Toekomstbestendig vervoersknooppunt 1 Station Lansingerland Zoetermeer Dek en onderbouw Het dek is zowel aan de noord- als zuidzijde ontsloten met stijg- punten, voorzien van vaste trap- pen en liften. Aan de zuidzijde komen de stijgpunten uit op het heavyrail-perron om een korte overstaptijd te bewerkstelli - gen. In het verlengde van het perron van de RandstadRail is een ruime overkapping op- genomen die is opgebouwd uit ingeklemde, samengestelde V-vormige stalen kolommen en een dakconstructie bestaande uit vak - werken. Aan de zuidzijde van het station bevindt zich de ontvangsthal. Gezien de verwachte groei van het openbaar vervoer, is bij de start van het project uitge- breid stilgestaan bij het integreren van toe- komstige uitbreidingsmogelijkheden in het ontwerp. Om uitbreiding, verlegging, verlen - ging of verbreding van de sporen/wegen mogelijk te maken, is er bewust gekozen voor grote overspanningen en (waar moge- lijk) bouwsystemen die eenvoudig zijn te demonteren. Opbouw De combibrug bestaat uit velden van 7~21 m 1  ? 50,4 m 1 ? 63,3 m 1 ? 49,0 m 1 en 10~22 m 1 (fig. 5a en 5b). Het dek heeft zes steunpun - ten. Het meest noordelijke steunpunt is gecombineerd met een grondkerende con - structie. De kolommen van de zuidelijke ING. HANS J.C. BAMBACHT RC Hoofdconstructeur Iv-Infra auteurs ING. DENNIS W.C.J. KOOIJMAN RC Hoofdconstructeur Arcadis Nederland BV Het project Bleizo ? het gebied rond de A12 aan de zuidoostkant van Zoetermeer en aan de noordkant van Lansingerland ? bestaat onder meer uit de ontwikkeling van een nieuw vervoersknooppunt tussen het eindstation van de RandstadRail (lightrail), het landelijke spoornet (heavyrail) en het lokale en regionale busvervoer (fig. 2). Belangrijk onderdeel is de zogenoemde combibrug. Hierop zijn, naast het RandstadRail-perron, een fietspad, fietsenstalplaatsen en een ruim voetgangersgebied aanwezig. Om te komen tot een hoogwaardige uitstraling die aansluit op de omgeving, bestaat de afwerking uit natuursteen, ruime groenstroken en een dubbele rij bomen (fig. 3). De middelste drie velden bestaan uit voorgespannen kokerliggers die zijdelings onder afschot zijn geplaatst 1 Station Lansingerland Zoetermeer 2 Impressie van het station en het vervoersknooppunt CEMENT 5 2019 ?19 18? CEMENT 5 2019 1 2 Toekomstbestendig vervoersknooppunt 1 50,4 m 1 63,3 m 1 49,0 m 1 0 2 3 456 steunpunten zijn aan de onderzijde zodanig diep doorgezet dat de fundatie kon worden geïntegreerd met de nieuwe kelder van de ontvangsthal. De hoogte van de overige poe- ren is dusdanig gekozen dat voor de realisa - tie geen onderwaterbeton nodig was. Aansluitend op de ontvangsthal is een geprefabriceerd perronsysteem toegepast (foto 4). Naast de hoge mate van repetitie in het perron, was het minimaliseren van werkzaamheden naast het spoor een belangrijke drijfveer om voor een systeem met prefab onderdelen te kiezen. Tussenvelden De middelste drie velden bestaan uit voorge- spannen kokerliggers die zijn voorzien van een constructieve druklaag (fig. 5c en 5d). Om de dikte van het pakket ? in relatie tot afwatering ? te beperken, is ervoor gekozen de liggers zijdelings onder afschot te plaat- sen. In de ontwerpfase werd duidelijk dat de plaatsing van deze drie velden logistiek uitdagend zou worden en is ervoor gekozen om rekentechnisch geen plaatsingsvolgorde op te leggen. Hiermee is geprobeerd de uit- voeringstechnische vrijheid te maximalise- ren. Aangezien hierdoor elk van de velden als eerste moest kunnen worden geplaatst, was er een sterk asymmetrische belasting aanwezig in de bouwfase. Deze bleek veelal maatgevend bij de dimensionering van de betonconstructie. Kokerliggers De kokerliggers in de middelste drie velden hebben een hoogte van 1,95 / 2,15 m 1, en hebben zodoende een slankheid die 1/30 van de overspanning nadert. Om het transport- gewicht van de liggers te reduceren, is er- 3 5 Combibrug: (a) bovenaanzicht, (b) zijaanzicht, (c) dwarsdoorsnede en (d) langsdoorsnede 5a 5b 5c 5d 3 Impressie van het station en het vervoersknooppunt 4  Prefab perronsysteem: op het rechter perron de onderbouw, links het perron na plaatsing van de prefab vloerdelen 4 CEMENT 5 2019 ?21 20? CEMENT 5 2019 Toekomstbestendig vervoersknooppunt 1 voor gekozen de kokerliggers aan de uitein- den te verjongen. Meer hierover staat in het hierna volgende artikel 'Prefab liggers'. Door de aanwezige groenstroken en bomen is de rustende belasting relatief hoog ten opzichte van de veranderlijke belasting. In het dek zijn bovendien een aantal ele- menten opgenomen waardoor er zones zijn waar geen kokerliggers kunnen worden geplaatst. Lokaal zijn de aangrenzende kokerliggers zodoende extra zwaar belast. Met name de trappartijen en de verzonken boombakken zorgen ervoor dat de snede- krachten in de hieraan grenzende liggers hoger zijn dan bij de standaardliggers. Ook aan de rand van het dek zijn de snedekrach - ten relatief hoog. Dit komt door de betonnen randelementen (ornamenten met een tak - kenstructuur, foto 6 en fig. 7) die tot 7 m hoog zijn. Het eigen gewicht van de randele- menten varieert tussen 12 en 18 kN/m 1. 7 6  Betonnen randelementen met een takkenstructuur 7  Doorsnede betonnen randelementen Noordelijk eindveld Aan de noordzijde van het station is een relatief kort dek aanwezig dat aan de noordzijde aan een grondkerend landhoofd grenst, en aan de zuidzijde aan het tussen - steunpunt in as 5. De locatie van het tussen - steunpunt werd bepaald door de inrichting van het maaiveld en had als gevolg dat er sprake was van ongelijke veldlengten (veld 4-5 is 49,0 m lang, terwijl veld 5-6 slechts 10~22 m lang is). Vanwege de ongelijke veldlengten was de toepassing van een inte- graaldek uitgevoerd met volstortliggers, constructief gezien de meest efficiënte keu - ze voor het eindveld. Om de buig- en wringmomenten in het steunpunt te beperken, is ervoor geko- zen dit steunpunt momentvast te verbinden aan het noordelijke dek (foto 8). Deze keuze resulteerde in een aanzienlijk lagere wape- ningsintensiteit en een efficiëntere benut- ting van de palen. In de berekening van het integraaldek, het tussensteunpunt en de grondkering is de fasering dusdanig gemodelleerd dat deze in de stortfase van het dek géén momenten en schuifkrachten op elkaar overbrengen, maar dit in de hierna volgende fasen wél kunnen. Om de horizontale belasting op de grondkering te reduceren, is aan de achter- zijde een ontlastplaat toegepast (fig. 9). Deze ontlastplaat levert tevens deels de horizon - tale inklemming van de 17 m lange vleugel - wanden. De vleugelwanden vormen de grondkering waarmee het spoorlichaam van de lightrail bijeen wordt gehouden. Door toepassing van de vleugelwanden was het mogelijk de busbaan en het fietspad op maaiveldniveau dicht op het station te ontsluiten. Zuidelijk eindveld Hoewel de dekken grotendeels uit (voor- gespannen) beton bestaan, is het meest zuidelijke veld uitgevoerd als een staal- betonconstructie (fig. 10 en foto 11). De reden hiervoor is dat dit veld bij een toekomstige verlenging van de Randsta - dRail een aanzienlijk grotere overspanning krijgt. Door de toepassing van een staal-be- tonconstructie is de toekomstige demontage 8 9 8 Het noordelijk dek is uitgevoerd als integraalconstructie 9 3D-weergave noordelijk dek CEMENT 5 2019 ?23 22? CEMENT 5 2019 6 Toekomstbestendig vervoersknooppunt 1 van het dek veel eenvoudiger en de kans op hergebruik van deze onderdelen groter.Door het steunpunt, dat aan het staal-betondek grenst (as 2), al te ontwerpen op de toekomstige uitbreiding zijn er relatief weinig aanpassingen nodig bij verlenging van het kunstwerk. Bijkomend voordeel van het staal-betondek is het lage gewicht van de con - structie, wat als gevolg heeft dat er aanzienlijk minder palen konden worden toegepast. De lichte fundatie van het staal-beton - dek én de zware poer van het hoofdsteun - punt zijn geïntegreerd in de kelder van het station. Door de poeren verdiept aan te leggen, vormt de bovenzijde van de poeren een onderdeel van de keldervloer. Steunpunten De imposante tussensteunpunten hebben als primaire functie het afdragen van de belastingen uit het dek naar de palen. Niets speciaals, op het eerste gezicht. De forse T-vormige onderslagbalk, de hangende consoles in combinatie met de zeer hoge belastingen en de relatief slanke kolommen maken dit steunpunt echter toch bijzonder (foto 12). Onderslagbalk De prefab voorgespannen kokerliggers met druklaag (elk ca. 3500 kN), worden via oplegblokken en gewapende opstorten afge- dragen op een 46 m lange onderslagbalk. 11 10 3D-model zuidelijk dek 11 Staal-betonconstructie zuidelijk deel combibrug Deze onderslagbalk heeft de vorm van een omgekeerde T-balk met een totale hoogte van 3,8 m en een onderflens van 1,4 m hoog (fig. 13). Deze onderflens fungeert als han - gende console met een uitkraging van 1,0 m. Het lijf van de onderslagbalk is 2,0 m breed. De onderslagbalk wordt door zes kolommen ondersteund. Hierdoor bedraagt de maxi - male overspanning in de balk 8,4 m. Via een funderingspoer van 6,5 m breed en 1,8 m dik worden de belastingen afgedragen op de funderingspalen. De keuze voor toepassing van een om - gekeerde T-balk was tweeledig. Enerzijds De kokerliggers zijn opgelegd op een onderslagbalk in de vorm van een omgekeerde T-balk was het de wens van de architect omdat hij geen massieve onderslagbalk in het zicht wilde hebben. Anderzijds had het te maken met de benodigde overspanning van het dek. De capaciteit van de prefab liggers was met circa 61 m net te kort voor de langste veldlengte van 63 m. Door toepassen van een T-balk was de lengte wel voldoende. Krachtsafdracht onderslagbalk De krachtsafdracht vanuit de gewapende opstorten gaat via de hangende consoles naar het centrale gedeelte van de onderslag - balk (2,0 × 3,8 m²) en dan naar de kolom - 10 12 Dek in uitvoering 13 Doorsnede onderslagbalk CEMENT 5 2019 ?25 24? CEMENT 5 2019 12 13 Toekomstbestendig vervoersknooppunt 1 15 men. Voor de afdracht van de hangende consoles naar het centrale gedeelte van de balk zijn er conform de Eurocode twee methoden beschikbaar om de wapening voor dit 'discontinue gebied' te bepalen: 1 Vakwerkanalogie 2 Gedrongen liggertheorie Gekozen is voor de economisch meest voor- delige methode, in dit geval de gedrongen lig - gertheorie. Een substantieel verschil zit in de benadering van de toelaatbare spanning in de bruikbaarheidsgrenstoestand om aan de scheurwijdte-eis te voldoen. Deze is wat be- treft de hoeveelheid wapening maatgevend boven de uiterste grenstoestand. Bij de vak - werkanalogie moet voor de coëfficiënt die de rekverdeling in rekening brengt k 2 = 1,0 wor- den aangehouden. Bij een gedrongen ligger is dit k 2 = 0,5 is. Dit resulteert bij hoge wape- ningsfracties in aanzienlijke besparingen. Bij staafwerkmodellen moeten de knopen op spanningen worden gecontroleerd en bij gedrongen liggers op dwarskrachtcapaci - 15 Onderslagbalk op kolommen 14 14 Berekening console onderslagbalk teit. Omdat de belasting binnen een afstand van 2d, zelfs minder dan 0,5d , van de rand van het centrale gedeelte is gepositioneerd, kon de bijdrage van de belasting aan de dwarskracht met 75% worden gereduceerd (zie NEN-EN 1992-1-1 art. 6.2.2 (lid 6) en art. 6.2.3 (lid 8)). Hierdoor is er geen bere- kende wapening nodig. Doordat de hangen - de console als plaatgeometrie mag worden beschouwd, is er conform de geldende voor- schriften geen minimale dwarskrachtwape- ning toegepast in verband met mogelijke herverdeling. De drukdiagonaal uit de han - gende console grijpt aan de onderzijde van het centrale gedeelte aan. Volgens Eurocode 2 moet een belasting die dichtbij aan de on - derzijde van een doorsnede aangrijpt, met verticale wapening naar de bovenzijde van de doorsnede worden gebracht. Hiervoor is ophangwapening nodig (fig. 14). Vanuit hier wordt de belasting in het centrale deel van de onderslagbalk via buiging, dwarskracht en wringing richting de kolommen afgedra - gen. Daarbij komt dat de onderslagbalk ? gezien zijn slankheid ? als gedrongen ligger moet worden beschouwd. Hierdoor redu - ceert de effectieve hoogte en het aantal effectieve beugels voor dwarskracht en wringing. Uiteindelijk resulteerde dit voor de buitenste beugel van het centrale deel in drie lagen wapening Ø25-110, waarbij de eerdergenoemde componenten ophang-, dwarskracht- en wringwapening zijn verenigd. Kolommen De nagenoeg rechthoekige kolommen zijn in vergelijking met de robuuste onderslag - balk en grote overspanning zeer slank te noemen (foto 15). In as 3 en 4 zijn de kolom - men 2,0 × 1,0 m² in doorsnede. De relatieve slankheid komt tot uiting in de toegepaste twee lagen wapening Ø32 in combinatie met de hoge betonsterkteklasse C55/67. Deze hoge sterkte vloeit voort uit de spannings- beperking die de Eurocode oplegt in de bruikbaarheidsgrenstoestand (k 1 ? fck), en is bedoeld om het risico op langsscheuren te verkleinen. De spanningen onder quasi-blijvende belas- ting zijn groter dan k 2 ? fck. Daardoor is het volgens de norm nodig rekening te houden met niet-lineaire kruip. De niet-lineaire kruipcoëfficiënt leidde tot 13,6% extra ver- vorming. Voor de permanent excentrisch belas- te kolommen op as 2 is de breedte van de doorsnede vergroot van 1,0 m naar 1,2 m. Deze breedte, in combinatie met twee lagen wapening Ø40, was net toereikend om aan de scheurwijdte-eis te voldoen. Vanwege de grote staafdiameter is ervoor gekozen huid - wapening toe te passen om afspatten van beton te voorkomen. Funderingspoer Voor de funderingspoer is, net als bij de on - derslagbalk, gekozen om met de gedrongen liggertheorie de wapening te bepalen. Bij een dikte van 1,8 m resulteerde dit in een dubbele laag Ø25-120 aan de onderzijde. In tegenstelling tot de onderslagbalk zijn in de funderingspoer wel dwarskrachtbeugels benodigd. Op basis van een geavanceerde berekening zijn voor- spellingen gedaan voor het gefaseerd leggen van de liggers CEMENT 5 2019 ?27 26? CEMENT 5 2019 Toekomstbestendig vervoersknooppunt 1 Uitvoeringsaspecten Het project kende een aantal flinke uitdagin- gen in de uitvoering. Plaatsing liggers In de fasering werden eerst de langste liggers over de A12 geplaatst. Dit resulteerde in een aanzienlijk excentrische belasting op de por- taalconstructie (onderslagbalk). De vraag was hoeveel het steunpunt tijdens het leggen van de liggers vervormde en of dat te zijner tijd (na ca. 3 maanden) zou worden gecompen - seerd door het leggen van de overige velden. Op basis van een geavanceerde berekening met onder- en bovengrenzen voor beddin - gen, puntveren en betonstijfheden zijn voor- spellingen gedaan voor het gefaseerd leggen van de liggers. Op basis van deze berekening zou de maximale horizontale verplaatsing tussen circa 20 en 40 mm liggen (fig. 16). Uit- eindelijk is er een maximale horizontale ver- plaatsing van 15 mm gemeten. Onderslagbalken Vanwege de vorm van de onderslagbalk is deze in twee fasen gestort. Eerst de onderflens en daarna het lijf. Het bleek nodig om koeling tijdens de uitvoering van deze balken toe te passen. De belangrijkste rede- nen hiervoor waren: de grote lengte onderslagbalk (46 m) en dus vervorming door temperatuureffecten. En daarmee een opgelegde vervorming voor de kolommen; de hoge betonsterkteklasse en dus een hoge hydratatiewarmte; het tijdstip van storten (zomer). Zonder koelen zouden de betontempera - turen tijdens verharden oplopen tot circa 90 °C. De hieruit volgende verkortingen bij afkoelen zouden een ontoelaatbare oplegde vervorming in de randkolommen veroorza - ken. Door het koelen van het beton bleven de temperaturen beperkt tot circa 40 °C (fig. 17). Als gevolg van de koeling was er geen extra wapening nodig om de scheurwijdte te beperken. Er zijn ook andere stortfaseringen be- schouwd, maar die leverden uitvoerings- technisch problemen op. Clashes wapening De hoge wapeningsconcentraties in de ko- lommen en de onderslagbalken, in combina - tie met de koelingsbuizen, zorgden voor de nodige clashes en uitvoeringsissues. Door in een vroegtijdig stadium de vlechter bij het project te betrekken en op zeer gedetailleerd niveau uitzoekwerk te verrichten, zijn de vlechtwerkzaamheden tijdens de bouw voor- spoedig verlopen (foto 18). Samenwerking Dankzij de goede samenwerking van de be- trokken partijen was het mogelijk binnen een periode van twee jaar een compleet sta - tion te realiseren. Met name door de proac- tieve houding van eenieder is het gelukt om in een korte periode de complexe vraagstuk - ken op te lossen en een prachtige constructie uit het weiland op te trekken. Een voorbeeld van deze samenwerking is de spoedige uit- werking van een alternatieve fundatie van steunpunt as 4 in verband met de aanvanke- lijk onbekende aanwezigheid van hoogspan - ningskabels (fig. 19). Met de opening van deze nieuwe in - fra-hub in mei 2019 is het infranet van de randstad weer wat verder verweven. 18 19 Een voorbeeld van de samenwerking is de spoedige uitwerking van een alternatieve fundatie van steunpunt as 4 in verband met de aanwezigheid van hoogspanningskabels 16 Berekende horizontale verplaatsingen steunpunten tijdens plaatsing kokerliggers 17 Temperatuurverloop onderslagbalk 18 Vlechtwerk VIDEO Van de uitvoering zijn enkele timelapse video's beschikbaar. Onder andere over het inbren- gen van de palen, de productie en uitvoering van de voorge- spannen liggers, de realisatie van de steunpunten, de plaat- sing van het prefab perron en het storten van de druklagen. Deze video's zijn terug te zien op www.youtube.com/ watch?v=q96pLSN3bK8. 16 17 19 CEMENT 5 2019 ?29 28? CEMENT 5 2019