Metro op kolommen3201540Metro opkolommen1Uitbreiding metrowerkplaats GVB locatie DiemenMetro op kolommen 32015 41S&TKWDB&BHWRLWP2LWP1 LWP3Legenda:LWP - lijnwerkplaatsHWR- hoofdwerkplaats railKWD- kuilwielendraaibankB&B - baan en bovenbouwS&T - signalling en telecomDoor de komst van de nieuwe, langere metrovoer-tuigen op het Amsterdamse metronet en de Noord/Zuidlijn, wordt de bestaande metrowerkplaats GVBlocatie Diemen aangepast en uitgebreid. Bij denieuwe metro's bevindt zich veel apparatuur aan deonderzijde. Er is daarom gekozen voor een onder-houdsconcept waar veel licht en ruimte aan deonderzijde van de metro beschikbaar is. Dit is gerea-liseerd met een ondervloerse hefinstallatie, die demetrovoertuigen in zijn geheel kan heffen, en eenverdiept aangelegde betonvloer met spoorstavenop betonkolommen. Maar hoe zorg je dat de beton-kolommen de rem- en aanzetkrachten van demetro's kunnen opnemen en hoe ga je om mettemperatuurswisselingen van de spoorstaven?Het GVB is verantwoordelijk voor het uitvoerend beheer vande infrastructuur en het materieel van trams en metro's in enrond Amsterdam. Voor onderhoud aan het rijdend materieelbeschikt GVB over verschillende remises en werkplaatsen. Eendaarvan is metrowerkplaats GVB locatie Diemen. Hier hebbende werksporen een lengte van 80 m. Door de komst van denieuwe, langere metrovoertuigen (116 m lang en bijna 200 tonzwaar) is het noodzakelijk om deze metrowerkplaats aan tepassen en uit te breiden. Mede omdat er binnen het Amster-damse metronet geen wenselijke alternatieven voorhanden zijn.De aanpassingen betreffen zowel de gebouwen (kantoren enwerkplaatsen), als de buiteninfrastructuur op het spoorempla-cement (sporen, bovenleidingen en systemen) om de toeganke-lijkheid van de gebouwen te borgen (fig. 2).Aanpassing van de gebouwen betreffen de lijnwerkplaats(LWP), de hoofdwerkplaats rail (HWR), de signalling entelecom (S&T) en de kuilwielendraaibank (KWD). In dit artikelwordt alleen verder ingegaan op de lijnwerkplaats (zie ookkader `Overige gebouwen').Lijnwerkplaats (LWP)In 1979 is de lijnwerkplaats voor de metro in Diemen ingebruik genomen. De lijnwerkplaats biedt alle voorzieningenvoor het dagelijks onderhoud en storingsonderhoud van demetrovoertuigen. In de bestaande lijnwerkplaats (LWP1) liggenvijf werksporen (werksporen 3, 4, 5 en 6 zijn 80 m lang enwerkspoor 11 is 70 m lang). Ten noorden van deze lijnwerk-plaats (waar in de bestaande situatie de S&T-loods stond),worden op beganegrondvloerniveau drie nieuwe werksporen(0, 1, 2) met elk een lengte van 120 m gerealiseerd. Gezamenlijkvormen deze drie werksporen de nieuwe lijnwerkplaats(LWP2). De overige vijf sporen van de bestaande lijnwerkplaatsworden slechts beperkt aangepakt. Alleen spoor 11 wordtverbouwd tot een werkspoor van 80 meter. Daarmee beschiktde LWP in de nieuwe situatie over drie werksporen van 120 men vijf van 80 m.Achter de werkplaats wordt de bestaande ruimte opnieuw inge-deeld ten behoeve van logistiek, werkplaatsinrichting, voor-raad/magazijn, was- en kleedruimtes, gebouwinstallaties enkantoren (LWP3). Ook is de ruimte tussen de kantoren en denieuwe werkplaats overdekt en afgesloten.Ontwerpuitgangspunten LWPDe eisen voor de verbouwing van GVB locatie Diemen zijnopgesomd in het integraal programma van eisen. Voor de disci-pline constructie is onder meer gesteld dat de vloerbelastingvoor onderhoud aan de metrovoertuigen geschikt moet zijnvoor machines, hefbokken, vorkheftrucks en/of hefsporen. Dewerkplaatsen zijn uitgelegd op een vloerbelasting van 20 kN/m2,voor de belastingen uit de metro is 120 kN/as aangehouden. Degebouwen moeten een levensduur van 50 jaar hebben.De machinetechniek/gebouwinrichting ten behoeve van metro-onderhoud in de lijnwerkplaats bestaat hoofdzakelijk uit devolgende onderdelen:- ondervloerse hefinstallatie;- wegklapbare spoorbe?indigingsconstructie;- draaisteldraaischijven;- draaistelheftafels;- materiaalliften;- bovenloopkranen.ing. Leonhard Schoot Uiterkamp MSEng RCWitteveen+Bos1 Ondervloerse hefinstallatie werkspoor 02 Situatie gebouwen GVB locatie Diemen2Metro op kolommen3201542Constructief ontwerpHet constructief ontwerp van de lijnwerkplaats (LWP) isopgesplitst in drie onderdelen:- nieuwbouw van werksporen 0, 1 en 2 (LWP2);- inbreiding door middel van aanpassen bestaand werkspoor 11(LWP1);- uitbreiding en aanpassing kantoren (LWP3).In dit artikel worden verder alleen de eerste twee onderdelenbesproken.Nieuwbouw van werksporen 0, 1 en 2 (LWP2)Het gebouwstramien voor de nieuwe werksporen is in langs-richting overgenomen van de bestaande lijnwerkplaats. Opbasis van een veelvoud van dit stramien zijn de nieuweconstructies bepaald. De dilataties zijn zo geplaatst dat dezeniet conflicteren met het gebouwstramien. De aannemer heeftin de uitvoeringsfase zijn werkproces ingericht door per gedila-teerd betondeel (moot) de werkzaamheden gefaseerd uit tevoeren.De bovenbouw, vanaf beganegrondvloerniveau, bestaat uit eenstaalconstructie met een dakopbouw/lichtstraat om voldoendedaglicht in de werkplaats te cre?ren. De stabiliteit wordt in delangsrichting van het spoor door windverbanden in dak engevel geregeld, in de dwarsrichting met portalen.Voor de onderbouw is een betonconstructie op funderingspalenontworpen. De betonvloer ter plaatse van werkspoor 0 is opbeganegrondvloerniveau aangebracht. Onder deze begane-grondvloer zijn in totaal twaalf betonputten opgenomen metelk een inwendige afmeting van 4,10 m ? 3,25 m ? 4,80 m(l ? b ? d) (fig. 4). In deze putten is de ondervloerse hefinstal-latie opgenomen die de metro in zijn geheel naar een hoogtevan circa 1,70 m boven beganegrondvloerniveau kan heffen.Overige gebouwenNaast de lijnwerkplaats (LWP) zijn ook de hoofdwerkplaats rail(HWR), de signalling en telecom (S&T) en de kuilwielendraaibank(KWD) belangrijke gebouwen van de metrowerkplaats.Hoofdwerkplaats railDe centrale hoofdwerkplaats van de Amsterdamse tram is in1996 gebouwd. In de hoofdwerkplaats rail (HWR) wordt grootonderhoud en speciaal onderhoud aan sneltrams uitgevoerd. Indeze werkplaats zijn zestien sporen gelegen. GVB heeft beslotenaan dit gebouw geen aanpassingen door te voeren. Hetontwerpproces van de aanpassing van dit gebouw is ge?indigdbij het opgestelde voorontwerp.Signalling en telecomNaast het gebouw baan en bovenbouw (B&B), die de afdelingSpoor en Baan van Rail Services huisvest, wordt een nieuwgebouw signalling en telecom (S&T) gebouwd voor de afdelingSystemen ten behoeve van het testen van baanapparatuur. Hierzullen de functies en medewerkers uit de bestaande S&T-loodsna verhuizing worden gehuisvest. Het gebouw bestaat uit eenwerkspoor, was- en kleedruimte, magazijn, kantoorruimten,vergaderruimte, soldeerruimte, spuitruimte en een elektronica-ruimte.KuilwielendraaibankOp het spoor voor de bestaande lijnwerkplaats en naast dehoofdwerkplaats rail is een apart nieuw gebouw kuilwielendraai-bank (KWD) op spoor 11 gebouwd, waar het wielbandonder-houd aan alle metro's wordt uitgevoerd. In dit gebouw is eendubbelassige, ondervloerse kuilwielenbank aanwezig. Tenbehoeve van wielprofilering beweegt de metro zich over devaste kuilwielenbank heen.3Metro op kolommen 32015 433 3D-weergave langsdoorsnede constructie kuilwielendraaibank (KWD)4 Dwarsdoorsnede betonput5 Betonkolommen onder spoorstaven werksporen 1 en 2betonkolommen, net als het principe voor werkspoor 1 en 2, enuitgebreid tot 80 m werkspoor (fig. 6). Hiertoe zijn nieuwepalen onder de verdiepte betonconstructie aangebracht. Debetonnen randbalken met bestaande palen en de staalconstruc-tie worden niet aangepast (fig. 7). De wanden van de nieuwebetonconstructie zijn gekoppeld met wapening en vastgestortaan de bestaande betonnen randbalken. Om een maximalewerkruimte te cre?ren, zijn de kolommen van de bestaandestaalconstructie tijdelijk opgehangen aan de stalen kolommenvan de naastgelegen lijnwerkplaats (werkspoor 6).BetonkolommenZoals gezegd lopen de werksporen 1, 2 en 11 in de LWP overbetonkolommen heen. De spoorstaven zijn op de kolommenbevestigd via haakplaten (fig. 8) met ankers. De spoorstavenzelf zijn voegloos uitgevoerd met thermietlassen.De kolommen en de verbindingen moeten in staat zijn zowelrem- en aanzetkrachten van de metro's als de temperatuurswis-selingen van de spoorstaven op te nemen.Om ten behoeve van onderhoud aan de metro's maximaleruimte voor personen en materieel te cre?ren, zijn de kolom-afmetingen zo slank mogelijk uitgevoerd. Daardoor was erweinig tolerantie voor het plaatsen van de verankeringen vande haakplaten. Ook waren de haakplaten niet voorzien vanDe bovenzijde van de putten is afgesloten met een stalen framevoorzien van stalen platen met sleufsparingen (foto 1). Verderzijn in de beganegrondvloer voorzieningen getroffen om eenwegklapbare spoorbe?indigingsconstructie, twee draaistel-draaischijven en twee draaistelheftafels op te kunnen nemen.Om deze bereikbaar te maken, zijn in de betonconstructieinkassingen opgenomen ten behoeve van de ingegoten spoor-staven.De betonvloer ter plaatse van werksporen 1 en 2 is verdieptaangelegd (1,70 m onder beganegrondvloerniveau). Hier zijnde spoorstaven op betonkolommen bevestigd (foto 5). In dezeverdiepte vloer zijn voorzieningen getroffen om een materiaal-lift op te kunnen nemen.Met name de afmetingen van de betonputten op werkspoor 0(LWP2) en de onderlinge afstand van deze putten hebben zeerkleine toleranties in x, y en z-richting. De toleranties zijn nodigom voldoende stelruimte te cre?ren, omdat de inbouw van demachinetechniek plaatsvindt nadat de gebouwconstructiegereed is.Inbreiding door middel van aanpassen bestaandwerkspoor 11 (LWP1)Werkspoor 11 is gelegen in een aparte stalen hal (naast werk-spoor 6) met een beganegrondvloer en betonnen randbalkengefundeerd op palen. In de nieuwe situatie wordt de begane-grondvloer vervangen door een verdiepte betonvloer metA2150 350 4450 1501650P1 P1kabelsparing ?110703501002680-4,800+0,0003502000 ?5 2000 ?5504800350 350220380?5afvoerpompriool inwendig ?32 mm1840 -0+10500 4000 ?10 5001430 1240 1430124044204420410045Metro op kolommen32015446 Dwarsdoorsnede werksporen 0, 1, 2 en 37 Dwarsdoorsnede werksporen 4, 5, 6 en 118 Haakplaat9 Detail spoorstaaf, haakplaat, verankering en betonkolomhaakplaat is geklemd, is de kolom ook getoetst op de maximaledoorschuifwaarde van deze bevestiging. Lokaal kan de spoor-staaf als gevolg van rem- en aanzetkrachten elastisch vervor-men, zodanig dat de doorschuifwaarde van de bevestiging eenrol gaat spelen. Boven deze waarde schuift de spoorstaaf in debevestiging en zal de belasting op de kolom afnemen.In dwarsrichting van het spoor ontstaat een kracht ten gevolgevan spatkracht van de wielflens van de metro. De grootte vandeze belasting is opgegeven door DB International.TemperatuurbelastingDe spoorstaven van de werksporen zijn op verzoek van deopdrachtgever doorgaand voegloos (met thermietlassen) uitge-voerd. Om te voorkomen dat er ten gevolge van temperatuur-stijging drukkrachten in de spoorstaaf ontstaan die vervolgenste hoge spatkrachten op de kolommen (loodrecht op het spoor)kunnen geven, wordt er een neutrale temperatuur in de spoor-staven aangebracht. De term neutrale temperatuur komt uit derichtlijn voor het voegloos maken van sporen van ProRail. Bijde gekozen waarde (bijvoorbeeld een neutrale temperatuur van25 ?C) is de spanning in de spoorstaaf neutraal. Zo wordt voor-komen dat de spoorstaven in lengte veranderen door de tempe-ratuurspanningen op te laten nemen door vaste (anker)punten.Het aanbrengen van de neutrale temperatuur kan gebeurendoor het verlengen van spoorstaven op kracht (hydraulischtrekken) of in mm (verwarmen). Hiervoor dienen alle lassenultrasoon onderzocht te zijn. De spoorstaaf wordt op dezemanier voorgespannen vanaf de spoorwissel (1e vaste punt)buiten de werkplaats tot ruim 120 m achterin de werkplaatsslobgaten in verband met opname van horizontale krachten inlangs- en dwarsrichting van het spoor. Door toepassing van eenstalen systeemkist, waarbij een hele serie betonkolommen ineen keer wordt gestort, konden de maatafwijkingen van de inhet werk gestorte betonkolommen tot een minimum wordenbeperkt.De circa 1,8 m in twee richtingen uitkragende kolommen zijnberekend als een volledig ingeklemd systeem in de verdieptebetonvloer. Op de betonkolom werkt zowel een belasting uit demetro's als een temperatuurbelasting.Belasting uit metroDe metro's resulteren in verticale belastingen en horizontalebelastingen in twee richtingen. De verticale kracht wordtveroorzaakt door de wiellast. Deze zorgt bovendien voor eenkopmoment in dwarsrichting van het spoor. Immers, om dekolom afmeting zo slank mogelijk uit te kunnen voeren is deverankering van de haakplaat centrisch in de kolom geplaatst.De spoorstaaf ligt echter excentrisch in de haakplaat, op debetonkolom. De grootte van dit kopmoment is bepaald vanuitde detaillering van spoorstaaf, haakplaat, verankering en beton-kolom (fig. 9).Ten gevolge van rem- en aanzetkrachten ontstaan horizontalekrachten in langsrichting van het spoor. De krachten zijnbepaald op basis van de door de leverancier van de metro opge-geven waarden en op basis van normering. Voor de belasting isde totale rem- en aanzetkracht gedeeld door het aantal kolom-men. Omdat in langsrichting de spoorstaafbevestiging in depeil LWP+0,000B+8,150AA7A6A5A4A3kelder LWP2-1,770350 3820 5085 3521 3656 3656 3461 765 620036158048spoor 1 spoor 2 spoor 3dak / b.k. lichtstraat+11,505betonvloer TPG D 350 mm1770+8,048betonkolom 300x300HE140AHE240Astaalplaat-betonvloer 150 mmHE240AHE140Amoment vasteverbindingmoment vasteverbindingHE220AHE160AHE160AA2momentvaste verbindingmoment vasteverbindingHE450BHE450BHE180A HE180AHE180A8920 14 9644042 6940 3982spoor 0HE450BHE600AHE600AHE280AHE280AHE140Abetonvloer TPG D 350 mmHE140AA13120 751 751 2905 2905 751751 3060+8,048+7,90579057747550 8355 350 14294 500kelder spoor 0-4,800Figuur 6:- woorden zonder hoofdletter noteren; afkortingen zo laten zoals ze zijn.- tussen getallen en`mm'een spatie toevoegen!- punten in getallen vervangen door komma's- op een aantal plekken staat t = ... die t moet cursief en spaties voor en na de = toevoegen.6Metro op kolommen 32015 45(2e vaste punt). Het 2e vaste punt is opgenomen in de begane-grondvloer. Hier is de spoorstaaf verankerd met ankers enworden de optredende spoorkrachten, door forse horizontaletrekbandwapening opgenomen in de beganegrondvloer, afge-dragen naar de paalfundering en ondergrond.BIMTijdens de bouw en verbouwing moeten de onderhouds- enreparatiewerkzaamheden aan de bestaande metrovoertuigenongehinderd doorgang kunnen vinden. Ten tijde van werk-peil LWP+0,000-1,580C D E F G H I+8,150peil LWP+1,1003950 3500 3500 2750 2750 4200 4635spoor 4 spoor 5 spoor 6 spoor 11isolatie 100 mmJbetonkolom 300 x 3002006bestaandstaal staal1,5 ton kraanbaanbestaande kolom bestaande kolomLLLBLQFD9_Figuur 8 - detail spoorstaaf, haakplaat, verankering en betonkolom.pdf 1 07-05-15 17:27789158615021435300 300157117711697019914515342 301507830 120200150gedeeltelijke doorsnede LWPdetail AMetro op kolommen320154610 3D-weergave constructie lijnwerkplaats (LWP2) PROJECTGEGEVENSproject Uitbreiding metrowerkplaats GVB locatie Diemenopdrachtgever Gemeente Amsterdam, Metro en Tram en deStadsregio Amsterdamgebruiker GVBdirectievoering en toezicht Centraal Bureau Bouwbegeleiding (CBB)architect Zwarts & Jansma Architectenadviseur integraal ontwerp en engineering Railinfra Solutions(Witteveen+Bos, DB International en Royal HaskoningDHV)projectmanagement Arcadisaannemer (LWP) Strukton Bouwaannemer (S&T en KWD) VBK Noordzaamheden aan zowel de bestaande als de nieuwe gebouwen enwerkplaatsen dient de bereikbaarheid van de werksporenzoveel mogelijk gewaarborgd te blijven. Dit moet op zodanigewijze gebeuren, dat er sprake is van geen, een beperkte, of eentijdelijke vermindering van capaciteit ten opzichte van debestaande situatie. Het ontwerpteam heeft mede daaromgebruikgemaakt van een Bouw Informatie Model (BIM) voorde co?rdinatie tussen de disciplines en de visualisering van defasering. BIM maakt gebruik van een 3D-model dat actueleinformatie van elke discipline weergeeft en daardoor knelpun-ten tussen disciplines direct zichtbaar kan maken. Aan hetmodel kan extra informatie worden gekoppeld, bijvoorbeeld de(uitvoerings)planning. Op deze wijze wordt de planning ge?n-tegreerd binnen het model en visueel gemaakt.AfstemmingIn de constructie van de gebouwen zijn diverse onderdelenopgenomen ten behoeve van metro-onderhoud. Dit vergde inde uitvoeringsfase veel afstemming en overleg tussen de diverse(buitenlandse) partijen en disciplines, om de raakvlakkenconstructie ? machinetechniek, deels directe levering en deelslevering via aannemer, helder te krijgen.Tot slotAl met al kan worden gesteld dat de hypermoderne werkplaatsis voorzien van de nieuwste technische faciliteiten en daardoorsymbool staat voor de grote stap voorwaarts die GVB,gemeente Amsterdam, Metro en Tram en de StadsregioAmsterdam momenteel zetten met de Amsterdamse metro. Planning- start uitvoering LWP2: september 2012- opening LWP2: maart 2014- start uitvoering LWP1 (spoor 11): februari 2014- opening LWP1 (spoor 11): medio 2015- periode diensten Railinfra Solutions: 2010 ? 2015 (gebouwenS&T, KWD en LWP)- periode uitvoering: 2011 ? 2015 (gebouwen S&T, KWD en LWP)10