'Maanlanding' achter station Amsterdam Centraal IJboulevard (1): Ontwerp van de fietsenstalling 1 Inrijden afzinkelement van kade op ponton, foto: Van Hattum en Blankevoort 1 6? CEMENT 1 20 23 Project IJboulevard is een samen- voeging van diverse ontwikkelin- gen aan de IJ-zijde van station Amsterdam Centraal, die worden gerealiseerd op het grensvlak van de De Ruijterkade en het IJ. Hieronder vallen onder andere een fietsen- stalling, een aanvaarbescherming, de inrich - ting van de kade en de pontaanlandingen. In 2015 heeft gemeente Amsterdam beslo- ten deze onderdelen te integreren tot één samenhangend project onder de noemer IJboulevard. Aanleiding voor het project was het aanleggen van een nieuwe aanvaarbescher- ming om de Noord/Zuidlijn, de kapspanten van het station en de achterliggende Michiel de Ruijtertunnel voldoende te beschermen tegen een calamiteitaanvaring vanaf het IJ (fig. 2 en 3). Gedurende de planfase besloten ge- meente en stakeholders om ook de fietsen- stallingsproblematiek achter het station aan te pakken. Dit heeft geleid tot het bouwen van een onder water gelegen fietsenstalling tussen de De Ruijterkade en de nieuw aan te leggen aanvaarbescherming (fig. 3). In het project is tevens de niet afge- bouwde bouwkuip aan de oostzijde van het station geïntegreerd (het zogenoemde Water- plein Oost, fig. 2), zodat deze deel uit kan maken van de aanvaarbescherming. De fiet- senstalling en de aanvaarbescherming wor- den zodanig ingepast in de openbare ruimte, dat het dak van de stalling en de vlonder op de aanvaarbescherming als boulevard zullen worden gebruikt. In dit artikel wordt het ontwerp van de fietsenstalling toegelicht. Aanleiding en functie fietsenstalling Bij het station is een schrijnend tekort aan fietsenstallingen. In de situatie voor de stal- ling werden fietsen gestald op het fietsplat- form aan de westkant en op de voormalige fietspont direct achter het station (fig. 2). De inrichting van deze stallingen oogde erg rommelig. De nieuwe fietsenstalling vervangt deze twee stallingen en creëert ruimte om de fietsen onder water te stallen. Hierdoor kan het dak van de fietsenstalling worden ingericht als boulevard met vrij zicht over het IJ. De nieuwe fietsenstalling heeft een capaciteit voor ruim 4000 fietsen. Randvoorwaarden Met een lengte van 238 m, een verlopende breedte van 17 m in het midden en 24 m aan de uiteinden, oogt de fietsenstalling behoor- lijk slank (fig. 4a). De kromming aan de noordzijde wordt gedicteerd door de vorm van het IJ en de vaarroute van de schepen. Door de langgerekte vorm zijn vier entrees noodzakelijk en twee beheerdersruimtes. De vereiste vrije ruimte tussen de fiet- senstalling en de bestaande omgevingsob- jecten (Pier 10 en de De Ruijterkade) is ten- minste 300 mm. Daarnaast moet de totale constructie aan de noordzijde buiten de PROJECTGEGEVENS project IJboulevard opdrachtgever Verkeer Openbare Ruimte, gemeente Amsterdam opdrachtnemer Van Hattum en Blankevoort architect VenhoevenCS ontwerp Van Hattum en Blankevoort detailengineering Van Hattum en Blankevoort, Wagemaker en Knüwer Bouwadvies engineering en levering staalvezel beton NV Bekaert brandveiligheid SGS Floriaanoplevering februari 2023 Aan de De Ruijterkade in Amsterdam, achter het station Amsterdam Centraal, is de realisatie van de IJ boulevard gereed. Een van de onderdelen van dit bijzondere project is een fietsenstalling. Bepalend in het ontwerpconcept van deze fietsenstalling was het volledig beheersen van de toprisico's. Dit heeft geleid tot een out-of-the-box-ontwerp, waarbij precisiewerk nodig was om de constructie op een complexe stedelijke locatie te realiseren. CEMENT 1 2023 ?7 2 Bestaande situatie projectlocatie IJboulevard, foto: Jannes Linders, © Benthem Crouwel Architects3 Impressie IJboulevard, bron: VenhoevenCS 2 IR. ROEDER SEWGOBIND Sr. Ontwerpleider Van Hattum en Blankevoort IR. SANDER DEN HERTOG Hoofdconstructeur Van Hattum en Blankevoort IR. MARC ROMANS HoofdconstructeurVan Hattum en Blankevoort ING. ERIK DE ROOIJ PMSE Constructeur Wagemaker auteurs 1) station Amsterdam Centraal fietsplatform De Ruijterkade Waterplein Oost Pier 10 fietspont locatie zinktunnel Noord/Zuidlijn 3 1) Aan dit artikel hebben behalve de genoemde auteurs bijgedragen: ir. Sandro Castellani (Specialist Geotechniek, Van Hattum en Blankevoort) en ing. Jaap van Vliet (Sr. Modelleur, Van Hattum en Blankevoort) 8? CEMENT 1 20 23 veiligheidsgrens van de scheepvaart blijven. Deze randvoorwaarden, samen met de te realiseren capaciteit van de stalling én het verlopende bodemprofiel, zorgden voor strenge toleranties aan de geometrie in de ontwerp- en uitvoeringsfase (fig. 5).Ondanks een veranderlijke belasting op het dak van 10 kN/m² en een permanente waterdruk tegen de onderzijde van de vloer van minimaal 44 kN/m², is voldaan aan de voorwaarde om de ruimte in de fietsenstal- ling vrij van kolommen te houden. Alleen ter plaatse van de toegangssparingen zijn enkele kolommen noodzakelijk. Deze zijn uit het zicht gehaald door ze te integreren in de wanden onder de trappen. Door het kolom- loze ontwerp is de ruimte vrij indeelbaar en daarmee toekomstvast. Met een inwendige vrije hoogte van 3,5 m geeft dit kolomloze ontwerp bovendien een adembenemende ruimtelijke uitstraling aan de fietsenstalling (foto 6). Vervormingseisen De fietsenstalling is gerealiseerd in een complexe omgeving: direct tegen het station Amsterdam Centraal aan en midden in het druk bevaren IJ. Daarnaast overkluist de fietsenstalling halverwege de Noord/Zuidlijn- tunnel. Omdat deformaties van de onder- grond tijdens de bouw- en gebruiksfase van de fietsenstalling zouden kunnen leiden tot een onveilige situatie in de tunnel, zijn door de opdrachtgever strenge eisen gesteld aan de toelaatbare vervormingen van de tunnel. Deze zijn maximaal 6 mm, waarbij er een relatie is tussen de verticale- en horizontale verplaatsing loodrecht op de tunnelas (fig. 7). Deze eisen gelden voor een periode van 100 jaar en zijn inclusief de beïnvloeding door een eventuele aanvaring van de aanvaarbe- scherming. Ook voor de vervorming van de kapspanten van het station, die aan de zijde van de De Ruijterkade op een kistdam zijn gefundeerd, zijn door de opdrachtgever strenge eisen gesteld. Zo mogen de verticale en horizontale verplaatsingen maximaal respectievelijk 50 mm en 30 mm bedragen gedurende een periode van 100 jaar. Voor de verschilverplaatsing tussen twee kap- spanten geldt een maximum van 10 mm (fig. 8). 4 Bovenaanzicht (a) en langsdoorsnede (b) fietsenstalling Ondanks de grote belasting op het dak en een permanente waterdruk tegen de onderzijde van de vloer, is de fietsenstalling vrij van kolom - men gehouden 4a 4b CEMENT 1 2023 ?9 5 6 5 Dwarsdoorsnede fietsenstalling en aanvaarbescherming met de randvoorwaarden6 Binnenzijde fietsenstalling, zonder kolommen, foto: Van Hattum en Blankevoort Onvoorziene zaken in de ondergrond De projectlocatie kenmerkt zich door diverse ontwikkelingen in de tijd. Zo lag op de pro- jectlocatie tot eind 19e eeuw het historische haven- en watergebied van Amsterdam, waarna het Stationseiland is aangelegd. Hierbij zijn toen veel objecten verwijderd (onder andere 14 steigers/vingerpieren). Niet bekend is of er eventueel restanten in de ondergrond zijn achtergebleven. De mo- gelijkheid dat er delen van deze constructies in de ondergrond konden worden aangetrof- fen, was een belangrijk uitgangspunt voor het ontwerp en uitvoering van de fietsen- stalling. Ontwerpuitgangspunten en het referentieontwerp 1?Tijdens de bouw én in de gebruikssituatie van de objecten mogen de vervormingseisen van de Noord/Zuidlijn-tunnel niet worden overschreden. 2? Bij het uitvoeren van het project én in de ge- bruikssituatie mogen de vervormingseisen v an de kapspanten niet worden overschreden. 3?De fietsenstalling moet ook na een aanva- ring veilig zijn functie kunnen vervullen. 4?Onvoorziene zaken in de ondergrond kun- nen de ontwerp- en uitvoeringsplannen ne- gatief beïnvloeden, waardoor projectkosten kunnen stijgen en vertragingen kunnen ont- staan. 10? CEMENT 1 20 23 Naast bovenstaande uitgangspunten moest worden voldaan aan onderstaande eisen: Duurzaamheid: minimale milieu-impact in de ontwerpfase ten aanzien van hoeveelheid toegepaste materialen en in de uitvoerings- fase ten aanzien van milieuvriendelijk bou- wen (zie artikel 'Duurzaamheid leidend bij IJboulevard' uit Cement 2021/3). Minimale omgevingshinder: uitvoerings- plannen moeten passen binnen de vereiste BLVC-kaders (Bereikbaarheid, Leefbaarheid, Veiligheid en Communicatie) (zie artikel 'Hoe risicobeheersing leidt tot innovatieve oplossing' uit Betoniek Vakblad 2022/2). Het referentieontwerp voorzag in een geïnte - greerde fietsenstalling en aanvaarbescherming ( fig. 9), gefundeerd op ruim 150 trillingsvrije buispalen. Deze constructie zou worden opge - bouwd uit tien elementen van circa 23 m lang, w aardoor negen voegconstructies nodig zou - den zijn. Voor de bouw was uitgegaan van het toepassen van een bouwkuip. Risicobeheersend ontwerpen In een intensief aanbestedingstraject is het referentieontwerp dusdanig geoptimaliseerd dat niet alleen de toprisico's volledig zijn beheerst, maar ook is voldaan aan de eisen met betrekking tot duurzaamheid en mini- male omgevingshinder. Het aanbiedingsont- werp is zonder enige aanpassing een-op-een in uitvoering gebracht. Na een diepgaande technische analyse van de risico's, was in de pre-kwalificatie - f ase al besloten om de fietsenstalling en de aanvaarbescherming constructief te ont- koppelen (fig. 5). De ruimte tussen beide constructies is daarbij zodanig gekozen, dat bij een aanvaring altijd 500 mm vrije ruimte (ontwerpuitgangspunt/robuustheid) overblijft en de stalling daardoor nooit wordt geraakt. Deze ontkoppeling leidt niet alleen tot een duidelijke krachtsafdracht, maar zorgt er ook voor dat de constructieve veiligheid én de functionaliteit van de fiet- senstalling bij een aanvaring gewaarborgd zijn. Hiermee wordt risico R3 volledig be- heerst. Daarnaast was het onmiskenbaar dat de interactie met de ondergrond en de omge- ving sterk moest worden beperkt. Dat was de reden om het aantal funderingspalen en de paalbelastingen te minimaliseren en de afstand tussen de palen en de omgevings- objecten te vergroten. Immers: 1 H et inbrengen van funderingselementen (palen/damwanden) in de ondergrond ver- groot het risico op negatieve beïnvloeding van omgevingsobjecten. 2 N egatieve beïnvloeding van de omge- vingsobjecten kan worden beheerst door afstand te creëren tussen de funderingspalen en de omgevingsobjecten. 3 Reductie van paalbelasting werkt risico- verlagend t.a.v. vervormingen. 4 Minder funderingselementen verkleint het risico op het stuiten op onvoorziene objecten in de ondergrond. 7 Door de opdrachtgever zijn strenge eisen gesteld aan de toelaatbare vervormingen van de Noord/ Zuidlijn-tunnel en de kapspanten 7 Additionele vervormingseisen Noord/Zuidlijn-tunnel t.o.v. de nulmeting: (A) vervormingsgebied conform eis, (B) zelf opgelegde vervormings- gebied. De blauw e stip geeft de berekende waarden aan van het definitief ontwerp; gemeten waarden tijdens bouw van de fietsenstalling vielen binnen gebied B?8 Additionele vervormingseisen kapspanten op de De Ruijterkade t.o.v. de nulmeting: (A) vervormingsgebied conform eis, (B) zelf opgelegde vervormings gebied. De blauw e stip geeft de berekende waarden aan van het definitief ontwerp; gemeten waarden tijdens bouw fietsenstalling vielen binnen gebied B 8 CEMENT 1 2023 ?11 5 Minder funderingselementen verkleint het aantal uitvoeringshandelingen op de bouwlocatie en daarmee ook het aantal po- tentieel onveilige situaties. Bovenstaande inzichten hebben geleid tot een aantal wijzigingen ten opzichte van het referentieontwerp: a Er is geen bouwkuip gemaakt. De fietsen- stalling is op een voorbouwlocatie voorbereid en getransporteerd naar de bouwlocatie en vervolgens afgezonken op de reeds aange- brachte palen. Deze keuze had als voordeel dat zoveel mogelijk bouwactiviteiten op de voorbouwlocatie kon worden uitgevoerd en daardoor de hinder voor de omgeving kon worden beperkt (zie eerder genoemde Betoniek-artikel). b De af stand tussen de palen en de kistdam is verruimd van 2 m naar 4,5 m. c De af stand tussen de palen en de Noord/ Zuidlijn-tunnel is vergroot van 4 m naar 18 m (de fietsenstalling overkluist de Noord/Zuid- lijn-tunnel, fig. 4). d H et gewicht van de fietsenstalling is geop- timaliseerd door het dak uit te voeren met stalen liggers met een betonnen druklaag en door de (inwendige) hoogtemaat van de stal- ling te balanceren met de opwaartse water- druk. Hierdoor was het mogelijk het aantal buispalen te reduceren van 150 naar 72 stuks. Door de grotere h.o.h.-afstanden van de palen was het mogelijk een flexibiliteitszone in te bouwen in de vloer van de fietsenstalling, waarbinnen de palen eventueel verschoven konden worden bij het tegenkomen van een obstakel in de ondergrond. e H et aantal afzinkelementen is van tien naar drie teruggebracht. Hierdoor is het aantal voegconstructies teruggebracht van negen naar twee, waardoor de kans op mogelijke lekkages sterk is gereduceerd. Met het geoptimaliseerde ontwerp- en uit- voeringsplan (fig. 4 en 5) is ruim voldaan aan de vervormingseisen (risico's R1 en R2). De ontkoppeling van de fietsenstalling en de aanvaarbescherming heeft geleid tot het volledig beheersen van risico R3. Door het reduceren van het aantal palen samen met de flexibiliteitzone is het risico op obstakels volledig beheerst (risico R4). Het minimale materiaalverbruik heeft sterk bijgedragen aan de duurzaamheidseisen en heeft de gekozen uitvoeringsmethode de omgevings- hinder significant vermindert. Overwogen varianten? Varianten om de fietsenstalling volledig als een drijvend object uit te voeren of op staal te funderen, bleken onder gegeven omstandigheden technisch en financieel niet aantrekkelijk te zijn. Echter, in het gekozen ontwerp is de constructie nagenoeg drijvend bij permanente belasting 9 9 Referentieontwerp fietsenstalling en aanvaarbescherming geïntegreerd 12? CEMENT 1 20 23 in de gebruikssituatie. Er heerst dan een funderingsdruk op paalkopniveau van circa 1 kPa. In extreme omstandigheden treden in de palen wel forse druk- en trekkrachten op. Definitief constructief ontwerp In het definitieve ontwerp is de fietsenstal- ling in drie afzinkelementen opgesplitst (element West 90 m, element Noord/Zuidlijn 71 m en element Oost 77 m), waarbij het middelste element de Noord/Zuidlijn over- kluist. Tussen de elementen is een dilatatie- voeg aanwezig, waardoor de elementen onafhankelijk van elkaar kunnen vervormen (fig. 4). Een vulling in de voegconstructies zorgt ervoor dat wel drukkrachten van het ene op het andere element kunnen worden overgebracht (fig. 10). De vloer en wanden zijn uitgevoerd in gewapend beton en op de voorbouwlocatie is op de wanden een staal- betonnen dak aangebracht. Het dak bestaat uit stalen hoofdliggers (HEB700/800/900) waarop een geprofileerde stalen plaat en een betonnen druklaag is toegepast. De druklaag en de liggers zijn ge- koppeld door middel van stiftdeuvels. De stalen plaat fungeert als bekisting voor de betonnen druklaag. Alle stalen hoofdliggers zijn ter plaatse van inkassingen in de wanden op rubberen oplegblokken opgelegd (foto 11). Bij de elementen West en Oost is aan de uiteinden van de hoofdliggers een stalen balk (HEB200) aanwezig die dient als trek- verbinding (fig. 12). Deze neemt de horizon- tale kracht op die door het circa 3,5 m lange overstek van de vloer/wanden ten opzichte van de palenrijen ontstaan (fig. 5). De betonnen druklaag kon hierdoor los van de wanden worden gehouden (fig. 13), waar- door de inwendige krachten in het dek beperkt bleven en deze licht kon worden uitgevoerd. Omdat de elementen West en Oost over de gehele lengte op palen zijn gefundeerd, was een integrale verbinding Het referentie- ontwerp is dusdanig geop- timaliseerd dat de vier toprisico's volledig zijn beheerst en is voldaan aan eisen met betrekking tot duurzaamheid en omgevings- hinder 11 10 10 Voegconstructie in de vloer tussen twee elementen 11 (A) stijlen voor de kopschot, (B) dakliggers met stiftdeuvels, (C) wapening op de geprofileerde stalen plaat, (D) gestorte dek en (E) oplegdetail ligger/wand, foto: Van Hattum en Blankevoort A B C E D CEMENT 1 2023 ?13 dak/wand bij deze elementen niet nodig.Ter plaatse van het element Noord/ Zuidlijn is wel gekozen voor een integrale verbinding tussen het dak en de wanden (fig. 14). Dit aangezien dit element alleen aan de uiteinden op palen is gefundeerd (fig. 4) en zich daardoor als een koker v ormige brug- constructie gedraagt. Op deze wijze kan het dak fungeren als een op druk of trek belaste bovenflens van een koker v ormige element. Slim beheersen van scheurvorming? Het voorkomen van watervoerende scheuren in de betonconstructie in de transport- en eindfase was een belangrijk aandachtspunt. Om de scheurwijdte in de constructie te beheersen is met name in de wanden een combinatie van traditionele wapening en staalvezels toegepast (type DRAMIX 5D 65/60GG). Door het toevoegen van 25 kg staalvezels per m³ beton was aanzienlijk minder langswapening nodig en kon de maximaal optredende scheurwijdte worden teruggebracht van 0,2 mm tot 0,12 mm. In de veelal maatgevende transportfase zijn dan ook geen noemenswaardige scheuren Resultaten uit een 3D-model en een langs- krachtenanalyse komen samen in de uitwerking van de paal/ vloer verbinding 12 Oplegdetail en trekverbinding bij de elementen West en Oost 13 Oplegdetail dak op wand bij de elementen West en Oost trekverbinding betonnen dak afwerking hoofdligger oplegging hoofdligger betonnen wand 12 13 14? CEMENT 1 20 23 opgetreden. De reductie van de traditionele wapening had ook een gunstig effect op de duurzaamheidseisen. Flexibiliteitszones? De afzinkelementen zijn grotendeels voor het aanbrengen van de palen voorgebouwd. Zoals eerder benoemd, is door het aanbrengen van flexibiliteitszones in de vloer rekening gehouden met afwij- kende paalposities. Om de krachten uit de afwijkende paalposities op te kunnen van - gen, is in deze zones extra wapening (o.a. T-head-staven) aangebracht. In de bouwfase is dit in een aantal gevallen nodig gebleken. Rekenmodellen en krachtswerking Voor het bepalen van de verticale paalreac- ties en de krachtswerking in de vloer, de wanden en de liggers van het dak, is per element een 3D-rekenmodel opgesteld in SCIA-engineer. Door de relatief grote lengte van de afzinkelementen hebben opgelegde vervormingen ten gevolge van krimp en temperatuurwisselingen veel invloed gehad op de krachtswerking. In het horizontale vlak zijn de vervormingen daarom bepaald op basis van een langskrachtenanalyse, waar- in de palen en afzinkelementen gemodel- leerd zijn als staafelementen. Ten opzichte van de 3D-modellen geeft deze vereenvou- digde modellering snel inzicht in de onder- linge voegvervormingen tussen de elementen en de vervormingen van en krachtswerking in de palen. De resultaten uit het 3D-model en de langskrachtenanalyse komen samen in de uitwerking van de paal/vloer-verbinding. Met de verticale reacties uit het 3D-model is de invloed van tweede-orde-effecten in rekening gebracht op de vervormingen en krachten die volgen uit de langskrachten- analyse. Verbinding palen Voor de belastingoverdracht tussen afzink- elementen en palen is gekozen voor schar- nierende verbindingen (fig. 15 en fig. 16). Dit vereenvoudigt niet alleen de krachtswerking in de verbinding (geen buigende momenten), maar ook de totale uitvoering (zie ook eer- der genoemd Betoniek-artikel). Door het be- perkte eigen gewicht van de elementen en de opwaartse waterdruk is de verticale paal- reactie, afhankelijk van de belastingcombi- natie, een normaaltrek- of drukkracht. Bij een drukkracht rusten de elementen op de permanente oplegblokken op de bovenzijde van de palen. Trekkrachten worden overge- dragen door GEWI-ankers (korte GEWI- staven met schroefdraad en ankerplaten), die zijn voorgespannen om te voorkomen dat de elementen bij een opwaartse belasting los- komen van de oplegblokken. De afdracht van deze normaalkrachten naar de buispalen vindt plaats via een gewapende betonprop en stalen ringen (zogenoemde knaggen) die gelast zijn aan de binnenkant van de buis- paal (fig. 16). 14 Monoliete verbinding dak/wand van het element Noord/Zuidlijn MEER IN CEMENT E N BETONIEK Zowel in Cement als in Betoniek is eerder een artikel verschenen over het project IJboulevard: 'Duurzaamheid leidend bij IJboulevard' uit Cement 2021/3; 'Hoe risicobeheersing leidt tot innovatieve oplossing' uit Betoniek Vakblad 2022/2. In twee vervolgartikelen in Cement wordt ingegaan op het ontwerp van de aanvaarbe- scherming en op de uitvoering. 14 CEMENT 1 2023 ?15 De maatgevende horizontale dwars- kracht in de verbinding volgt uit de vervor- mingen van de elementen die door de zijde- lings gesteunde palen worden verhinderd, en door de waterdruk tegen de uiteinden van de buitenste elementen. Deze dwarskrachten worden op de palen overgedragen door koker- vormige stalen doken. In deze doken zijn de GEWI-staven opgenomen, die daarin vrij kunnen transleren. De optredende hoekverdraaiingen tussen onderzijde afzinkelement en boven- zijde palen zijn bij de uitwerking van de dook, het GEWI-anker en het oplegblok in rekening gebracht. Door de buigstijfheid van deze drie onderdelen samen, is de verbin- ding in werkelijkheid niet zuiver scharnie- rend en treedt er in deze onderdelen enige momentwerking op. Dit heeft geleid tot een iteratief rekenproces om de drie onderdelen te dimensioneren. Globale uitvoeringsmethode Zoals eerder is aangegeven, zijn de drie afzinkelementen geprefabriceerd op een voorbouwlocatie (Westelijke havengebied, Amsterdam). Na productie zijn de elemen- ten op een afzinkponton gereden (foto 1), te water gelaten, naar de bouwlocatie aan de De Ruijterkade gevaren en vervolgens afge- zonken op de reeds aangebrachte funderings- palen. Nadat de aansluiting paal en onder- kant vloer waterdicht was, is de definitieve paalverbinding gerealiseerd. Vervolgens zijn de voegconstructies aangebracht. Invloed van de transportfase op de afzinkelementen De vier maatgevende stappen tijdens het transporteren van de afzinkelementen zijn weergegeven in figuur 17 (zie ook eerder ge- noemd Betoniek-artikel). Elke transportstap is een belastingsituatie waarop de afzinkele- 15 Doorsnede fietsenstalling t.p.v. mootvoeg: (A) de De Ruijterkade, (B) druklaag dak, (C) stalen dakliggers, (D) wand, (E) vloer, (F) mootvoeg, (G) paalverbinding, (H) bekisting voor mootvoeg en (I) voegvulling PE-HD 16 Paalkopdetail fietsenstalling 15 16 16? CEMENT 1 20 23 menten zijn getoetst. In het nu volgende zijn de bijzonderheden bij deze vier stappen be- noemd: STAP 1: Afzinkelementen transporteren van de voorbouwlocatie naar het afzinkponton Bij de eerste stap, waarbij de afzinkelemen- ten met SPMT's (zelfrijdende voertuigen) werden vervoerd van de voorbouwlocatie naar het afzinkponton, waren de torsie- krachten (wringing) in de constructie maat- gevend. De afzinkelementen West en Oost hebben een asymmetrische vorm, waarbij wanden en dak zoals gezegd niet monoliet verbonden zijn. Hierdoor liggen de buig- en torsiestijfheden van de elementen lager dan bij een symmetrische kokervormige door- snede, zoals bij het Noord/Zuidlijn-element het geval is. Dit zorgde ervoor dat bij het oppakken deze elementen om de lengteas tordeerden. Bij het Noord/Zuidlijn-element waren de vervormingen door de nagenoeg symmetrische vorm en kokervormige door- snede veel kleiner. STAP 2: Rijden van de afzinkelementen op het afzinkponton? De tweede stap, waarbij de afzinkelementen ingereden werden op het afzinkponton (foto 1), was kritiek voor de betonnen constructie vanwege de vervor- mingsinteractie tussen constructie en pon- ton. De elementen mochten geen watervoe- rende scheuren vertonen, maar ook het ponton moest stabiel blijven. Door de ge- deeltelijk gevulde ballasttanks van het pon- ton lag het ponton initieel in langsrichting hol of bol en lagen daardoor de opleggingen voor de afzinkelementen op het ponton niet op dezelfde hoogte. Bij het inrijden van de elementen op het ponton was deze situatie een opgelegde vervorming voor het betref- fende element. Bij het verder ballasten van het ponton veranderden de vervormingen van het ponton voortdurend. Deze vervor- mingen moesten binnen de opneembare deformaties van de elementen blijven. Voor het afzinkelement Noord/Zuidlijn was deze stap het meest kritiek. Door de kokervorm is dit element relatief stijf waardoor een op- gelegde vervorming meer impact heeft op de interne krachtswerking. STAP 3: Ponton laten afzinken en de afzinkelementen laten drijven? In de derde stap werd het ponton afgezonken en door de opwaartse waterdruk kwamen de elementen los van de opleggingen en gingen vervolgens drijven. Om tijdens het varen van de elemen - ten naar de bouwlocatie deze nagenoeg hori- zontaal te houden, is de asymmetrische lig- ging van het zwaartepunt van de elementen g ecorrigeerd door het plaatsen van ballast (big bags, foto 18) op de vloer van de elemen - ten. Om de stabiliteit van de elementen tij- dens het varen te waarborgen, is onder an- dere de invloed van golfslag in rekening g ebracht. Hierbij is lokaal in het midden of aan beide uiteinden een hogere waterdruk tegen de bodem in rekening gebracht. STAP 4: Afzinken van de elementen op de funderingspalen? In de vierde stap, waarbij de elementen werden afgezonken op de palen, was extra ballast in de elementen geplaatst. Daarnaast werden de watertanks op het dak van de elementen gevuld met water. Een be- langrijke randvoorwaarde hierbij was dat de elementen gelijkmatig zouden zakken en landen op de palen. Nadat de elementen op de palen waren geland, is om voldoende 17 Maatgevende stappen tijdens het transporteren van de elementen 17 CEMENT 1 2023 ?17 druk te houden op de tijdelijke waterafdich- tende opleggingen ('de donut-opleggingen', fig. 15) meer ballast in de vorm van big bags aangebracht in de elementen. Met niet-line- aire rekenmodellen is onderzocht waar de big bags moesten worden geplaatst om op alle opleggingen voldoende druk te houden. Daarbij is rekening gehouden met een ver- schil in oplegniveau van +/- 10 mm. Om zeker te zijn van een waterdichte aansluiting én om overbelasting van palen te voorkomen, waren de bouwtoleranties voor het afwerk- niveau van de opleggingen en afwerking van de onderkant van de vloer gesteld op +/- 2,5 mm. Stap vier was de meest spannende stap in het bouwproces, omdat een water- dichte aansluiting noodzakelijk was om de paal/vloer-verbinding te realiseren conform plan.Ook deze stap is met het noodzakelijke precisiewerk heel goed verlopen. Het plaatsen van de elementen op de palen werd daarom gezien als een 'maanlanding' in het IJ achter station Amsterdam Centraal. De transportfase vroeg om een intensieve samenwerking tussen het ontwerp- en uit- voeringsteam. Door continue afstemming is de bandbreedte bepaald waarbinnen het proces gecontroleerd kon plaatsvinden. Dit heeft ertoe geleid dat het transporteren en afzinken van de elementen binnen de gestel- de tijd en bandbreedte is verlopen. Out-of-the-box-ideeën Door vroeg in het aanbestedingstraject de risico's goed te doorgronden én inhoudelijke verdiepingsslagen met de juiste specialisten te maken, is het mogelijk geweest om met out-of-the-box-ideeën en durf de risico's van het project volledig te beheersen. Na de aan- bestedingsfase is de focus van het ontwerp- en uitvoeringsteam op het plan ongewijzigd gebleven. Dit heeft ertoe geleid dat de afzink- elementen van de fietsenstalling zonder schade, binnen de vereiste toleranties, tijdig op de funderingspalen konden worden ge- plaatst voor verdere afbouw. Het project IJboulevard is in februari 2023 opgeleverd. 18 18 Ballast op de vloer van de afzinkelementen, in de vorm van met grind gevulde big bags, foto: Van Hattum en Blankevoort 18? CEMENT 1 20 23