\037 \037\036\035\034 \037\036\037 \037\037\036\037 \037\036\035\036\034\033\032\031 \022\033\021\020\032\026\025\024\023\017\020\017\027\025\034\017 \016 I met passie v \037\037\036\035\034\034\033\035\032 \020\033\035\021 \037\036\035\034\037\033\032\031\034\030 \032\035\024\034\037\023\013 \034 \007\025\037\n\035 \035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017 \035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\ \037\003 \024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013 \032\035\022\005\037\t \032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\ \017 \033\026 \036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013 \n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034 \025\035\034\020\005\037\037\036\035\034\033\032\035\031\030\033\027\033\030\035 \036\025 \037 \037\036\035\034 \032\031\030\027\036\034\030\026 \037\036\035\036\034\033 \037 \036\035\035\034\037\033\032\037\035\032\037\030\037 \r\f\017\026\016\037\r\025\037 \037\013\013\013 \037\027 \003 partners CEMENT 4 2024 ?1 2? CEMENT 4 2024 30 Nieuwe rekenregels bestaande breedplaatvloeren 31 Rekenregels breedplaatvloeren: een overzicht 32 Update rekenregels beoordeling bestaande breedplaatvloeren 42 Vereenvoudigde beoordelingspro- cedure bestaande breedplaatvloeren 49 Veiligheid bestaande breedplaat- vloeren op basis van track record 64 Betondekking op basis van Exposure Resistance Class De stand van zaken met betrekking tot nieuwe systematiek voor de technische levensduur van beton- constructies. Artikelen 6 Opwaardering Station Tilburg De realisatie van een nieuw, vierde perron op de bestaande noordelijke entree van Station Tilburg was een complexe klus, vanwege de beperkte ruimte, de sterke raakvlakken met bestaand en het belang de hinder voor reizigers te beperken. 20 Herbeoordeling sluiskolk Rozenburgsesluis Vooruitlopend op de renovatie van de Rozenburgsesluis is met een geavanceerde analyse de construc- tieve veiligheid van de gewapend betonnen sluiskolk aangetoond. 6 20 Foto voorpagina:?Breedplaatvloer, foto: Havebo Groep COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4125, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofd- redacteur), ir. Maartje Dijk, ir. Paul Lagendijk, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ing. Dick Bezemer, ir. Geoffrey van Bolderen, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Tom Diks, ir. Maikel Jagroep, ir. Lise Jansen, ir. Hans Kooijman, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Ruud van der Rakt, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, ir. Rob Vergoossen, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, prof.ir. Simon Wijte Uitgever/vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 06 10333180 Planning, coördinatie & eindredacteur Hanneke Schaap, h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Community manager & media-advies Coen Smets, c.smets@aeneas.nl, T 06 10705780 Klantenservice klantenservice@aeneas.nl T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2024  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via klantenserice@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang- hebbenden kunnen contact opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 4 2024 ?3 De term 'duurzaamheid' wordt te pas en te onpas gebruikt. Ook in dit voorwoord begeef ik me op glad ijs. Onder de noemer 'duurzaamheid' worden we gestimuleerd om de fiets te pakken in plaats van de auto als we naar ons werk gaan (dat doe jij toch ook al lang?), vergaderingen zo veel mogelijk digitaal te houden en de oude vertrouwde diesel in te ruilen voor een elektrische auto. Iedere constructeur zal de duurzaamheidsdiscussies op het werk waarschijnlijk herkennen: bij alle projecten lijkt het wel of CO?-uitstoot, MPG-scores en BREEAM-certificaten belang- rijker zijn dan constructieve veiligheid. In dit nummer van Cement laten we weer zien dat de duurzaamheid en veiligheid van constructies nauw zijn verweven. De vier artikelen over de actua- lisering van de rekenregels voor breedplaatvloeren vormen een mooi voorbeeld: nu ook con- structies in de gevolgklassen Onpas? CC2 onder de onderzoeksplicht komen te vallen, moeten veel constructies beoordeeld worden. Dankzij het praktische en theoretische onderzoek dat daarvoor recent is gedaan, zullen bestaande constructies minder snel versterkt of, erger nog, onnodig gesloopt moeten worden. In het vierluik geven directbetrokkenen achtergron- den over deze herberekeningen. Als we nieuwe bouwwerken mooi maken, worden het monumenten en willen we ze behouden: een mooi gebouw is een duurzaam gebouw. Beton in beeld toont een mooi Zwitsers voorbeeld van form follows force, leidend tot minder materiaal- gebruik en een constructie die niemand ooit nog kwijt wil. De levensduur van de Rozen- burgsesluis in de Rotterdamse haven is verlengd door slim te rekenen. Een betere manier om duurzaam om te gaan met beperkte grondstoffen is er niet. En als cadeau krijg je meer inzicht in het gedrag van de constructie. Ik daag je uit: zoek en vind de duurzaamheid in de andere artikelen in dit nummer. Met kennis kunnen we iedere werk - dag een mooie bijdrage leveren aan de duurzaamheid van onze betonconstructies. Een nummer als dit komt altijd te pas! Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 30 En verder 5 Van modelleur tot project- leider en teamleider Gesponsord artikel van Van Wijnen met een interview met Ryan Vos. 56 Vorm volgt krachtenspel Onderzoeksunit HiLo in Zürich heeft een opvallend, dubbelgekromd betonnen schaaldak en gewelfde betonnen vloeren, met ingewikkelde patronen die het krachtenspel door het materiaal volgen. 62 De jonge constructeur Matthijs Kleiker deelt zijn ervaring als jonge constructeur bij Dijkhuis Ingenieurs en een van zijn eerste projecten, Mercado in Groningen. 4? CEMENT 4 2024 auteurs ir. Luuk Alfrink RC Arcadisp. 6 - 18 ir. Nikolaas van Empel Impakt Ingenieursbureau / Witteveen+Bosp. 20 - 28 prof.dr.ir. Raphael Steenbergen TNO / UGentp. 49 - 55 ing. Matthijs Kleiker MSc (RC) Dijkhuis Ingenieursp. 62 - 63 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 56 - 61 ing. Nico Vonk Ecocem Benelux B.V. p. 64 - 68 prof.ir. Ton Vrouwenvelder TNO p. 49 - 55 ing. Johan Zuidema RC Sweco p. 6 - 18 ir. Gerrie Dieteren TNO p. 33 - 41, p. 42 - 48 ir. Willem Gall RO Havenbedrijf Rotterdam p. 20 - 28 ing. Dirk Vahl RC Sweco p. 6 - 18 ing. Dennis Kooijman RC Arcadis p. 6 - 18 ir. Zhekang Huang Impakt Ingenieursbureau / Witteveen+Bos p. 20 - 28 ir. Rein de Vries TNO / TU Delft p. 49 - 55 prof.ir. Simon Wijte Adviesbureau Hageman / T U/e p. 33 - 41, p. 42 - 48 Aan dit nummer van Cement werkten mee: CEMENT 4 2024 ?5 gesponsorde berichten Efficiënte wapening- oplossingen ? lokaal geproduceerd ? robuust en flexibel ontwerp ? ultieme capaciteit ? BIM tools Bekijk alle producten op www.hrc-europe.nl Van Wijnen staat voorop bij de ontwikkeling van betaal- bare woningbouw. Ryan Vos, werkzaam bij Van Wijnen als modelleur, projectleider én team- leider voelt zich erg thuis in het bedrijf. Hij heeft in zijn carrière bij Van Wijnen grote stappen genomen en zichzelf, maar ook het ingenieursbureau (Van Wijnen Engineering) verder ontwikkeld. In een nadere kennismaking vertelt Vos over zijn drijfveren, uitdagingen en groei binnen het bedrijf. Het laat zien wat de kansen zijn voor medewerkers om bij te dragen aan een organisatie die zich blijft ontwikkelen. Van modelleur tot projectleider en teamleider WWW.CEMENT ONLINE.NL/ WERKENBIJVANWIJNEN Meer over Ryan Vos en werken bij Van Wijnen Engineering lees je in het volledige artikel op www.cementonline.nl/ werkenbijvanwijnen. Westerdreefkwartier in Nieuw-Vennep, een van de projecten van Ryan Vos Opwaardering Station Tilburg Nieuw vierde perron op bestaande noordelijke entree 1 Vierde perron met nieuwe overkapping en rechts de bestaande monumentale overkapping 1 6? CEMENT 4 2024 Het kloppende hart van Station Tilburg bestaat uit de stations- passage die rond 2014 is gereali - seerd (zie Cement-artikel 'Verbouwing station Tilburg' uit Cement 2014/4). De afgelo- pen periode is gewerkt aan het aanpassen van de bestaande constructie ter plaatse van de noordelijke entree (fig. 2). Deze is omge- bouwd/uitgebreid tot perron, de constructie is versterkt, er is een technische ruimte ge- bouwd en er zijn een perronoverkapping met en enkele nieuwe stijgpunten (lift, trap, roltrap) gerealiseerd (fig. 3, 4 en 5). Constructief ontwerp bestaande noordelijke entree De noordelijke entree, die eerder is gebouwd met als idee er later een perron op te kunnen maken, bestaat uit geprefabriceerde beton - nen vloerplaten die worden gedragen door stalen portalen in langsrichting (aan beide zijden) en dwars daarop stalen dwarsbalken. In het oorspronkelijke ontwerp van de balk - structuur was al rekening gehouden met het aanbrengen van nieuwe stijgpunten, door het aanbrengen van sparingszones, die waren dichtgelegd met kanaalplaten. In de funde- ringsplaat waren in 2014 evenwel geen lift- en roltrapputten opgenomen. De langs-/dwarsbalken zijn voorzien van deuvels ten behoeve van constructieve samenwerking tussen het staal en het beton. De prefab vloerplaten zijn gekoppeld door middel van gains en stortstroken. De horizontale stabiliteit wordt ver- zorgd door drie dwarswanden (waarvan twee grondkerend) en een langswand (grondkerend). Het geheel is op staal gefun - deerd. In het navolgende worden achtereen - volgens de technische ruimte, de overkap- ping, de versterkingsmaatregelen en diverse uitvoeringsaspecten toegelicht. Technische ruimte Tussen de oostelijk gelegen fietsenstalling en de stationspassage is een nieuwe technische ruimte gerealiseerd, in een bestaand spoor- lichaam. Hiervoor is een grondkerende be- tonconstructie gemaakt, waarvan het dak fungeert als perronvloer (fig. 4b). De con - structie moet lokaal de belastingen uit de nieuwe perronkap afdragen. Het hoofdprincipe van de constructie betreft een op staal gefundeerde betonnen grondkerende L-wandconstructie die hori - zontaal is verankerd met definitieve grout- ankers. Het dak bestaat uit een breedplaat- vloer die gedeeltelijk met een inpandige staalconstructie wordt afgedragen op de L-wand. Daar waar deze ruimte grenst aan de noordelijke entree, is de constructie PROJECTGEGEVENS project Tilburg PHS, vierde perronspoor opdrachtgever ProRail architect en technisch ontwerp cepezed / Arcadis ontwerpend constructeur Arcadis geotechnisch Adviseur Arcadis aannemer Dura Vermeer coördinerend constructeur Sweco betonleverncier Mebin Station Tilburg ondergaat momenteel een grootschalige transformatie, met als doel te voldoen aan de toenemende vraag naar reizigersvervoer. Belangrijke stappen zijn al gezet, zoals de bouw van een nieuwe passage, de renovatie van het iconische 'kroepoekdak' en de realisatie van twee grote rijwielstallingen. Nu is de realisatie van een nieuw zijperron, het 'vierde perron', aan de beurt. Een complexe klus vanwege de beperkte ruimte, de sterke raakvlakken met bestaand en het belang de hinder voor de reiziger zoveel mogelijk te beperken. CEMENT 4 2024 ?7 verankerd aan de betonconstructie van de noordelijke entree, aangezien de stijgpunten gedeeltelijk onderdeel zijn van de bestaande passage en de nieuwe constructie. De noordzijde van de technische ruimte is dichtgezet met een lamellengevel. Perronoverkapping Om voldoende comfort te kunnen bieden aan de reizigers, was het nodig een nieuwe perronoverkapping te realiseren, aangezien de bestaande monumentale perronkap niet tot het nieuwe perron reikt. Voor deze nieuwe overkapping moest een slanke constructie worden gerealiseerd, om te voorkomen dat het monument te veel aan het zicht zou worden onttrokken. De overkapping bestaat uit moment- vaste stalen dwarsportalen en is in langs- richting geschoord aan de liftconstructie, een stalen schacht die is geschoord aan de perronvloer. De basis van de dakconstructie bestaat uit twee langsbalken die de ruggengraat vormen waaraan rondom een uitkragend dak is bevestigd (fig. 5a). De uitkragende kop- zijden van de overkapping zijn demontabel gemaakt, zodat de overkapping in een later 2 Impressie noordelijke entree en vierde perron, bron: cepezed/ProRail 3 Bestaande noordelijke entree 2 IR. LUUK ALFRINK RC ConstructeurArcadis ING. DENNIS KOOIJMAN RC Senior Constructeur Arcadis ING. DIRK VAHL RC Constructief Adviseur Sweco ING. JOHAN ZUIDEMA RC Constructief Adviseur Sweco auteurs 3 8? CEMENT 4 2024 Noordelijke Entree Technische ruimte Spoormoot met voorgespannen trogbrug (sporen in dienst) Sparing t.b.v nieuwe trap Sparing t.b.v nieuwe li? en roltrappen Bestaande grondering versterkt met extra groutankers Nieuwe li?-/roltrappu?en; ontgraving onder gws in ondergrond met zand-/leemlagen en puinresten Extra kolommen Extra kolom Kapsteunpunten Fietsen- stalling Modulaire 'ruggengraat' Dwarsportalen op bestaand perron Kap geschoord aan li?schacht Nieuwe buig-/schij?rekbanden Nieuwe L -wand Noordelijke Entree Technische ruimte Spoormoot met voorgespannen trogbrug (sporen in dienst) Sparing t.b.v nieuwe trap Sparing t.b.v nieuwe li? en roltrappen Bestaande grondering versterkt met extra groutankers Nieuwe li?-/roltrappu?en; ontgraving onder gws in ondergrond met zand-/leemlagen en puinresten Extra kolommen Extra kolom Kapsteunpunten Fietsen- stalling Modulaire 'ruggengraat' Dwarsportalen op bestaand perron Kap geschoord aan li?schacht Nieuwe buig-/schij?rekbanden Nieuwe L-wand Noordelijke Entree Technische ruimte Spoormoot met voorgespannen trogbrug (sporen in dienst) Sparing t.b.v nieuwe trap Sparing t.b.v nieuwe li? en roltrappen Bestaande grondering versterkt met extra groutankers Nieuwe li?-/roltrappu?en; ontgraving onder gws in ondergrond met zand-/leemlagen en puinresten Extra kolommen Extra kolom Kapsteunpunten Fietsen- stalling Modulaire 'ruggengraat' Dwarsportalen op bestaand perron Kap geschoord aan li?schacht Nieuwe buig-/schij?rekbanden Nieuwe L-wand stadium met relatief weinig inspanning kan worden uitgebreid. Versterkingsmaatregelen Om de verticale lasten uit de overkapping op te kunnen nemen, zijn op kritische plaatsen de buig-trekbanden in het perrondek ver- zwaard met zwaargewapende opstorten, ge- integreerd in een overlaging over het gehele dek. Om het effect van deze overlaging te beperken, zijn gewichtsbesparende XPS- opvullingen toegepast op locaties waar dit vanuit de krachtswerking mogelijk was, bij- voorbeeld buiten de trekbanden (foto 7). Ook zijn lichte sandwichpanelen in het dak en een ETFE-vlakvulling in de lichtstraat toege- past. De nauwe samenwerking tussen archi - tect en constructeur in de ontwerpfase en de door opdrachtgever gegeven gelegenheid om te itereren, was hierbij onmisbaar. De fasering van de constructieve overlaging is verder toegelicht in tabel 1. 4 Doorsnede noordelijke entree (a) en technische ruimte (b) 5 Van boven naar beneden plattegrond (a) dakniveau, (b) passageniveau en (c) perronniveau 4a 4b 5a 5b 5c CEMENT 4 2024 ?9 Figuur 6 ? Van de Noordelijke Entree en de Technische Ruimte zijn separate rekenmodellen gemaakt omdat de dominante last in beide gevallen verschillend is. De interac?e is in een separaat model nader beschouwd. 6 6 Van de noordelijke entree en de technische ruimte zijn separate rekenmodellen gemaakt, omdat de dominante last in beide gevallen verschillend is. De interactie is in een separaat model nader beschouwd Ook aan de staalconstructie onder het dek zijn diverse aanpassingen doorgevoerd. Op locaties waar het aantal deuvels kritisch bleek te zijn, zijn extra stalen kolommen aangebracht, in totaal drie (fig. 5c). Vaak konden deze worden geïntegreerd in be- staande bouwkundige wanden. Door herschikking van de lasten was het nodig de buigsterkte van de verbindin - gen te verhogen. De verbindingen tussen vloerbalken onderling (delingen) zijn ver- sterkt met aan de onderzijde extra opgelaste staalplaten (fig. 8). Verder zijn drie bestaande dwarsdragers versterkt met een ingelast buisprofiel (Ø193,7/12,5) en zijn onbenutte sparingen in het lijf dichtgelast (foto 9). Hiermee is tevens de taaiheid van de con - structie vergroot. Aan weerszijden van het nieuwe trapgat zijn twee nieuwe HE400M balken gemonteerd, met daarop een beton - strook, die is geïntegreerd in de aangren - zende vloer. De aanpassingen aan de staal - constructie staan verder toegelicht in tabel 2. Ook voor de opname van de extra horizontale lasten moest de constructie worden ver- Tabel 1?Fasering constructieve overlaging Stap Hulpmaatregel(en) 1 Verwijderen bestaande dakafwerking (tegels, zand, O9 platen) op noordelijke entree Algemeen uitgangspunt alleen licht materieel toepassen op het dek tijdens de uitvoeringsfase 2 Verwijderen waterkerende afwerking ter plaatse van trekbanden / Afdichtingen ter plaatse van commerciële ruimten Specifieke maatregelen genomen ter plaatse van onderliggende in dienst zijnde commerciële ruimten 3 Opruwen betonconstructie noordelijke entree ter plaatse van trekbanden Ruwheid 3 mm voorgeschreven 4 Inlijmen (+/- 3500 stuks) stekken ten plaatse van trekbanden Hamerboren voorgeschreven 5 Aanbrengen trekbandwapening Keuring van de wapening 6 Aanbrengen XPS500-vulling (gewichtsbesparing) in de zones tussen de trekbanden 7 Aanbrengen druklaagwapening "35/50 mm dekking aan de bovenzijde Fijnmazige wapening i.v.m. scheurbeheersing Keuring van de wapening" 8 Storten trekbanden + druklaag Specifieke aandacht voor het betonmengsel 9 Nabehandeling Beton beschermen tegen uitdroging i.v.m. beheersen krimp 10 Storten krimpstroken / tijdvoegen Specifieke aandacht voor het betonmengsel 11 Nabehandeling Beton beschermen tegen uitdroging i.v.m. beheersen krimp 12 Herhaling van stappen 3 t/m 10 ter plaatse van technische ruimte 13 Aanbrengen scheuroverbruggende afwerklaag Volgens verwerkingsvoorschriften 10? CEMENT 4 2024 7 7 Overlaging perrondek bestaande uit lokale trekbanden, XPS-isolatie en betonnen druklaag 8 Versterkingen ter plaatse van delingen vloerbalken 9 Onbenutte sparingen in het lijf van dwarsbalken zijn dichtgelast Om de verticale lasten uit de overkapping op te kunnen nemen zijn op kritische plaatsen buig-trekbanden opgenomen 8 Tabel 2?Aanpassingen staalconstructie Onderdeel Locatie Plaatsing drie nieuwe kolommen onder de bestaande staal-betonligger As Q160, Q195 en Q260 Versterking vijf bestaande delingen in de staal- betonliggers As Q175, Q220 en Q240 As O240, O280 Versterking drie bestaande dwarsdragers door middel van ingelast buisprofiel Ø193,7/12,5 en dichtgelaste sparingen in het lijf As 225, 250 en 275 (tussen as Q en as O) Montage van twee nieuwe HE400M-balken aan weerszijden van het nieuwe trapgat As Q en as O 9 CEMENT 4 2024 ?11 Figuur 11 ? Fasering versterkingsmaatregelen staalconstruc?e perrondek Stap 1 Stap 2 Stap 2 Stap 3 Stap 3 Stap 4 Stap 5 Stap 6 Stap 6 Stap 7 Stap 8 Stap 9 Stap 10 Stap 8 Stap 10 150 170 210 270 290 190 230 250 Q O K200/12,5 K200/12,5 B323,9/20 Betonwand Betonwand Betonwand HE400M ? Staal-betonligger HE400M ? Staal-betonligger HE340M HE340M HE340M HE340M HE340M HE400M HE400M HE400M ? Staal-betonligger Betonwand B323,9/20 B323,9/20 B323,9/20 B323,9/20 B323,9/20 B323,9/20 Figuur 10 ? Weergave trajectoriën hoofdspanningen. Voor de schijfwerking is gerekend met een interac?emodel (boven), een star ingeklemd model (midden) en een 'scharnierend' model (onder). Door met de omhullende lasten van de drie modellen te rekenen is een robuuste construc?e verkregen. sterkt. De betonnen plaat kon oorspronke- lijk, mede door de afwezigheid van vloerspa - ringen, de horizontale last als schijf afdragen. Door de realisatie van grote sparingen, is de interne krachtswerking echter gewijzigd. De horizontale dwarskracht zal naar ratio van stijfheid worden omgeleid via de resterende vloerdelen aan beide zijden van de sparing en hiermee lokale additionele momenten veroorzaken. Ook de windbelasting op de nieuwe overkapping zorgt voor extra hori - zontale lasten. Een bijkomend effect is de interactie met de technische ruimte. Door- dat de perronvloer doorlopend is uitgevoerd, ontstaat ter plaatse van de overgang naar de technische ruimte een horizontaal inklem - mingsmoment uit de schijfwerking. De be- staande vloerwapening en trekbanden wa - ren ontoereikend om de krachtsinwerking in de nieuwe situatie op te kunnen nemen. De extra momenten in het vlak van de schijf zijn afgewapend met extra schijf-trek - banden in de constructieve overlaging. Deze trekbanden vallen soms samen met de eer- der genoemde buig-trekbanden, waarbij interactie tussen beide effecten optreedt. Om tot een economisch ontwerp te komen, is onderscheid gemaakt tussen cala - miteiten en reguliere ontwerpsituaties. Voor de bepaling van de lokale en globale momen - ten is gebruikgemaakt van verschillende schijfmodellen, met wel en geen effect van de koppeling met de technische ruimte (fig. 10). Er is hiervoor gekozen om tot een robuust ontwerp te komen. Uitvoeringsaspecten perron Twee belangrijke aspecten in de uitvoerings- fase van het nieuwe perron waren de volg- ordelijkheid van de afzonderlijke verster- kingsmaatregelen en de daarbij benodigde hulpconstructies. In verband met het draag - vermogen was het uitgangspunt daarbij dat de aanpassingen van de staalconstructie plaats moesten vinden voordat de overla - ging werd aangebracht en dat het perrondek 11 10 10 Trajectoriën hoofdspanningen. Voor de schijfwerking is gerekend met een interactiemodel (boven), een star ingeklemd model (midden) en een 'scharnierend' model (onder). Door met de omhullende lasten van de drie modellen te rekenen is een robuuste constructie verkregen 11 Fasering versterkingsmaatregelen staalconstructie perrondek De extra momenten in het vlak van de schijf zijn afgewapend met extra schijf-trekbanden 12? CEMENT 4 2024 AANPAK CONSTRUCTIEVE VEILIGHEID Constructieve veiligheid is een belangrijk aspect, waar terecht veel over is geschreven. Maar in de praktijk wordt dit aspect vaak niet expliciet gemaakt in constructieve ontwerpdocumenten. Het risico bestaat dat constructeurs zich voornamelijk richten op het ontwer- pen van een veilige constructie, terwijl de toekomstige fasen met betrekking tot kennisbehoud, verantwoordelijkheidsoverdracht en kwaliteitsborging onderbelicht blijven. Dit terwijl deze aspecten essentieel zijn voor het realiseren van een veilige constructie. Bij de realisatie van het vierde perron van Tilburg is er, in verband met het moeten verbouwen van een bestaand bouwwerk met hiaten, voor gekozen de ontwerpend constructeur en de coördine- rend constructeur als duo op te laten trekken in de uitvoeringsfase. Per deelobject is aangegeven wie voor welk aspect van het object verantwoordelijk is en welke aspecten er nog moesten worden uit - gewerkt. Om de uitgebreide dossierkennis mee te nemen in de uit -werking van het uitvoeringsontwerp is ervoor gekozen het defini- tieve ontwerp te laten toetsen door de coördinerend constructeur (als ingangscontrole) en het uitvoeringsontwerp te laten toetsen door de ontwerpend constructeur. Het vierogenprincipe heeft zich in de afgelopen decennia bewezen als een essentiële maatregel om interpretatiefouten van de verder uit te werken constructieve hoofdopzet te voorkomen. Door gere- geld constructieve overleggen te voeren tussen de ontwerpend constructeur en de coördinerend constructeur waren de lijnen tij- dens de uitvoeringsfasen kort en konden zaken snel en laagdrem- pelig besproken en opgelost worden. De onderlinge controle kan soms confronterend zijn in de ontwerpfasen, maar is des te belangrijker om realisatie van fouten te voorkomen. De ervaring op dit project is dat het vierogensysteem over en weer voor een verhoging van de kwaliteit heeft gezorgd. Tabel 3?Fasering versterkingsmaatregelen staalconstructie perrondek Stap Hulpmaatregel(en) 1 Het dichtlassen van de sparingen en inlassen van één buisprofiel in de dwarsdrager op as 275 Tijdelijke hulpconstructie CV3 2 Het vijzelen en per positie lassen van de versterking van de delingen in de hoofdliggers op as O280 en Q175 Vijzelkolommen onder de 'hangende' balk in de gerberligger toegepast 3 Het plaatsen en vijzelen van de kolommen op as Q160 en Q260 Vijzelkolom toegepast naast de nieuwe kolom as Q160 en tijdelijke hulp constructie CV3 4 Het plaatsen en vijzelen van de kolommen op as Q195 Vijzelkolom toegepast naast de nieuwe kolom 5 Het verwijderen van de kanaalplaatvloeren ter plaatse van het toekomstige trapgat Ondersteuningsconstructie toegepast (zie 'Ontsporings- en ondersteuningsconstructie') 6 Het per positie lassen van de versterking van de delingen op as O240 en Q240 Zwaarlaststempels toepassen onder de 'hangende' balk 7 Het vijzelen en lassen van de versterking van de deling in de hoofdligger op as Q220 (fig. 8) Vijzelkolom toegepast onder de 'hangende' balk in de gerberligger 8 Het dichtlassen van de sparingen (fig. 9) en inlassen van één buisprofiel in de dwarsdragers op as 225 en as 250 Zwaarlaststempels toegepast aan de zijde van as O 9 Het aanbrengen van twee nieuwe HE400M-balken aan weerszijden van het trapgat Ondersteuningsconstructie in verband met staal-betonwerking ligger 10 Het aanbrengen van de aanstort (d = 300) mm aan weerszijden van de trapsparing Ondersteuningsconstructie toegepast (zie 'Ontsporings- en ondersteunings constructie') pas verder kon worden belast na het aan - brengen van de overlaging. De verschillende faseringsstappen met de bijbehorende maatregelen zijn in figuur 11 en tabel 3 weergegeven. Ontsporings- en ondersteunings- constructie In de uitvoeringsfase zijn diverse hulpcon - structies toegepast om de constructieve vei - ligheid tijdens de bouw te borgen. Eén van de bijzondere hulpwerken was de ontspo- rings-en ondersteuningsconstructie nabij het trapgat. Deze hulpconstructie hangt samen het verwijderen van de kanaalplaat- vloeren waarmee het trapgat in het bestaan - de dek in 2014 was dichtgelegd. Deze hulp- constructie vervulde in de bouwfase de volgende functies: het borgen van de horizontale stabiliteit van het bestaande dek in het geval van trein- ontsporing (belangrijk aangezien er reizigers onder het bestaande dek aanwezig zijn); het dragen van het gewicht van de te ver- wijderen kanaalplaatvloer met druklaag tijdens het inzagen; het dragen van het stortgewicht van de nieuw te maken betonstroken aan weers- CEMENT 4 2024 ?13 Rondom dichtzetten met houten schotten Underlayment d =18 mm Kinderbalken 59 x 156 mm h.o.h. 490 mm Onderslagbalken HE140B Kolommen HE180B Verbanden L50/50/5 Randprofiel HE100B Figuur 12a en 12b ? Ontsporings- en ondersteuningsconstructie zijden van de trap inclusief de staal-beton - ligger (HE400M). In figuur 12 is de hiervoor toegepaste con - structie afgebeeld. De buitenste portalen functioneren als ontsporingsconstructie. Het middenportaal functioneert uitsluitend als drager voor de ondersteuningscon - structie. Overlaging? In de uitvoeringsfase is ervoor gekozen geen tegels te verlijmen op de con - structieve overlaging maar de constructieve overlaging te voorzien van een scheurover- bruggende afwerklaag. Daarnaast is in de uitvoeringsfase besloten de overlaging ? om esthetische redenen ? door te zetten tot aan de oostzijde van de technische ruimte, om aan te sluiten op de fietsenstalling. De ge- maakte keuzes hebben gevolg gehad voor de uitvoeringswijze, de wapening en het beton - mengsel. Vanwege de grote lengte van de con - structieve overlaging is ervoor gekozen deze uit te voeren met tijdvoegen (stortstroken). Het doel van deze tijdvoegen was het be- heersen van de krimpeffecten. De wapening in de overlaging is uitge- rekend op volledig verhinderde vervorming. In de berekeningen is rekening gehouden met temperatuurafname, vrijkomen van hydratatiewarmte, uitdrogingskrimp, auto- gene krimp en kruip. De toegepaste wape- ning is #Ø8-100 met in de lengterichting bijlegstaven Ø10-600. Deze wapening is gecontroleerd op een maximale scheurwijdte van w = 0,2 mm. De wapening is aangebracht op een dekking van 50 mm (ontwerpwaarde) met een minimum van 35 mm (op basis van EC2). De extra dekking is gebruikt om een - voudig het afschot in meerdere richtingen te kunnen realiseren. Het toegepaste betonmengsel (sterkteklasse C25/30, milieuklassen XC2, XD1 en XF2) is in overleg met de betontechnoloog geopti - maliseerd om de optredende krimp te beperken. Uitvoeringsaspecten technische ruimte De technische ruimte is in het talud van de spoordijk gebouwd en wordt belast door gronddruk en belasting vanuit het spoor. In de bouwfase kon voor het maken van de L-wand gebruik worden gemaakt van de damwandconstructie die deels rond 2014 was aangebracht. Omdat het aanlegniveau van de technische ruimte lager is dan het aanlegniveau van de naastgelegen gebouwen en dus dieper moest worden ontgraven, is de damwandconstructie versterkt met een extra rij groutankers (foto 13). De oorspronkelijke damwanden waren uitgevoerd als tijdelijke grondkering, waarbij ervan werd uitgegaan dat deze zouden wegroesten, onder andere door zwerfstromen, en op den duur hun functie zouden verliezen. De betonnen L-wand - constructie neemt deze grondkerende Eén van de bijzondere hulp- werken was de ontsporings- en ondersteunings- constructie nabij het trapgat 12a 12b 12 (a) Ontsporings- en (b) ondersteuningsconstructie 14? CEMENT 4 2024 Verhinderde vervorming? Vanwege de rol- trappen die vanaf de begane grond van het entreegebouw op het perrondek van de technische ruimte landen, is de nieuwe be- tonconstructie van de technische ruimte direct aan de bestaande betonconstructie van het entreegebouw gekoppeld. Een dila - tatie, en dus vervorming, tussen beide bouw- delen is niet wenselijk vanwege de aanwezig - heid van de roltrap hier. Onder andere functie over voor de ontwerplevensduur van 100 jaar. De extra groutankers zijn dubbel ge- isoleerd uitgevoerd, in verband met zwerf - stroomcorrosie, en zijn doorgekoppeld naar de betonconstructie van de L-wand, om zo de horizontale krachten uit gronddruk en treinverkeer op te kunnen nemen. De anker- koppen zijn permanent inspecteerbaar (foto 14), en de ankers zijn overgedimensio- neerd ter compensatie van potentiële anker- uitval. De betonnen L-wand is aan de onder- zijde tegen de damwand aan gebouwd, zodat de horizontale druk direct door de betonconstructie en de groutankers kan worden opgenomen. Aan de bovenzijde van de wand is de betonconstructie vrijgehou - den van de damwandconstructie en is de ruimte gevuld met schuimbeton. In het onderste deel van de wand zijn inkassingen opgenomen waarin de groutankers zijn verankerd. De groutankers zijn vanwege obstakels in de ondergrond van eerdere bouwwerkzaamheden en als gevolg van toleranties tijdens uitvoering onder ver- schillende hoeken geplaatst. Van ieder groutanker is de hoek en de helling achteraf ingemeten en is een unieke bekisting voor de inkassing gemaakt. 13 Versterkte damwand bij de technische ruimte 14 Inspecteerbare ankerkoppen 14 13 CEMENT 4 2024 ?15 Bestaande Passage Noordelijke entree Lift/roltrapput Kolom As Q275 Kolom As O275 Spoordragende kolom (trogligger) Bestaande kolom Bestaande kolom Nieuwe kolom 3 260 270 250 280 280 5 O Q `` Kolom As Q275 Kolom As 0275 Spoordragende kolom Lift/Roltrapput Perrondek Staalconstructie Liftschacht Jetgroutwand (9 kolommen) Jetgroutwand Spoortrog Bestaande passage Perronkap `` ```` Figuur 15 en 16 Bestaande Passage Noordelijke entree Lift/roltrapput Kolom As Q275 Kolom As O275 Spoordragende kolom (trogligger) Bestaande kolom Bestaande kolom Nieuwe kolom 3 260 270 250 280 280 5 O Q `` Kolom As Q275 Kolom As 0275 Spoordragende kolom Lift/Roltrapput Perrondek Staalconstructie Liftschacht Jetgroutwand (9 kolommen) Jetgroutwand Spoortrog Bestaande passage Perronkap `` ```` Figuur 15 en 16 15 Plattegrond maatregelen bij liftschacht 16 Doorsnede maatregelen bij liftschacht door de koppeling van de nieuwe constructie aan de bestaande constructie is er sprake van verhinderde vervorming. Ook de schuifweerstand van de beton - vloer met de ondergrond bleek zodanig groot te zijn dat ook hier enigszins sprake was van verhinderde vervorming. Boven - dien zorgde de haakweerstand van de vloer in de damwandkassen voor verhinderde vervorming. Er is in overleg met de bouwer, de betontechnoloog van de betonleverancier, de ontwerpend constructeur en de coördine - rend constructeur gekeken naar krimpbe - perkende maatregelen. Echter door de hoge eisen die het contract stelde aan de toe te passen milieuklasse met daaraan gekoppeld een hoog cementgehalte, waren de mogelijk - heden hierin beperkt. Om te voorkomen dat door krimp van de nieuwe constructie te gro - te trekspanningen in de bestaande construc - tie zouden optreden, is ervoor gekozen om ook hier een tijdvoeg toe te passen. Daarbij is er een strook van circa 1,0 m in de vloer en in de grondkerende wand tussen het bestaande en nieuwe beton vrijgehouden. Circa vier we - ken na het storten van de laatste fase van de wand zijn deze tijdvoegen alsnog gestort. Uitvoeringsaspecten inpassing lift en roltrappen Een belangrijk onderdeel van het project was de realisatie van een vaste trap, lift en roltrappen naar het nieuwe perron. Met name de toepassing van de lift en de roltrap was complex aangezien hier in het oor- spronkelijke ontwerp uit 2014 maar beperkt rekening mee was gehouden. De positie van de liftput/roltrapput is zodanig dat deze conflicten geeft met de be- staande draagstructuur van de noordelijke entree en de passage. Als gevolg van sloop- werk en ontgravingswerkzaamheden moes- ten resterende funderingsonderdelen wor- den ontlast of extra gesteund. Zo moest er moest een oplossing worden gevonden voor de bestaande perrondragende kolommen (op as O275 en as Q275, fig. 15 en 16). Daar- naast moest de spoordragende betonkolom in de passage zijn functie blijven behouden met een maximaal toelaatbare zakking van 3 mm. In de uitvoeringsfase zijn hiervoor de volgende oplossingen gekozen: tijdelijk functievrij maken van de perron - dragende kolom op as Q275 door middel van tijdelijk gevijzeld hulpwerk; borgen van de dragende functie van de kolom op as O275 en de spoordragende kolom in de passage door middel van een wand bestaande uit negen jetgroutkolommen. Hulpconstructie? Het functievrij maken van de kolom op as Q275 is uitgevoerd door mid - del van een hulpconstructie. Deze hulpcon - structie bestond uit (zie ook figuur 17): 15 16 16? CEMENT 4 2024 Bestaande passage Noordelijke entree Sparing liftput Jetgroutkolommen (9 stuks) Kolomlasten Figuur 18 ? Plaxis berekening jetgroutwand 260 270 280 290 5 Lift/Roltrapput Lift/Roltrapput Tijdelijk te verwijderen kolom as Q275 A HE240B B HE240B C HE240B D HE240B E HE240B HE450B Nieuwe kolom as Q260 Bestaande kolom as Q275 Bestaande kolom as O275 Pos. A Pos. B Pos. C Pos. D Pos. E Ligger HE450B Contour Lift/Roltrapput HE400M Staal -betonligger HE400M Staal-betonligger HE400M Staal -betonligger Bestaande dwarsdragers HE340M (3x) Onder het perrrondek Positie A t/m E Vijzelkolommen HE240B ten behoeve van het functievrij maken van de bestaande kolom op as Q275 Nieuwe kolom as Q260 Figuur 17 ? Hulpwerk functievrij maken perrondragende kolom as Q275 vijzelkolommen HE240B op positie A t/m C onder de bestaande staal-betonligger op as Q; een portaal halverwege de liftschacht (op as P) met vijzelkolommen HE240B (D en E) en ligger HE450B. Voor elk van de vijzelkolommen is berekend welke belasting moest worden gevijzeld. In een werkplan is de vijzelvolgorde vastgelegd en zijn tevens de stopcriteria per vijzelkolom aangegeven (zowel kracht en vervorming). De te vijzelen belasting is gerelateerd aan de berekende aanwezige permanente belas- ting. Deze hulpconstructie is ook gebruikt voor enkele versterkingsmaatregelen in de staalconstructie. Zodra de betonconstructie van de lift/roltrapput voldoende uitgehard was en deze versterkingen uitgevoerd waren, kon de kolom op as Q275 worden terugge- plaatst. De hulpconstructie is vervolgens verwijderd. Jetgroutkolommen De dragende functie van de kolommen op as O275 en van de spoordragende kolom in de passage zijn geborgd door een wand te maken bestaande uit jetgroutkolommen. Hiermee werd het mogelijk om naast de in dienst zijnde spoorbereden fundering, 17 Hulpwerk functievrij maken perrondragende kolom as Q275 18 PLAXIS-berekening jetgroutwand 17 18 CEMENT 4 2024 ?17 een afgraving, de verdiepte lift en roltrap- putten te realiseren. Er zijn in de bestaande vloer sparingen geboord waarna deze jet- groutwand in een aantal stappen kon wor- den gerealiseerd. Eerst werden de vier pri - maire jetgroutkolommen gemaakt en na 48 uur wachttijd de resterende vijf secundaire. Het ontwerp van de wand is gemaakt met behulp van een 3D-PLAXIS-model. In dit model is een gedeelte van de bestaande passage en een deel van de noordelijke entree ingevoerd (fig. 18). Door middel van dit model is aangetoond dat de zakking van de spoordragende kolom ruim binnen de vereiste 3 mm valt. Uit monitoring tijdens de uitvoering bleek dat de daadwerkelijk opge- treden zetting verwaarloosbaar was. Op zijn Tilburgs Met de uitbreiding van Station Tilburg is de volgende stap gezet in de verdere ontwikke- ling van deze infra-hub. Het fundament van deze succesvolle verbouwing ligt in de nau - we samenwerking en betrokkenheid van de opdrachtgever, architect, ontwerpers, con - structeurs, bouwer en nijverheid van het uitvoerend personeel. We zullen ongetwij- feld voor alle betrokkenen spreken als we op zijn Tilburgs het gevoel beschrijven als: dikke mik meej zuure zult. 19 Aanleg zandperron in noordelijke entree (nog geen overkapping zichtbaar) 19 18? CEMENT 4 2024 Chaos, niet te verdichtenOrde, goed te verdichten Een T-Head staaf vervangt 4 staven* *Indicatief, hoeveel staven 1 T-Head vervangt moet per situatie worden bepaald = Ef ciënter wapenen met T-Heads: Vermindering van wapeningspercentage in betonconstructies Met T-Heads kun je grote hoeveelheden wapening op een ef ciënte, veilige, en overzichtelijke manier vervangen. Dit creëert meer ruimte tussen de wapenings staven, wat de doorstroming van beton vergemakkelijkt en bovendien resulteert in minder wapeningsstaven. De T-Heads zijn in twee varianten leverbaar: T-Head MTF Frictielas (wrijvingslas) T-Head MTS Warm gestuikt Toepassingen Opnemen van dwarskrachten De T-Heads kunnen haken of beugels vervangen, waardoor de benodigde hoeveelheid betonwapening wordt verminderd. Bijkomend voordeel is een snellere, veiligere en ef ciëntere montage van het betonstaal. Vermijden ombuigen betonstaal In situaties waarin het buigen van betonstaal niet wenselijk is, zoals bijvoorbeeld bij Ø32 of Ø40, bieden T-Heads een praktische oplossing. Verminderen van verankeringslengte De T-Head, met aan één zijde schroefdraad, kan als doorkoppel- anker worden ingezet, wat resulteert in een verminderde verankeringslengte. In alle bovenstaande toepassingen heeft de T-Head als voordeel dat het wapeningspercentage van de constructie wordt gereduceerd, wat de doorstroming van het beton ten goede komt. De T-Heads voldoen aan de EAD 160012-01-0301 voor zowel statisch als dynamisch belaste constructies. De MTS is ETA gecerti ceerd. Bij elkaar opgeteld leidt de toepassing van T-Heads tot meer ontwerpvrijheid, kostenreductie, ruimte- en tijdsbesparing. Storkstraat 25 - 2722 NR Zoetermeer T. +31 79 344 63 63 - E. info@mavotrans.nl Meer informatie op www.mavotrans.nl Herbeoordeling sluiskolk Rozenburgsesluis Constructieve veiligheid met geavanceerde analyse aangetoond 1 Kolk Rozenburgsesluis 1 20? CEMENT 4 2024 De Rozenburgsesluis is 305 m lang en 24 m breed en wordt 24/7 bediend. Eind jaren 60 werd hij door Rijkswaterstaat gebouwd ten tijde van de ontwikkeling van de Europoort (foto 2). Daarbij vormde de sluis de vaarverbinding tussen het Calandkanaal ? die een open ver- binding had met de zee ? en het Hartelka - naal ? dat toentertijd nog niet met zee was verbonden. De sluis was daarmee tevens onderdeel van de primaire hoogwaterkering. Met de verdere ontwikkeling van de Europoort (fig. 3) werd het Calandkanaal en alle aanliggende havenbekkens een belang - rijke bestemming voor de binnenvaart (met name de tankvaart) waardoor de route via de Rozenburgsesluis, het Hartelkanaal en vervolgens de Oude Maas tot op de dag van vandaag van groot belang is. Jaarlijks maken er zo'n 20.000 binnenvaartschepen gebruik van en wordt er zo'n 45 miljoen ton goederen door vervoerd. Eind jaren 90 vond een belangrijke aan - passing in het havengebied plaats. In 1997 is ten oosten van de sluis, in het Hartelkanaal, de Hartelkering in gebruik genomen, waarna op de Maasvlakte de Beerdam is doorgebag - gerd. Hiermee kwam het Hartelkanaal, net als het Calandkanaal, in open verbinding met zee te staan en verviel de hoogwaterkerende functie van de sluis (fig. 4). Na het vervallen van de hoogwaterkerende functie zijn er diverse studies uitgevoerd of er een open verbinding tussen het Caland - kanaal en het Hartelkanaal zou kunnen worden gerealiseerd; de schutsluis zou hier- bij vervallen. Uit deze studies bleek echter dat als gevolg van het faseverschil van het getij in beide kanalen nautisch gezien zeer onwenselijke stromingspatronen zouden optreden die de veilige scheepvaart in het geding zouden brengen. Tevens is onderzocht of het verwijde- ren en vervolgens dempen van de verbin - ding tussen de twee kanalen mogelijk was. Dit zou echter tot veel extra vaarbewegingen via de Maasvlakte leiden (via het Breediep of Beerkanaal), die qua nautische veiligheid én extra vaartijd voor de scheepvaart als on - wenselijk werden bestempeld. Uiteindelijk werd daarmee de blijvende noodzaak voor een schutsluis op deze locatie onderkend. Voor het veilig en betrouwbaar blijven functioneren van de sluis heeft het PROJECTGEGEVENS project Renovatie Rozenburgsesluis opdrachtgever Havenbedrijf Rotterdam adviseur Impakt IB (samenwerkingsverband Witteveen+Bos en RHDHV) Na jaren van trouwe dienst is de Rozenburgsesluis in het Rotterdamse havengebied, een schutsluis die sinds 1971 het Calandkanaal met het Hartelkanaal verbindt, aan een grondige renovatie toe. Vooruitlopend op deze renovatie heeft een uitgebreide analyse plaatsgevonden, met onder andere PLAXIS en DIANA om de constructieve veiligheid van de gewapend betonnen sluiskolk aan te tonen. CEMENT 4 2024 ?21 2 Bouwfase met Europoort en Botlekgebied in ontwikkeling, met links van de sluis het Hartelkanaal en aan de bovenzijde het Calandkanaal en de Brittaniëhaven, foto: Aerocamera Bart Hofmeester / Fotobureau Roel Dijkstra 3  Ontwikkeling van de havengebieden in de tijd 4  Overzicht Europoort met haven met Hartelkanaal, Calandkanaal en Rozenburgsesluis (huidige situatie) IR. NIKOLAAS VAN EMPEL Senior Adviseur Constructieve Veiligheid Impakt Ingenieursbureau - Witteveen+Bos IR. ZHEKANG HUANG Adviseur Constructieve VeiligheidImpakt Ingenieursbureau - Witteveen+Bos IR. WILLEM GALL RO Sr. Port Engineer Havenbedrijf Rotterdam auteurs 2 3 4 22? CEMENT 4 2024 Haven bedrijf Rotterdam besloten het gehele complex in 2024 te renoveren. Daarbij wor- den alle voedings- en besturingssystemen vervangen, worden de sluisdeuren en de basculebruggen opnieuw geconserveerd en worden de bewegingswerken van de brug - gen gereviseerd. In 2023 is vooruitlopend op de renovatie al het noordelijke remming - werk vervangen. Inspecties kolk De kolk bestaat uit 20 m lange U-vormige betonmoten, die op staal zijn gefundeerd. Voordat kon worden overgegaan tot de ver- dere voorbereidingen van de renovatie, moest worden vastgesteld of huidige kolk voldoende restlevensduur bezat én con - structief veilig was. Uit diverse (duik-)inspecties en onder- zoeken bleek dat het betonwerk van de kolk nog in goede staat verkeerde. Wel werd een forse scheur in diverse kolkmoten waarge- nomen, in nagenoeg het midden van de kolk (scheurwijdte enkele mm's). Aangezien deze scheurvorming niet door de normale krachtswerking in de kolkmoten kon wor- den verklaard (grond- en waterdrukken op de wanden van de kolkmoten zouden een dergelijke scheur juist moeten dichtdruk - ken), is besloten tot nader onderzoek. Op basis van de inspecties bestond een vermoeden dat de scheur al langere tijd aanwezig moet zijn geweest. Daarom is eerst gedegen archiefonderzoek gedaan terug - gaande tot de bouw van de sluis. Archiefonderzoek De sluis is traditioneel gebouwd in een open ontgraving (tussen bouwputtaluds) met een vacuümbemaling (foto 5). Daarbij is eerst de 1,8 m dikke vloer gestort, en daarna daar- bovenop de taps verlopende wanden (van 1,80 m tot 1,00 m) (fig. 6). Uit de archiefstukken bleek dat de scheur al in de bouwfase is geconstateerd en geanalyseerd en dat er drie oorzaken zijn: Aan de hand van de zettingsmetingen ge- durende de bouw is geconstateerd dat de 5 Open ontgraving bouwfase, foto: Aerocamera Bart Hofmeester / Fotobureau Roel Dijkstra Bij inspecties werd een forse scheur in de vloer van diverse kolkmoten waargenomen 5 CEMENT 4 2024 ?23 6a 6 Bouwtekening typische kolkmoot: (a) dwarsdoorsnede, (b) kopse kant 6b in het ontwerp aangehouden beddingscon- stante onder het vloergedeelte te laag was. Hierdoor zakte het vloerveld minder dan verwacht, terwijl de zakkingen ter plaatse van de wanden wél conform verwachting waren. Daardoor werden de negatieve mo- menten in de vloer ('katterug') onderschat. Als gevolg van uittredend water uit de bouwputtaluds kon het zandpakket onder de wanden minder goed worden verdicht dan onder de rest van de vloer, met als ge- volg een lagere beddingsconstante bij het buitenste deel van de vloer dan in het mid - den. Ook dit fenomeen veroorzaakt additio- nele negatieve momenten in de vloer ten opzichte waarmee in het ontwerp rekening is gehouden. Ten slotte moest de aanwezige vacuüm- bemaling worden verwijderd vóór het aan -vullen van de grond tussen de taluds en de wanden. Daarbij kwam het grondwater onder de vloer circa 2 m hoger dan waar- mee in het ontwerp rekening is gehouden (NAP -5,00 m versus NAP -7,00 m NAP). Dit veroorzaakte ook extra negatieve momen - ten in de vloer. Deze drie fenomenen hebben opgeteld geleid tot de waargenomen scheurvorming. Verdere herberekeningen uit de archief - stukken gaven aan dat, rekening houdende met de aangepaste beddingsconstanten, er bij de optredende belastingen in de gebruiks- situatie (water in de kolk, gronddrukken tegen de wanden) sprake is van het 'dicht- drukken' van de scheur. Derhalve is destijds besloten tot het alleen injecteren van de scheur. 24? CEMENT 4 2024 Herberekening met PLAXIS Om voorgaande conclusies te onderbouwen en om te bevestigen dat de injectie van de scheur een toereikende maatregel vormde, is een herberekening van de sluiskolk uitge- voerd met PLAXIS. Hierbij zijn de verschil - lende fasen in de bouwfase en de gebruiks- fase, alsook de uiterste grenstoestand en bruikbaarheidsgrenstoestand in het heden gemodelleerd in een gefaseerd model (fig. 7). Hierbij is de sluiskolk stapsgewijs opge- bouwd en belast conform de beschikbare in - formatie uit de archiefstukken. De resultaten van het PLAXIS-model hebben bevestigd dat in de bouwfase een voor de kolkvloer maatgevende maar tijde- lijke situatie optreedt, die leidt tot de gecon - stateerde scheurvorming door opwaartse buiging van de kolkvloer. In de gebruiksfase, waarbij water in de kolk aanwezig is en waarbij de wanden van de kolk worden belast, is de opwaartse buiging geringer en voldoet de aanwezige vloerwapening. Samen met het destijds uitgevoerde injectiewerk leidt dit tot de conclusie dat de constructieve integriteit van de vloer is geborgd. Aansluiting wand vloer? In de herbereke- ning is naast de vloer, ook de aansluiting (inklemming) van de wand met de vloer beschouwd. In deze aansluiting treden bui - gende momenten en dwarskrachten op die moeten worden opgenomen met de aanwe- zige wapening. Uit de herberekening bleek dat de wapening ruimschoots onvoldoende was om de krachten op te nemen. De be- schouwing was gebaseerd op de gangbare methode van berekening van wapenings- doorsneden, waarbij de uit het model ver- kregen momentenlijn over een hoogte d was verschoven en ter plaatse van meerdere sneden over de wand werd getoetst aan de momentweerstand. Gezien de locatie van dit constructie- detail (diep onder de grond en grondwater), zijn de mogelijke versterkingsmaatregelen zeer complex en ingrijpend. Als alternatief voor een versterkingsmaatregel is een ver- kenning uitgevoerd naar mogelijke maatre- gelen voor het ontlasten van de wand. Hier- bij is met name gekeken naar het reduceren van de (dominante) grondbelasting op de wand. Echter ook dergelijke beheersmaat- regelen zijn ingrijpend. In dit geval moest worden gedacht aan het verwijderen van de bovenste 4 m van het aanvulzand achter de kolkwanden en deze vervangen door licht- gewicht EPS-blokken. Initiële inschattingen gaven aan dat hiermee een kostenpost van circa ? 2 miljoen zou zijn gemoeid. Dubo- 7 Met een niet-lineair DIANA-model is aangetoond dat de aansluiting wand-vloer wel voldoet aan de vereisten 7 Gefaseerd 2D-PLAXIS-model sluiskolk, met buigende momenten in de uiterste grenstoestand CEMENT 4 2024 ?25 calc-berekeningen gaven bovendien aan dat de maatregel gepaard zou gaan met een uit- stoot van 1600 ton CO2 . Daarom werd besloten een nadere beoordeling uit te voeren. Beoordeling aansluiting wand- vloer met DIANA Om ingrijpende versterkings- en beheers- maatregelen te voorkomen, is in navolging op de PLAXIS-analyses een analyse met DIANA uitgevoerd. Hierin is de gefaseerde geotechnische berekening van PLAXIS gecombineerd met de constructieve functio- naliteit van DIANA ten aanzien van niet- lineair gedrag. De beschouwing van dit niet- lineaire gedrag, dat optreedt als gevolg van scheurvorming en herverdeling van gewa - pend beton, levert vaak een genuanceerder en realistischer beeld van de krachtswer- king op in vergelijking met conventionele methoden. De berekeningen zijn uitgevoerd volgens RTD 1016 (Guidelines for Nonlinear Finite Element Analysis of Concrete Structures). Het DIANA-model en de bijbehorende gefaseerde opbouw van de sluiskolk zijn overeenkomstig het PLAXIS-model opgezet. DIANA biedt al geruime tijd een gevalideerd hardening soil materiaalmodel van grond, dat in deze casus succesvol is gebenchmarkt met het PLAXIS- model. In DIANA is de betonconstructie van de sluiskolk vervolgens op de meest geavan - ceerde wijze gemodelleerd met een smeared cracking model en individuele wapeningstaven met bijbehorende hechtingseigenschappen tussen wapeningsstaal en beton (fig. 8). Het gehanteerde model simuleert de optredende grond-constructie-interactie. Voor een zo realistisch mogelijk beeld, is gekozen voor een benadering op basis van de Global Resistance Factor Method conform RTD 1016. Conform van deze methode zijn de materiaalparameters van het beton (K225) en wapening (QR24) bepaald op basis van fib model code 2010. Dat geldt ook voor de hechtingseigenschappen tussen beton en wapening. Toetsing? Met het DIANA-model is het ver- volgens mogelijk de verschillende stappen in de bouw van de sluiskolk alsook de bruik - baarheidsgrenstoestand en uiterste grens- toestand te beschouwen (fig. 9). Voor de bruikbaarheidsgrenstoestand is zowel de wapening in de vloer als de wand gecontroleerd op scheurwijdte. De spannin - gen en rekken in de wapening zijn op basis van het DIANA-model bepaald en vervolgens volgens Eurocode 2 op conventionele wijze getoetst. Hierbij werd voldaan aan de gestel - de scheurwijdte-eisen. Ten aanzien van de uiterste grenstoe- stand zijn de betonstuik en de spanning in de wapening getoetst (fig. 10). Ook voor de uiterste grenstoestand bleek de sluiskolk te voldoen aan de gestelde criteria. Ter bevestiging van de conclusies van de herberekening is een monito- ringscampagne uitgevoerd 8b 8a 8 Gefaseerd DIANA-model sluiskolk met individueel gemodelleerde wapeningstaven 26? CEMENT 4 2024 Verschil DIANA-model en PLAXIS-model Vervolgens is gezocht naar een verklaring voor het verschil in uitkomst tussen het DIANA-model en het PLAXIS-model. De belangrijkste verklaring is dat de snedekrach - ten uit de PLAXIS-resultaten waren betrok - ken op de systeemlijnen van vloer en wand. Het buigend moment op het snijvlak tussen wand en vloer bleek echter aanzienlijk klei - ner dan het uitgelezen buigend moment op een halve vloerdikte onder dit snijvlak (ter plaatse van de systeemlijn). Met behulp van de gemodelleerde hechting van wapenings - staven kon worden aangetoond dat voldoende (aanhecht-)sterkte van de wapening kan wor - den gemobiliseerd om het buigend moment op het snijvlak op te nemen. Ook de gehan - teerde verschuiving van de momentenlijn over d bleek op basis van het DIANA-model aan de conservatieve kant. Met een analyse van drukspanningstrajectoriën en vertaling naar een vakwerkmodel bleek de verschui - ving in de orde van 0,5d te liggen (fig. 11). Resultaten? Met conventionele doorsnede- berekeningen op basis van de bijgestelde buigendmomentwaarden en de bijgestelde verschuiving van momentlijn, kon een unity check kleiner dan 1,0 worden bevestigd. Er moet te allen tijde behoedzaam om worden gesprongen met de resultaten van geavanceerde niet-lineaire rekenmodellen. De combinatie van het toegepaste PLAXIS- en het geotechnisch gebenchmarkte DIANA- model (conform RTD 1016), samen met de bovengenoemde analyse van de verschillen, bieden het noodzakelijke vertrouwen in de uitkomsten van het DIANA-model. Een grondige analyse van rekenresultaten en het relateren van deze rekenresultaten aan de Eurocode 2 en conventionele doorsnede- berekeningen leidde tot de benodigde zeker- heid. Monitoring Om de conclusies van de herberekening te bevestigen is een monitoringscampagne 9a 9b 10a 10b 9 Bruikbaarheidsgrenstoestand: spanning in (a) buitenste wapening en (b) binnenste wapening 10 Uiterste grenstoestand: spanning in (a) buitenste wapening en (b) scheurvorming in de constructie CEMENT 4 2024 ?27 uitgevoerd. Hiermee kan enerzijds worden vastgesteld of de daadwerkelijke vervormin - gen van de sluiskolk zich bevinden in de bandbreedte die wordt voorspeld door het DIANA-model. Anderzijds kan hiermee in de toekomst de constructieve integriteit van de sluiskolk worden bewaakt. Het uitgangspunt is dat het verschil tussen de waterstand in de sluiskolk en de grondwaterstand buiten de sluiskolk de be- palende belasting vormt op de sluiskolkwan - den en aansluiting tussen sluiskolkwand en sluiskolkvloer. Ten gevolge van getijde vari - eert dit waterstandsverschil in de tijd. Door de verplaatsing van de sluiskolkwand te meten onder variërend waterstandsverschil en dit te relateren aan het gehanteerde DIANA-model kan het rekenmodel worden gevalideerd. In eerste instantie werd gebruikgemaakt van tiltmeters (gevoelige instrumenten die een hoekverdraaiing registreren), bevestigd op de wanden van de sluiskolk. Deze tiltmeters zijn echter zeer gevoelig voor de buitentempera - tuur, waarmee een correlatie tussen water - standen en vervormingen van de wanden van de sluiskolk niet te bepalen viel. In tweede instantie is dan ook gebruikge - maakt van tachymetrische metingen. Hier- bij is gebruikgemaakt van een netwerk van twee total stations en vier referentiepunten om de verplaatsing van twee reflectoren op de sluiswanden nauwkeurig te registreren. De meetcampagne is bij nachtelijk springtij uitgevoerd. De meetresultaten waren in lijn met de DIANA-berekeningen en bieden ook een goede basis voor herhaalde metingen in de toekomst. Zolang toekomstige metingen zich in de bandbreedte van de nu uitgevoer- de metingen bevinden, kan worden gecon - cludeerd dat de stijfheid en daaruit afgeleide sterkte van de constructie is geborgd. Beloning Voor de herberekening van constructiedetails in relatief dikwandige betonconstructies hebben traditionele rekenmodellen, waarbij de constructie wordt vereenvoudigd tot zijn systeemlijnen, duidelijke beperkingen. Dit bleek ook bij de herbeoordeling van de Rozen - burgsesluis. Met behulp van geavanceerde DIANA-berekeningen kon worden vastge- steld dat de kolk van de Rozenburgsesluis voldoet aan de gestelde eisen ten aanzien van de bruikbaarheidsgrenstoestand en uiterste grenstoestand. Door de modelresul - taten te vergelijken en te verifiëren met conventionele berekeningsmethodieken en het eerder gehanteerde PLAXIS-model, is het model geverifieerd. Vervolgens is het DIANA-model gevalideerd aan de hand van een uitvoerige monitoringscampagne. De uitkomsten van deze monitoringscampagne hebben de resultaten van het DIANA-model bevestigd en bieden tevens een basis voor de bewaking van de constructieve staat van de sluiskolk in de toekomst. Een dergelijke geavanceerde analyse vraagt uiteraard een grotere inspanning qua tijd en geld, maar heeft bij dit project zeer zeker geloond. Met in dit geval als 'beloning' de borging van de constructieve veiligheid, geen operationele verstoring van de sluis, een interessante kostenbesparing en een wezenlijke duurzaamheidswinst. 11 Interpretatie van het DIANA-model conform vakwerkanalogie 11 28? CEMENT 4 2024 Is jouw bedrijf al\? partner bij Cement? Heb jij belang bij\c het vastleggen en delen\c van kennis over betonconstr\fcties? Als partner van Cement onderste\fn je de \fit\bisseli\cng en borging van onze vakkennis. Een partnerschap biedt bovendien veel andere interessante voordelen. Interesse? Neem contact op met Coen Smet\cs via c.smets@aeneas.\cnl of via 06-10 70 57 80. 30? CEMENT 4 2024 Nieuwe rekenregels bestaande breedplaat- vloeren 31? Rekenregels breedplaatvloeren: een overzicht 32? Update rekenregels beoordeling bestaande breedplaatvloeren 42? Vereenvoudigde beoordelingsprocedure bestaande breedplaatvloeren 49? Veiligheid bestaande breedplaatvloeren op basis van track record Naar aanleiding van aanvullend onderzoek, waaronder een bewezen sterkte analyse, zijn de rekenregels voor bestaande breedplaatvloeren aangepast, is een nieuw stappenplan opgesteld en wordt voor een aantal CC2-vloeren een onderzoeksplicht ingesteld. Foto: Havebo Groep CEMENT 4 2024 ?31 Naar aanleiding van de gedeelte- lijke instorting van de parkeer- garage bij Eindhoven Airport zijn in 2019 rekenregels en een stap- penplan voor de beoordeling van bestaande breedplaatvloeren gepubliceerd. In 2020 is door het minis- terie van BZK een onderzoeksplicht afge- kondigd voor CC3-constructies waarin dit type vloeren is toegepast. Hierbij moest het genoemde stappenplan worden gebruikt. Er is nu aanvullend onderzoek uitgevoerd naar koppelstaven met korte lengte en te- vens een oriënterend onderzoek naar kop- voegen. Op basis daarvan zijn de rekenre- gels aangepast. Daarnaast is in een studie een bewezen sterkte analyse uitgevoerd, waarbij rekening is gehouden met het pres- teren van de bestaande voorraad breed - plaatvloeren. Uit dit onderzoek volgt dat het nader beoordelen van CC2-constructies in een aantal situaties nodig is. Stappenplan aangepast Deze bevindingen zijn verwerkt in een aan - gepast stappenplan (Stappenplan 2022), waarin een vereenvoudigde beoordelings- methodiek is opgenomen. Naast enkele aan - gepaste rekenregels staat hier een nieuwe '3e toets' in, waarin is aangeven dat beoor- deling van CC2-constructies (geldt eventueel ook voor CC1) bij bepaalde typologische criteria (o.a. type vloer, overspanning, detaillering) niet nodig is. Onderzoeksplicht uitgebreid Per 1 juli 2024 is de eerder ingestelde onder- zoeksplicht uitgebreid naar CC2-construc- ties. Hierbij moet het Stappenplan 2022 worden gebruikt. De uitkomsten van dit onderzoek moeten voor 1 juli 2025 in een rapport zijn vastgelegd. Meer specifiek gaat het om een uit- breiding naar alle gebouwen binnen CC2 met breedplaatvloeren met een overspan - ning van meer dan 8,5 m en/of met niet-ge- isoleerde daken uitgevoerd met breedplaten (vooral parkeergarages). Gebouwen met uit- sluitend een woonfunctie zijn uitgesloten. Verder geldt de onderzoeksplicht (net als de eerdere onderzoeksplicht) niet voor gebou - wen van vóór 2000. Ook gebouwen met een na 2018 verleende omgevingsvergunning zijn uitgesloten. Toen golden immers al nieuwe rekenregels voor breedplaatvloeren. Gebouwen die al volgens het Stappenplan 2019 zijn onderzocht hoeven daarom niet opnieuw te worden beoordeeld. Drie artikelen Meer achtergrondinformatie staat in de hierna volgende drie artikelen. In het artikel 'Update rekenregels beoordeling bestaande breedplaatvloeren' worden het aanvullende Rekenregels breedplaat vloeren: een overzicht onderzoek en de aanpassing van de reken - regels toegelicht. In het artikel 'Vereenvou - digde beoordelingsprocedure bestaande breedplaatvloeren' wordt ingegaan op de vereenvoudigde procedure in het nieuwe stappenplan. In het artikel 'Veiligheid bestaande breedplaatvloeren op basis van track record' wordt de probabilistische methode toegelicht, op basis waarvan de vereenvoudigde procedure is afgeleid. HANDIGE LINKS Stappenplan 2022: Onderzoeksplicht: Nieuwe rekenregels bestaande breedplaatvloeren 32? CEMENT 4 2024 Uit onderzoek naar de oorzaak van de instorting van de parkeer- garage bij Eindhoven Airport blijkt dat vloeren die zijn uitge- voerd met breedplaten in bepaal - de gevallen onvoldoende veilig kunnen zijn. Voor het beoordelen van bestaande breedplaatvloeren zijn rekenre- gels [1] opgesteld, die beschreven zijn in een stappenplan (hierna Stappenplan 2019 [2]). Naar aanleiding hiervan is door het ministe- rie van BZK in 2020 een onderzoeksplicht afgekondigd voor CC3-constructies waarin dit type vloeren is toegepast. De betreffende rekenregels waren gebaseerd op de resulta - ten van tot dan toe in Nederland uitgevoerd onderzoek naar het gedrag van het detail bij de langsnaden tussen twee breedplaten in een breedplaatvloer, waar sprake is van een primaire krachtsoverdracht en een optre- dend positief moment (fig. 1a). Zoals aangegeven in [1] was er be- hoefte om voor kleinere diameters (korte ver ankeringslengtes / effectieve lengte, fig. 1b) aanvullend onderzoek uit te voeren aan langsnaden. Dit omd