Samengestelde trogconstructies voor- en nagespannen

Aan de noordkant van het treinstation 's-Hertogenbosch laat ProRail 3 nieuwe overspanningsconstructies bouwen voor het treinverkeer van en naar het noorden en het oosten. Met deze bijzonder slanke trogbruggen over de Dieze, die tot 55 meter overspannen, wordt een knelpunt in het spoornetwerk opgelost. Betonson is verantwoordelijk voor de engineering, de levering en de montage van de dekconstructies. De kunstwerken bestaan uit randliggers, vakwerk – middenliggers en bodemschalen.

 

Relevante artikelen

Slanke trogbruggen over de Dieze

Samengestelde trogconstructies voor- en nagespannen

Aan de noordkant van het treinstation 's-Hertogenbosch laat ProRail 3 nieuwe overspanningsconstructies bouwen voor het treinverkeer van en naar het noorden en het oosten. Met deze bijzonder slanke trogbruggen over de Dieze, die tot 55 meter overspannen, wordt een knelpunt in het spoornetwerk opgelost. Betonson is verantwoordelijk voor de engineering, de levering en de montage van de dekconstructies. De kunstwerken bestaan uit randliggers, vakwerk – middenliggers en bodemschalen.

 

Extreem slanke spoorbruggen lossen knelpunt 's-Hertogenbosch op

Op een voorbouwlocatie worden de fabrieksmatig voorgespannen randliggers opgehoogd en de middenliggers samengesteld uit individuele prefab componenten. Op de eindlocatie vindt de uiteindelijke montage plaats evenals de naspanning in dwars- en in langsrichting. De fly-over voor het treinverkeer vanuit Nijmegen is gereed. In juli 2013 wordt de inmiddels gemonteerde dubbelsporige brug ingeschoven voor het verkeer van en naar Utrecht. Direct hierna plaatst Betonson de laatste brugconstructie voor het treinverkeer richting Nijmegen. 

Mogelijkheden 

Aannemer Heijmans Civiel B.V. nam in de nazomer van 2010 contact op met Betonson om de mogelijkheden te onderzoeken van spoorbrugdekken met voorgespannen prefab betonnen elementen. De contour van de overspanningsconstructies in 's-Hertogenbosch stond op dat moment grotendeels vast, op basis van een ontwerp van architect Marius van den Wildenberg. Betonson bedacht in overleg met Heijmans een efficiënte en slanke uitvoeringsvariant waarmee de bouwopdracht werd binnengehaald. De relatief lage kostprijs en de gunstige EMVI score gaven de doorslag bij de aanbesteding. Alternatieven met een in-het-werk-gestorte betonconstructie of met een prefab constructie met moten bleken complex in uitvoering en daardoor ook duurder. Het spoorverkeer ondervindt bovendien met de gekozen variant met voor- en nagespannen dekconstructies de minst mogelijke hinder.

Halffabricaten 

Betonson stelt de 3 trogconstructies samen uit geprefabriceerde halffabricaten: in totaal 26 voorgespannen randliggers, 233 bodemschalen en de prefab componenten voor de 3 nagespannen vakwerk – middenliggers. 
Om licht en slank te construeren zijn de geprefabriceerde randliggers voorzien van een holle binnenkern (verloren bekisting van EPS) en zware fabrieksvoorspanning tot 23.000 kN per ligger. Deze kokerliggers zijn met een vrachtwagencombinatie met dolly vanuit Son naar de voorbouwlocatie bij de Dieze gereden en opgehoogd met in-het-werk-gestort beton. Deze ophoging zorgt voor de benodigde vergroting van de momentcapaciteit van de doorsnede. Betonson koos voor deze bouwmethode vanwege de 160 ton maximum transportcapaciteit over de openbare weg. Na het ophogen wegen de randliggers maximaal 320 ton.



De 3 overspanningen van de dubbelsporige trogconstructie worden samengesteld uit 6 opgehoogde randliggers, 94 schaaldelen en 3 zogeheten middenliggers in de vorm van een vakwerk. Deze vakwerkliggers wegen per stuk ongeveer 650 ton. Elke vakwerkligger wordt op de voorbouwlocatie samengesteld uit 9 prefab 'U-bakjes' die samen een onderregel vormen, 4 stalen trekstaven en 5 gewapend betonnen prefab componenten die samen de drukdiagonalen en de (druk)bovenregel vormen. De onderregel wordt nagespannen in langsrichting.

Voorbouwlocatie 

De randliggers en de componenten van de middenliggers worden eerst op een voorbouwlocatie samengesteld en vervolgens naar de eindlocatie vervoerd met self propelled modulair transport (SPMT). De bodemschalen zijn na prefabricage direct met een vrachtwagen naar de eindlocatie getransporteerd. Na het aanbrengen van een druklaag op de bodemschalen, wordt deze samengestelde trogbodem verbonden met de trogliggers middels gekromde 16 naspankabels in dwarsrichting. Na het spannen van deze 19-strengs kabels in de trogbodem is de trogconstructie voldoende sterk en stijf.


Uitdagingen in maatvoering en betonkwaliteit

De gekozen bouwmethodiek stelt hoge eisen aan de maatvastheid van de rand- en middenliggers. Die liggers laten weinig vervorming toe voor een goede passing van de schaaldelen tussen de liggers. Betonson monitort daarom continu de vervorming in de verschillende bouwstadia en gebruikt montageframes en vijzels om de elementen te positioneren, te fixeren en afwijkingen te compenseren.
Om zo slank mogelijk te kunnen construeren is zowel het geprefabriceerde als het in-het-werk-gestorte beton van de trogliggers van sterkteklasse C70/85. De hierbij behorende lage watercementfactor en hoge warmte-ontwikkeling maakte het beton storten op de voorbouwlocatie complex. Koeling was noodzakelijk, en om te voorkomen dat de betonmortel te snel zou uitdrogen was constante beneveling nodig. Haperingen in de toevoer waren ongewenst. Voor de langste vakwerkligger – onderdeel van de dubbelsporige trog – is in totaal 90 kuub in situ beton verwerkt. Hiervoor maakte Betonson goede bevoorradingsafspraken met het moederbedrijf Van Nieuwpoort, dat op een gegeven moment tegelijk betonmortel leverde uit Veghel en 's-Hertogenbosch.
 

750 ton bouwkraan

De 8,25 meter brede en 3,1 meter hoge fly-over dekconstructie voor het treinverkeer vanuit Nijmegen, en de 14,6 meter brede en 6,06 meter hoge dubbelsporige brugconstructie voor het verkeer van en naar Utrecht, stonden als eerst op het bouwprogramma. 
De fly-over bestaat uit 14 gebogen randliggers en 92 bodemschalen en rust op 6 pijlers en twee landhoofden. Betonson gebruikte, om de horizontale kromming van de fly-over te benaderen, bij de prefabricage een speciale gefacetteerde mal met hieraan bevestigde afbuigpunten voor de voorspanning. Op 18 augustus 2012 werden de 6 eerste randliggers voor de fly-over op de pijlers geplaatst. Montage over het bestaande spoor was complex. Hierbij bood één van de grootste bouwkranen van Europa (750 ton) uitkomst.
De ruim 147 meter lange dubbelsporige trogbrug rust straks op twee landhoofden en twee pijlerconstructies. De eindmontage vindt in de zomer van 2013 plaats. De 3 brugdelen worden dan ingeschoven vanaf een tijdelijke ondersteuningsconstructie, waarbij ook de oude stalen brug wordt verwijderd. Het treinverkeer tussen 's-Hertogenbosch en Utrecht ligt straks vanwege de bouw- en sloopwerkzaamheden 11 dagen stil. Naast de dubbelsporige trogbrug monteert Betonson vervolgens de enkelsporige trog die bestaat uit 6 randliggers en 47 bodemschalen. Na de resterende werkzaamheden hieraan zal het spoor op deze laatste trogconstructie in januari 2014 in bedrijf worden gesteld.

 

Projectgegevens 

Locatie: Treinstation 's-Hertogenbosch
Ontwikkelaar: ProRail
Aannemer: Heijmans Civiel B.V.
Engineering, levering en montage: Betonson
Montage: augustus 2012 en zomer 2013
Pro prefab: slank en licht construeren en snel monteren (korte buitendienststelling spoorverkeer)
Uitdaging: maatvoering, kwaliteit beton, unieke bouwfasering

 

© 2015/2016/2017/2018 AB-FAB - Website ontwikkeling: Wurld