1
Nieuw gewapende grondsysteem snel gemonteerd bij Schipholviaduct Met medewerking van: H.M. Zeiderveld, Projectleider Van der Made Betonbouw BV, Zevenbergen en ing. M. van den Berg, Directeur Terre Armée BV, Breda
Bij het ontwerp en de realisatie van het achttien velden lange Schipholviaduct is een nieuw type volle hoogte element toegepast. De eerste ervaringen met dit systeem, dat ontwikkeld is in Australië, werden opgedaan bij twee van de viaducten in de nabij gelegen A5. In het Schipholviaduct zijn een aantal nieuwe technische hoogstandjes gerealiseerd. Zo is de randbalk in de elementen geïntegreerd, is gebruik gemaakt van prefab stelstroken en zijn er in totaal 98 verschillende elementen vervaardigd. De aannemerscombinatie koos voor dit type gewapende grondconstructie omdat het snel en bedrijfszeker gemonteerd kon worden. Een belangrijke doelstelling voor luchthaven Schiphol is een efficiënte benutting van de vliegcapaciteit en het bereikbaar houden van de luchthaven voor passagiers. Dit gebeurt door optimalisatie van het treinverkeer en het vergroten van de wegcapaciteit. Met de aanleg van de A5 is een bypass gemaakt om de doorstroming bij het knooppunt Badhoevendorp te verhogen en de bereikbaarheid van Schiphol te verbeteren. Ten zuiden van de Schipholtunnel is inmiddels het Rinse-Hofstra viaduct gebouwd over de snelweg A4. Dit viaduct legt een verbinding tussen Schiphol en de Zwanenburgbaan en is bedoeld voor intern transport op de luchthaven. Brandstof, bagage etc. worden via deze verbinding naar de andere zijde van Schiphol gebracht. Om ruimte te besparen zijn drie zijden van de opritten uitgevoerd met verticale gewapende grond constructies.
Figuur 1:
Wandelementen van Terra Tilt
2
Projectverwerving Het ontwerp van het Rinse-Hofstra viaduct is gemaakt door Witteveen en Bos in opdracht van de Schiphol Group. Het ging in totaal om drie grondkerende wanden. Twee voor de oprit aan de oostzijde (Schipholzijde) en één aan de westzijde van de A4. De wanden liggen onder een helling van circa 3 % en volgen het profiel van de weg. Verder zijn de wanden licht gebogen omdat het viaduct in een overgangsboog ligt. Om hoogte-effect te genereren zijn de wanden voorzien van een verticaal reliëf. Tussen de wandelementen waren daarom alleen verticale voegen toegestaan. De besteksoplossing ging uit van betonnen L- wanden waarop een prefab randbalk gemonteerd zou worden. Bij de detailering bleek echter dat deze constructie zeer arbeidsintensief en kostbaar zou zijn. Om die reden heeft de aannemerscombinatie Terre Armée BV gevraagd een oplossing te bedenken waarbij de constructie zo veel mogelijk uit één stuk prefab beton zou bestaan. In het Terre Armée ontwerp is het concept van de vormgever gevolgd. Om de montage snel te laten verlopen is gekozen voor gebruik van volle hoogte elementen, het zogenaamde TerraTilt systeem (zie kader). De randbalk (met een hoogte van 1,10 m) is hierbij geïntegreerd in de wandelementen. Het ontwerp onderscheid zich door het streven naar een zo groot mogelijke prefabricage van de wandonderdelen. Daarom zijn bij dit project de stelstroken (die bij het viaduct in de A5 in het werk werden gestort) ook prefab vervaardigd. Door de speciale vorm van de wanden zijn alle 98 wandelementen verschillend van afmeting. Om deze elementen te kunnen ontwerpen is gebruik gemaakt van AutoCad software, zodat de elementen in het werk exact op elkaar zouden aansluiten. Vanuit efficiëntie zijn wandelementen gebruikt met een zo groot mogelijke breedte (maximaal 2,50 m).
3
Kader De eerste volle hoogte elementen van Terre Armée zijn in Nederland ontwikkeld bij de realisatie van twee viaducten in de A5 bij knooppunt Badhoevendorp. In Australië is dit systeem al eerder toegepast en bij Terre Armée bekend onder de gepatenteerde naam TerraTilt. Hoofduitvoerder Pieter Algra (Koop Tjuchem) heeft samen met Terre Armée BV en Voorbij Prefab Beton BV (de producent van de betonelementen) voorzetelementen voor het viaduct in de A5 bedacht en toegepast die in een keer de volledige hoogte overbruggen.” Bij deze twee viaducten zijn de elementen gebruikt in een façade wand die voor een stalen combi wand, bestaande uit buispalen en damwandplanken werd geplaatst. Ook de verbinding met de achterwand en het plaatsen met een speciaal frame is hierbij uitgetest. Bij de ontwikkeling van de betonelementen voor het Rinse-Hofstra viaduct is men nog een stap verder gegaan. Hierbij zijn elementen met geïntegreerde randbalk vervaardigd met een breedte van 2,50 m en een maximale hoogte van 5.60 m. Het plaatsen van de Terra Tilt wanden geschied als volgt: Stellen van een prefab stelstroken (lengte 2,50 m ) op de juiste hoogte en in de juiste richting Ophijsen en plaatsen van het volle hoogte element in de sparingssleuf van de prefab stelstrook Verticaal stellen van het wandelement en afschoren met een schroefstempel dat aan twee betonplaten van 2x2 meter wordt bevestigd Onderling verbinden van de wandelementen met thermisch verzinkte koppelplaten Verticaal aanbrengen van een strook geotextiel 0.40 m tegen de wandelementen Aanbrengen en verdichten van het aanvulzand in lagen van 0,37 m Plaatsen en bevestigen van de eerste laag wapeningsstrippen (onder een helling van 4%) Vooraf is het zand onderzocht op korrelverdeling en chemische eigenschappen zodat het voldoet aan de eisen voor aanvulzand dat toegepast wordt voor gewapende grondconstructies. Het zand wordt per laag gecontroleerd op de verdichtinggraad. Wereldwijd is er inmiddels ruim 22 miljoen m² aan gewapende grondconstructies met Terre Armée gerealiseerd.
Productie van de Terra Tilt elementen. Voor de productie van de volle hoogte elementen bij Voorbij Prefab Beton BV in Amsterdam is een bekistingframe ontwikkeld met een afmeting van 7,5 x 3 m. Het gedeelte met de geïntegreerde randbalk had vaste afmetingen, maar door de helling van de op en afritten waren de elementen verschillend in hoogte. Het onderste deel van het bekistingframe was verstelbaar zodat wandelementen met verschillende hoogtes geproduceerd konden worden. Ook de plaatsen voor de ankerportalen (verbindingsankers waar de grondwapeningsstrippen aan bevestigd worden) waren verstelbaar. Dit is nodig omdat bij Terre Armée het grondwerk in lagen van 0,37 m aangebracht en verdicht moet worden. Bij een oplopende wand moeten de ankerportalen dus met helling van de randbalk meelopen. Het viaduct ligt ook nog in een overgangsbocht. Dit betekent dat de wanden in een kromming lopen.Voor de binnenbocht is deze kromming scherper dan voor de buitenbocht. De elementen zijn via normaal vrachttransport over de weg aangevoerd naar het werk.
4
Projectgegevens Project Opdrachtgever Ontwerp + contractbeheersing Opdrachtnemer Ontwerp en levering Gewapende grondconstructie Bouwtijd 3 wanden Totale Project kosten
: Aanleg Rinse-Hofstra viaduct bij Schiphol over de A4 : Schiphol Group : Ingenieursbureau Witteveen en Bos, Deventer : Bouwcombinatie: Van der Made Betonbouw BV, Zevenbergen en Van der Horst Holding BV, Varik : Terre Armée BV Breda : Startdatum: 11 juni 2002, Oplevering: 02 april 2004 : 8.000.000 €
Figuur 2: plaatsen volle hoogte wandelement van Terra Tilt met
een hydraulische kraan
Uitvoering De bouw van de op- en afritten is gestart in november 2003. Hoewel er onder moeilijke condities gewerkt moest (hoge grondwaterstand en veel neerslag) is het werk vlot verlopen. De Terra Tilt wandpanelen werden “Just in Time”aangevoerd zodat korte opslagtijden en een efficiënte montage mogelijk was. De lichtmasten zijn geplaatst in een stalen sparingsbuis met een betonnen voetplaat. Aan de onderzijde is deze buis met een vast gelaste hoeklijn en met bouten bevestigd aan de betonnen voetplaat. De wapeningstrippen zijn soms schuin weggelegd om plaatsing van lichtmasten, riolering en straatkolken niet te hinderen. (Zie figuur 2) Om te voorkomen dat ongewenste bezoekers de luchthaven kunnen betreden is aan de “Airsite” van de gewapende grondconstructie een Heras hekwerk van 2,5 m hoogte geplaatst. Dit hekwerk is op de randbalk bevestigd met gegalvaniseerde bevestigingsmiddelen.
5
Contractbeheersing Het werk is uitgevoerd onder kwaliteitsborging. De contractbeheersing is uitgevoerd door het Ingenieursbureau Witteveen en Bos. Na de oplevering van de gewapende grondconstructie is de wegverhardingsconstructie aangebracht. Deze constructie ligt vrij van de gewapende grondwanden. Een stepbarrier zorgt voor een veilige scheiding van de rijbaan en het inspectiepad/voetpad. Voor de overspanning boven de rijksweg A4 zijn twee onderheide landhoofden in het werk gestort en zijn ondersteuningsconstructies gebouwd. Hierop zijn prefabliggers aangebracht waarop een betonnen druklaag is aangebracht. De randbalk heeft de zelfde afmetingen en structuur als de gewapende grond wanden zodat dit als een geheel wordt waargenomen. IFD bouwen Door een goede samenwerking binnen het bouwteam zijn de gewapende grond constructies in korte tijd gerealiseerd. Logisch denken (zoals het ontwikkelen van een speciale bekistingsmal) maakte het mogelijk om Industrieel, Flexibel en Demontabel te bouwen (IFD) ondanks de unieke afmetingen van elk betonelement. Het idee van de volle hoogte elementen is bij het Rinse-Hofstra viaduct verder ontwikkeld en de montage is geoptimaliseerd. De vrijheid die de bouwcombinatie bij dit project kreeg heeft een grensverleggend ontwerp opgeleverd dat ook in toekomstige projecten gebruikt kan worden. Toepassing van deze bouwtechniek leidt tot betere kwaliteit, reduceert de montagetijd op de bouwplaats, en werkt kostenbesparend. *****
