:- sterkte(railoplegging-/middenmoment);- lengte (momenten/oplegvlak);- breedte (oplegvlak/dwl-afstand);- hoogte(cunetdiepte/loopspoorstaven);- massa (stabiele ligging);- vormgeving (weerstand in de ballast).Werkmethoden:- massa (hijsgereedschap/handwerk);- hanteerbaarheid(handwerk/aanpikken);- weinig gevoelig voor beschadiging;- schokbestendig (handling).Elektrische isolatie.Kosten.Levensduurverwachting.Overige aspectenUitgangspunt is geweest dat het NS-spoorwegnet zo klein is dat het nietwenselijk is om meer typen dwarsliggerin te bouwen (bijvoorbeeld ??n voor ho-ge snelheden, ??n voor zware aslasten,??n voor lichte aslasten, ??n voor slechteballastbedden enz.). Er dient dus ??ndwarsligger te komen die voor al dezetoepassingsgebieden geschikt is.Bewust is zoveel mogelijk uitgegaan vanbovenbouwconstructies die elders veelvoorkomen en goed voldoen gedurendelange tijd. Hierdoor kan men het risicobeperken van kinderziektes en tegen-vallende resultaten die zich pas manifes-teren nadat al grotere aantallen gelegdzijn. Dit mede gezien de grote spreidingin gebruiksomstandigheden, en de ge-wenste levensduren. De bovenbouw laatzich slechts in beperkte mate berekenen.Al gebruikt men buitenlandse con-structies, de vaktechnische inbreng vande Nederlandse producenten kan totverdere verbeteringen leiden, zo is ge-bleken.Een verder aandachtspunt is het gedragna ontsporingen. Met houten dwarslig-gers is het vaak mogelijk om na de ont-sporing van ??n of enkele assen, hetspoor te blijven berijden, zij het wellichtmet beperkte snelheid. De B-70 is deenige dwarsligger waarop bij de toela-ting een belastingproef op ontsporing isuitgevoerd.Vooral door de vormgeving van de be-vestiging kan de nieuwe dwarsligger inkrappere bogen toegepast worden dande huidige tweeblokdwarsligger.De dwarsligger is een produkt dat nietover grote afstanden aangevoerd moetCement 1991 nr. 3 27PREFABRICAGEworden, vanwege de relatief hoge kos-ten daarvan.Na een technische en commerci?le afwe-ging, is besloten met de beide bestaan-de producenten in Nederland, Schok-beton en De Meteoor, verder te gaan.Principekeuze dwarsliggerDe algemene opvatting op dit momentis, dat naar een zo zwaar mogelijkedwarsligger gestreefd moet worden. DeDuitse B70W is een goede oplossing,deze dwarsligger komt op grote schaalvoor, en wordt ook nu, twintig jaar nazijn invoering, zonder restricties inge-bouwd.Een concreter onderzoek naar vervaar-diging op de langebank, met de bijbeho-rende investeringen, in vergelijking metvervaardiging in een roulerend systeem,is ingesteld. De twee huidige dwarslig-gerleveranciers hadden beide een roule-rend systeem in gebruik voor de pro-duktie van de NS-tweeblokdwarsligger.Als daarvan een deel hergebruikt zoukunnen worden, konden wellicht de in-vesteringskosten beperkt blijven, zowerd aanvankelijk gedacht. Dit kon vanbelang zijn, omdat de huidige jaarbe-hoefte van NS aan dwarsliggers, zelfsvoor ??n fabriek nog aan de kleine kant is.Voorafgaand aan de aanmaak van deproefseries heeft NS de keuze bepaaldvoor de spoorstaaf bevestiging.ProefnemingenNadat in principe voor de B70W wasgekozen, zijn bij Schokbeton en de Me-teoor proefseries aangemaakt. De vol-gende variabelen zijn onderzocht:- lengte van de dwarsligger;- voorspansystemen op aanhechting;- voorspansysteem met eindveranke-ring;- voorspankracht;- vorm van het toeslagmateriaal.Als referentie zijn in de proefserie opge-nomen de Duitse dwarsligger B-70 vanWTB, de Zweedse dwarsligger vanStr?ngbetong en de huidige NS twee-blokdwarsligger.Spanningen in de dwarsliggerVoor het ontwerp van de dwarsligger isuitgegaan van 2 uiterste ballastreacties(fig. 9). Bij belastingsgeval 1 is uitgegaanvan een ballastreactie v??r het stoppenen bij belastingsgeval 2 n? het stoppenvan de ballast door de stopmachine. Heteigen gewicht van de dwarsligger is ver-waarloosd.Belastingsgeval 1 veroorzaakt het groot-ste moment in de middendoorsnede enbelastingsgeval 2 ter plaatse van deBovenbelasting voor het ontwerpvan de dwarsligger en deballastreactiesOptredende spanningen inmiddendoorsnede en bijspoorstaafbevestigingspoorstaafbevestiging. De spanningenin de middendoorsnede en bij de spoor-staafbevestiging ten gevolge van de be-lasting, zijn weergegeven in figuur 10.StatischeproevenBij de betonleveranciers zijn de diversedwarsliggers na 28 dagen bewaren ineen waterbak met een temperatuur vancirca 20 ?C, beproefd op scheur- enbreukmoment. Hiervoor zijn tweeproefopstellingen gemaakt om de mid-dendoorsnede en de doorsnede onderde spoorstaafvoet te beproeven (fig. 11).28Cement 1991 nr. 3910Uit sterkteproeven en vooral ook val-proeven op de diverse dwarsligger-varianten is duidelijk gebleken dat deB-70 sterker is dan de Zweedse dwars-ligger en dat beide sterker zijn dan deNS-tweeblokdwarsligger.Door verder de mogelijkheden van devoorspanning uit te buiten kon de NS90dwarsligger ontstaan die ondanks dewat kortere lengte minstens zo sterk isals de B-70.RentreemetingenBij de voorspansystemen met voorge-rekt staal is op een aantal strengen de in-trekking van de streng ten opzichte vanhet betonvlak gemeten, direct na hetontspannen. Uit deze intrekking is deoverdrachtslengte berekend.Vervorming van de dwarsliggerHet is van belang de verkorting en bui-ging als gevolg van de voorspanning tebeheersen, omdat de spoorwijdte eenmaximale tolerantie heeft van 2 mm.De verkorting is gedurende een tijdsbe-stek van circa 3 maanden gemeten.Hieruit is gebleken dat de dwarsliggeronder de meetomstandigheden nauwe-lijks verkort. Er is gemeten bij een rela-tieve vochtigheid van 70%. De ouder-dom van het beton op het moment vanhet aanbrengen van de voorspanning isin het onderzoek meegenomen.De totale verkorting van de dwarsliggermet een lengte van 2500 mm bedraagt2,1 - 2,4 mm. Het kromtrekken is ver-waarloosbaar klein.ValproevenDe dwarsliggers zijn getest onder eenvalproef?nstallatie in het Bovenbouw-ontwikkelingscentrum te Boskoop (fig.12). De scheurvorming in ondersteu-ningsconstructies van een spoorstaafkan door een valproef goed worden ge-simuleerd.Bij de beproeving van de dwarsliggerswordt gebruik gemaakt van een valge-wicht van 40 kg, dat van verschillendehoogten op een op de dwarsligger ge-monteerde spoorstaaf wordt losgelaten.De dwarsligger wordt ondersteunddoor kurk-rubber platen, het midden-gedeelte uitgezonderd. Van belang zijnde valhoogte en het aantal klappen tot-dat de eerste scheur ontstaat (tabel l). Te-vens is de positie van de scheur van be-lang.Cement 1991 nr. 3 29PREFABRICAGEConclusies uit de proefseriesDe lengte van de dwarsligger van 2,60 mvoldoet optimaal aan de ontwerpeisen,maar met een lengte van 2,50 m kan ookaan de gestelde ontwerpeisen wordenvoldaan.Het voorspansysteem met eindver-ankering voldeed niet bij de hogerevoorspanning. Aanvankelijk is gedachtdat zo'n voorspansysteem voordelenzou hebben bij de kortere NS90, omdatbij dit systeem de voorspanning meteenvanaf de ankerplaten vol in de liggeraanwezig is. Uit de valproeven is dit nietnaar voren gekomen. Sterker nog, zekerbij de wat hogere voorspanning werktende vergrote ankerplaten bij de valproe-ven zelfs averechts. De niet gewapendeuiteinden sprongen eraf aan de zijde vande dwarsligger waar deze niet werd be-last.De hogere voorspanning bij het voor-spansysteem op aanhechting geeft debeste resultaten in scheur- en breukca-paciteit en bij de valproef. De huidigetweeblokdwarsligger is minder sterk, bijde valproeven zelfs een factor 3.Vervolgkeuze - de NS90Uiteindelijk is gekozen voor de mono-blokdwarsligger NS90, met een vorm-geving die is afgeleid van de DuitseB-70, maar met een lengte van 2,50 m(fig. 13). Verder is de voorspankracht ho-ger, teneinde eventueel opbuigendemomenten in de middendoorsnede(dragende middens) beter op te kunnennemen. Dit is nodig omdat de wat kor-tere dwarsligger een duidelijk anderemomentverdeling krijgt.Wat de vervaardigingswijze betreft isdoor beide producenten in overleg metNS, gekozen voor het langebanksys-teem, omdat dit naar de huidige inzich-ten de meeste perspectieven biedt.Voorwaarde is een vrij grote jaarafname.In het kader van RAIL-21 is hier zekerzicht op, al is de eerstkomende vijfjaarnog niet veel spoorwerk te verwachten.Daarom zijn afspraken gemaakt vooreen periode van 10 jaar.Als spoorstaafbevestiging is de DuitseVossloh-bevestiging gekozen (fig. 14).Waarom enkele veranderingen?De NS tweeblokdwarsligger had eenlengte van slechts 2,25 m, wat nogal kortis. De consequenties zijn bezien van eendwarsligger die 2,60 m lang is met eenmassa van 300 kg, voor hijs-, transport-,en leggereedschap, alsmede voor de ver-werkingstechnieken. Daarbij is geble-ken dat een lengte van 2,50 m gunstigeruitkomt.Een nadere ori?ntatie op de dwarspro-fielen van het ballastbed heeft geleerddat met kleinere ballastschouders kanworden volstaan, waardoor ondanks delangere dwarsligger in vergelijking totde huidige situatie, geen grotere baan-breedtes nodig zijn.De vormgeving van de kopvlakkenwordt sterk be?nvloed door de wijze vanvervaardigen van de dwarsliggers. Bin-nen de hoofdmaten kan de detailleringhiervan dan ook per fabriek verschillen.Hetzelfde geldt voor de betonsamen-stelling, mits aan de sterkte-eisen wordtvoldaan.Evenzo het voorspansysteem, waarvandiverse systemen bestaan, afgeleid vande systemen in de 'grote betonbouw',vaak beschermd door patenten.3C Cement 1991 nr. 3Tot op heden wordt op de B70W-dwarsligger, vrijwel zonder uitzonde-ring een hardachtig beddingplaatje tus-sen railvoet en dwarsligger toegepast.Wellicht dat dit bij de nogal vorstelijkeDuitse ballastbedden minder bezwaar-lijk is. Er zijn echter vanuit spoordy-namica-oogpunt redenen om zachtereplaatjes toe te passen.NS heeft altijd meer elastische bedding-plaatjes toegepast en de Franse SNCFpast in de TGV-hjnen nog slappere (9mm dik) toe. De plaatjes hebben moge-lijkerwijs ook invloed op het door netspoor afgestraalde geluid.Aanmaak protoserie (120/50 stuks)Na de eerste proefserie is in de zomervan 1990 een tweede serie gemaakt vangrotere omvang. Hierbij hebben beideproducenten de, naar hun opvatting endie van de NS, beste variant verder uit-gewerkt. Detailwijzigingen werden nogwel doorgevoerd, maar belangrijker wasnu het grotere aantal exemplaren. Deproducenten konden hiermee grotereproeven nemen met mallen en span-bankVervolgproeven en invoeringDe protoserie had tevens tot doel om NSin staat te stellen vervolgproeven te doenop meerdere exemplaren van een zelfdepartij. Zo werd een grotere serie vries-proeven gedaan en een vervolg-verkor-tingsproef.Verder konden 120 dwarsliggers wor-den gebruikt voor een legproef in sep-tember 1990 in het kader van de mecha-nische vernieuwing, nabij Ermelo (foto15). Ook met het hijsen en transporterenvan de nieuwe ligger kon ervaring wor-den opgedaan.Op de ingebouwde liggers zijn ook zij-delingse weerstandsmetingen (tegenverschuiven) gedaan. De gemeten waar-den waren niet lager dan bij de twee-blokligger.De produktie is bij beide producentenin januari jongstleden van start gegaan.De eerste grote inbouw van de mono-blokdwarsliggers is voorzien in de tweenieuwe sporen tussen Den Haag en Lei-den.E?n produktielijn van de tweeblok-dwarsligger is inmiddels buiten ge-bruik, de andere wordt later in het jaargestopt. De tweeblokdwarsligger zalechter nog gedurende tientallen j aren inde sporen van de NV NederlandseSpoorwegen blijven voorkomen.Cement 1991 nr. 3 31
Reacties