OVT Rotterdam ondersteund1201474OVT RotterdamondersteundDe indrukwekkende stalen kapconstructie van deOpenbaar Vervoer Terminal in Rotterdam is opge-legd op zeven steunpunten. De twee betonnenhoofdsteunpunten aan de zuidzijde hebben eenconstructieve verbinding met het onderliggendemetrostation. Om de horizontale belasting op tekunnen nemen, waren extra diepwandpanelennoodzakelijk.1Twee hoofdsteunpunten kapconstructie Rotterdam Centraal nader beschrevenOVT Rotterdam ondersteund 12014 75De kapconstructie van de OVT is opgebouwd uit een noorde-lijk en een zuidelijk gelegen gedeelte. Het noordelijke gedeelteoverspant de sporen en perrons van de NS. Het zuidelijkergelegen gedeelte, genaamd de `Zuidhal', loopt door over eendeel van het Stationsplein. In figuur 3 is de ligging van deZuidhal op het Stationsplein weergegeven, samen met decontour van het ondergrondse metrostation.De Zuidhal is opgelegd op zeven locaties. Voor slechts tweedaarvan wordt in zowel x-, y-, als z-richting geen bewegingtoegelaten. Dit zijn de hoofdsteunpunten 1 en 2, gelegen aande zuidzijde van de Zuidhal. Op de vijf overige steunpunten isde kapconstructie in ieder geval in noord-zuid(`y-')richtingglijdend opgelegd. Hierdoor worden de vervormingen van dekapconstructie onder temperatuurinvloeden in deze langsteoverspanningsrichting niet verhinderd.De hoofdsteunpunten 1 en 2 zijn uitgevoerd als gewapendbetonnen blokken gefundeerd op de zuidelijke diepwand vanhet metrostation.Fundering en geotechnische uitgangspuntenDe zuidelijke diepwand van het metrostation is globaal gezienin oost-westrichting geori?nteerd. Het opnemen van de verti-cale belastingen en de horizontale belastingen in oost-westrich-ting vanuit de kapconstructie, vindt voornamelijk plaats in hetvlak van deze diepwand. Om ook de belastingen in noord-zuidrichting op te kunnen nemen, is bij beide hoofdsteunpun-ten een extra `steunpuntsdiepwand' aangebracht, haaks op dezuidelijke bouwputdiepwand (fig. 4). Deze steunpuntsdiepwan-den bestaan ieder uit drie diepwandpanelen van 1,2 m dik en3,3 m breed. Ze zijn, net als de panelen van de bouwputdiep-wand, aangebracht tot een diepte van NAP -38,0 m. Aan debovenzijde zijn de panelen gekoppeld door middel van eengewapende betonnen koppelbalk. Op deze koppelbalk bevin-den zich de hoofdsteunpunten. Behalve voor het opnemen vankrachten uit de kapconstructie, zijn de steunpuntsdiepwandenook gedimensioneerd op de ontgraving ten behoeve van debouwput van de ondergrondse fietsenstalling.Voor de bepaling van de draagkracht van de diepwanden is hetconservatieve uitgangspunt gehanteerd, dat de bouwputwan-den van het metrostation zowel de volledige verticale belastingdragen als de horizontale krachten in oost-westrichting vanuitde kapconstructie. De horizontale krachten in noord-zuidrich-ting worden geacht volledig te worden afgedragen via de steun-puntsdiepwanden. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt inreactiekrachten ten gevolge van (passieve) korreldrukken dieing. Hendrik Jan de waard,ir. Hans gerritsen,ir. geerhard Hannink1)Ingenieursbureau GemeenteRotterdam1 De Openbaar Vervoer Terminal van Rotterdam Centraal2 Overzicht projectonderdelen1) ing. H.M.J. de Waard is constructeur, ir. J. Gerritsen co?rdinerend constructeur enir. G. Hannink geotechnisch adviseur bij Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam.RandstadRail en het Nieuwe SleutelprojectDe omgeving van het openbaarvervoersknooppunt RotterdamCentraal heeft de afgelopen jaren grote veranderingen onder-gaan. Naar aanleiding van de uitbreiding van het HSL-netwerk,is ruim tien jaar geleden begonnen met het boven- en onder-gronds ontwikkelen van de stationslocatie tot een hoogwaardigmultimodaal OV-knooppunt. Deze ontwikkeling heeft plaatsge-vonden vanuit twee projecten, namelijk: RandstadRail en hetNieuwe Sleutelproject (NSP) Rotterdam Centraal. Onderdelenvan beide projecten zijn weergegeven in figuur 2.Tot het project RandstadRail behoren de ingrijpende verbouwingvan het ondergrondse metrostation Rotterdam Centraal enhierop aansluitend de geboorde tunnels. Deze tunnels makensinds 2010 een directe lightrail-verbinding tussen de centra vanRotterdam en Den Haag mogelijk.Het NSP Rotterdam Centraal kent zowel ondergrondse als boven-grondse projectonderdelen. Ondergronds zijn er de fietsenstal-ling onder het Stationsplein (zie Cementartikel`Laatste bouw-steen Rotterdam Centraal'), de Weenatunnel met de aansluitingop de parkeergarage onder het Kruisplein (zie Cementartikel`Diepwanden op trek belast') en de verbindingstunnel van dezeparkeergarage naar de reeds bestaande parkeergarage onder hetSchouwburgplein (Cementartikel volgt).Bovengronds is de ligging van de tram(haltes) verbeterd en isgewerkt aan de in het oog springende Openbaar Vervoer Termi-nal (OVT). Onderdelen van de OVT zijn de verbrede reizigerstun-nel, de kapconstructie over de NS-sporen en -perrons en dekapconstructie van de zuidelijke hal op het Stationsplein.2OVT Rotterdam ondersteund12014763 Overzicht en nummering steunpuntenModellering en berekening steunpuntsdiepwandenDe constructieve modellering van de steunpuntsdiepwand(fig. 4) bestaat uit drie verticale staven met afmetingen over-eenkomstig de paneelafmetingen. De tussenafstand van destaven is met 3,3 m gelijk aan de paneelbreedte. Aan de boven-zijde zijn de drie verticale staven momentvast met elkaarverbonden met een horizontale ligger van 1,2 m breed en 1,5 mhoog, overeenkomstig de afmetingen van de koppelbalk. Hetop deze wijze ontstane raamwerk is aan de onderzijde van elkvan de drie verticale staven gesteund door een verticale veer,afgeleid van de beddingswaarde op het niveau van onderzijdediepwand. Deze veren gaan rotatie van de steunpuntswand inzijn vlak tegen, als gevolg van de horizontale kracht op hetniveau van bovenzijde hoofdsteunpunten.De verticale staven zijn over hun hoogte in horizontale richtinggesteund door elasto-plastische veren. De veerwaarde varieerthierbij over de hoogte, afhankelijk van de grondopbouw.Aangezien de diepwanden per paneel zijn voorzien van wape-ningskorven en deze korven onderling niet zijn verbonden, isin het model geen koppeling verondersteld met de diepwandvan de bouwput van het metrostation. Om dezelfde reden is inhet model ook geen rekening gehouden met wrijving tussen dediepwandpanelen onderling.In een latere fase van het project is naar aanleiding van wijzi-gingen in het ontwerp van de kapconstructie met bijgestelde,hogere belastingen maar met een lager aangrijpingspunt, eencontroleberekening uitgevoerd. Bij deze controleberekening isvoor het bepalen van de vervormingen behalve met de wand-wrijving, ook rekening gehouden met de invloed van de eerder-kunnen ontstaan tegen het vlak van de bouwputwand en tegende kop van de steunpuntswand, en reactiekrachten ten gevolgevan wandwrijving van de diepwanden. De (passieve) korreld-rukken die ontstaan indien de kracht in zuidelijke richtingplaatsvindt, worden in de berekening echter verwaarloosd. Dehorizontale kracht in deze richting wordt in de berekening dusvolledig opgenomen door de wandwrijving van de steunpunts-diepwanden met de omliggende grond.Er is van uitgegaan dat het een diepwand betreft zonderkerende functie. De berekening is daarom gemaakt op basisvan neutrale korreldrukken. Wel is er rekening gehouden meteen spanningsafname ten gevolge van de benodigde ontgravingvoor de ondergrondse fietsenstalling.AanbestedingDe Openbaar Vervoer Terminal is in twee delen aanbesteedvanuit twee verschillende opdrachtgevers en is gebouwd doortwee verschillende aannemers. De scheiding tussen de beidedelen ligt aan de zuidzijde van het NS-station. Het noordelijkedeel, met als opdrachtgever ProRail, omvat de verbrede reizigers-tunnel en de kapconstructie over de NS-sporen. Het zuidelijkedeel, met als opdrachtgever de Gemeente Rotterdam, omvat dekapconstructie op het Stationsplein.Met name om de grensvlakken tussen beide delen te bewaken,is besloten overkoepelend een hoofdconstructeur aan te stellen.Deze rol is in dit project in opdracht van ProRail ingevuld doorArcadis. Van het zuidelijke`stadse'deel van de OVT, het deel waarhet in dit artikel om gaat, is de uitwerking van het contract en dedirectievoering verzorgd door het Ingenieursbureau GemeenteRotterdam. De aanbesteding van dit zuidelijke deel heeft plaats-gevonden in december 2009, de aanbesteding van het noorde-lijke deel in juli van dat jaar.De grootschalige verbouwing van het metrostation is begin 2005in uitvoering gegaan. Het bestek van het metrostation is destijdseveneens in twee delen geknipt: de bouwput en de verbouwingvan het station zelf. Reden hiervoor was tijd te winnen in hetbouwproces.Het gevolg hiervan was dat de werkzaamheden aan de bouwputal waren begonnen, terwijl het ontwerp van het metrostation? en met name ook het ontwerp van de kapconstructie van deOVT ? nog in beweging was. Daardoor waren de krachten vanuitde kap van de OVT tijdens van het ontwerp van de bouwput vanhet metrostation nog zeer onzeker. Bovendien moest bij hetontwerp van de bouwput rekening worden gehouden met deuit te voeren ontgraving van de ondergrondse fietsenstallinggelegen aan de zuidzijde van het metrostation.3OVT Rotterdam ondersteund 12014 77antropogeenholoceenpleistoceenkedichemkleiveenkleiveenzandzandzandzandleemleem-0,4 m-4,0 m-16,7 m-34,0 m-5,0 m-7,5 m-24,5 m-30,2 m-31,1 m-37,3 mMetrostation CSkoppelbalksteunpuntsdiepwandendiepwandpaneel tbvbouwput metrostationnoordFHhoofdsteunpuntelasto-plastische veert.b.v. horizontaaldraagvermogen uitschuifweerstandenelastische veer t.b.v.verticaal draagvermogenmomentvaste verbinding4 Zijaanzicht steunpuntsdiepwand met constructieve modellering (blauw)5 Principe dubbellagerhoofdsteunpunt 1 bedragen de kopverplaatsingen van de diep-wand 18 mm in zuidelijke richting. Een dergelijke verplaatsingkan gemakkelijk worden gevolgd door de stalen kapconstruc-tie.Uitvoering diepwanden en koppelbalkenDe diepwandpanelen van de bouwput van het metrostation ende panelen van de steunpuntsdiepwanden zijn gerealiseerdbinnen het contract behorend bij de bouwput van het metrosta-tion. Het realiseren van de koppelbalken op de diepwandpane-len ter plaatse van de hoofdsteunpunten is uitgevoerd binnenhet contract behorend bij de verbouwing van het metrostation.De realisatie van de hoofdsteunpunten behoorde tot hetcontract voor de stalen kapconstructie.Bij de verbouwing van het metrostation is de bovenste, mindergoed verdichte en door bentoniet verontreinigde, laag van dediepwandpanelen gesloopt tot het niveau van onderzijde van dete realiseren koppelbalken. De verticale langswapening vanuitde diepwandpanelen is hierbij zo veel als mogelijk intactgelaten. Vanaf het sloopniveau is de wapening voor de koppel-balken aangebracht en zijn de koppelbalken gestort.Ten behoeve van de veel latere realisatie van de beide hoofd-steunpunten is in de bovenzijde van de koppelbalken ter plaatsevan de T-aansluiting van de diepwanden een krans opgenomenvan stekken met koppelbussen. Deze krans is opgebouwd uitdrie concentrische cirkels met een maximale diameter van 2 men met in totaal 54 stekken ?40 mm en 27 stekken ?32 mm,alle voorzien van koppelbussen met inwendige schroefdraad.genoemde passieve korreldrukken tegen de kopzijde van desteunpuntsdiepwanden.Vanuit de omhullende belastingscombinaties volgen maatge-vende belastingen ter grootte van 5500 kN in westelijke rich-ting op steunpunt 1, 3000 kN in zuidelijke richting op steun-punt 1 en een maatgevende verticale belasting van 14 500 kNop steunpunt 2. Het aandeel van de belastingsgevallen eigengewicht van de kapconstructie en rustende belasting bedragensamen circa 65% van de kracht in westelijke richting, 75% vande kracht in zuidelijke richting en 75% van de verticale kracht.Het resterende deel van de krachten komt hoofdzakelijk vanuitwindbelasting. De overallveiligheidsfactor ? in verband met deverhouding permanent/variabel op de horizontale belastingen? bedraagt daarmee circa 1,29.De vervormingen van de beide steunpuntsdiepwanden zijnbepaald met krachten volgend uit de omhullende van combina-ties in de bruikbaarheidsgrenstoestand. Voor het maatgevende45OVT Rotterdam ondersteund1201478+4,2dakplaatvoorzetwand-2,3bouwputdiepwandNAPcirca 6,5 mmetrostationsteunpuntsdiepwandkoppelbalkhoofdsteunpunt 1 (west)constructieve kernstalen cilindervarwapenings-krans-0,8hulpvloer6 Hoofdsteunpunt, koppelbalk en diepwanden7 Opbouw wapening hoofdsteunpunt 1 (west)8 Hoofdsteunpunt 2 (oost) gereed met definitieve kleurvan eerdere aannamen. De hoogte waarop de krachten op desteunpunten aangrijpen, nam echter bij beide hoofdsteunpun-ten af. Voor het qua horizontaalkracht maatgevende hoofd-steunpunt 1, werd als maximale horizontale oplegreactievanuit de kapconstructie een kracht van circa 5900 kNbepaald. Deze kracht grijpt aan op een hoogte van NAP +3,76m en heeft hiermee een arm van circa 4,5 m ten opzichte vanbovenzijde koppelbalk. Rekening houdend met de afmetingenvan de onderliggende constructie inclusief de wapenings-krans, is hoofdsteunpunt 1 voor de berekening beschouwd alseen uitkragende ronde kolom met een diameter van maxi-maal 2,72 m.De buitenvlakken van de hoofdsteunpunten 1 en 2 volgen delijnen en richtingen van de kap (foto 7 en 8). De vorm van dezeblokken is zo strak mogelijk gehouden door de hemelwateraf-voer van de kap door de hoofdsteunpunten te leiden. Het beto-noppervlak heeft een ruwe structuur gekregen door het toepas-sen van ongeschaafde planken als bekisting. Om de gewenstearchitectonische vorm te kunnen realiseren, zijn de blokkengewapend met een `huidwapening' van ?16-100 in twee rich-tingen.ScheurvormingOm de hoofdsteunpunten te kunnen storten, is een gewapendebetonnen hulpvloer ontworpen die is verbonden met dekoppelbalken. Deze hulpvloer is gedimensioneerd op de stort-belasting van de hoofdsteunpunten. In de hulpvloer zijn ankersopgenomen om de trekkrachten op te kunnen nemen dieDeze hoeveelheid toe te passen stekken met koppelbussen isdestijds gebaseerd op voorlopige uitgangspunten met betrek-king tot de krachtswerking.Ontwerp en uitvoering hoofdsteunpuntenDe hoofdsteunpunten 1 en 2 zijn vormgegeven als grotebetonnen blokken. De aansluiting vanuit de stalen kapcon-structie op de betonnen blokken is uitgevoerd door middelvan een dubbellager (fig. 5). De verticale krachten wordenopgenomen door een taatslager, de horizontale krachten dooreen radiaallager. De draaipunten van de beide lagers vallenhierbij samen. Door deze constructie is er geen overdrachtvan buigende momenten vanuit de stalen kap naar de hoofd-steunpunten. Het dubbellager is geplaatst in een stalen cilin-der die is ingestort in de hoofdsteunpunten. Omdat de vorm-geving van de hoofdsteunpunten nog niet was vastgelegd ophet moment dat de diepwanden ten behoeve van het metro-station in uitvoering werden genomen, is er destijds voor hetontwerp gekozen een constructieve kern toe te passen binnende betonblokken (fig. 6).Bij het opstellen van de definitieve berekening van dezeconstructieve kern, bleken de krachten vanuit de kapconstruc-tie door diverse aanpassingen te zijn toegenomen ten opzichte67OVT Rotterdam ondersteund 12014 79metrostation zouden leiden, is een aparte serie controlebereke-ningen gemaakt. Pas na het gereedkomen van het geraamte vande kapconstructie is de verbinding met de hoofdsteunpuntengerealiseerd. Hiertoe zijn de dubbellagers met as geplaatst in destalen cilinders opgenomen in de hoofdsteunpunten. Daarnazijn de liggers van de kapconstructie met gelaste passtukkenverbonden met de assen van de lagers en ten slotte is dekapconstructie door middel van vijzels afgelaten van de hulp-constructies.Tot slotDe beide betonnen hoofdsteunpunten op het Stationsplein inRotterdam vormen de constructieve koppeling tussen de stalenkapconstructie van de Openbaar Vervoer Terminal en deonderliggende diepwanden behorend bij het metrostation CS.Het ontwerp en de uitvoering van deze hoofdsteunpunten iseen langlopend proces geweest met be?nvloeding vanuit meer-dere (deel)projecten en inbreng vanuit diverse partijen. Inmid-dels zijn de hoofdsteunpunten afgewerkt in de door de architectgewenste kleur, zodat ook deze onderdelen gereed zijn voor deoffici?le opening van de Openbaar Vervoer Terminal. Deopening staat gepland voor maart 2014. ontstaan doordat de pasgestorte en nog vloeibare beton van dehoofdsteunpunten, een opwaartse kracht (verticale component)uitoefent op de schuin naar binnen staande bekistingsvlakken.De hoofdsteunpunten zijn uitgevoerd in een betonsterkteklasseC45/55.Hoofdsteunpunt 1 heeft een grondvlak van circa 6,5 ? 3,7 m2en een hoogte van maximaal 4,5 m. Hoofdsteunpunt 2 heefteen grondvlak van circa 8,0 ? 3,3 m2en een hoogte van maxi-maal 2,3 m. Ondanks deze forse afmetingen is er geen koelingtoegepast. Om ongewenste scheurvorming te minimaliseren, isin plaats van koeling gekozen voor een betonmengsel met eenlangzame sterkteontwikkeling. Hierbij bereikt het beton deeindsterkte na een periode van 90 dagen. Aanvullend is opbasis van een analyse van de temperatuurontwikkeling er voorgekozen om isolatie toe te passen.Na het ontkisten bleken de hoofdsteunpunten te zijn verhardzonder noemenswaardige scheurvorming. De kisten hebbenhierna nog geruime tijd om de hoofdsteunpunten gestaan omdeze te beschermen tegen beschadiging door het drukke bouw-verkeer.Oplegging kapconstructieOm de stalen kapconstructie te realiseren, is deze in eersteinstantie op hulpconstructies opgelegd. Dit had als gevolg dater vanuit de bouwfasen geen belastingen op de hoofdsteunpun-ten in rekening hoefden te worden gebracht. Een groot deel vandeze hulpconstructies moest worden geplaatst op het dak vanhet op dat moment nog in aanbouw zijnde metrostation. Hetmetrostation was hierbij bovendien tijdens de gehele verbou-wing gewoon in gebruik door reizigers. Om na te gaan of dekrachten vanuit deze hulpconstructies tot een acceptabelekrachtswerking in en vervorming van de onderdelen van het proJectgegevensOVT, zuidelijk deelopdrachtgever Gemeente Rotterdamuitwerking contract endirectievoering IngenieursbureauGemeente Rotterdamdetailengineering enuitvoering Iemants N.V.aanbesteding december 2009OVT, noordelijk deelopdrachtgever ProRailproject- en bouwmanagement ProRailengineering en uitvoering Mobiliseinde contractfase juli 2009Bouwput Metrostation CSopdrachtgever Gemeente Rotterdamengineering endirectievoering IngenieursbureauGemeente Rotterdamuitvoering CFEaanbesteding oktober 2004Verbouwing Metrostation CSopdrachtgever Gemeente Rotterdamengineering endirectievoering IngenieursbureauGemeente Rotterdamuitvoering Mobilisaanbesteding december 20058