GROTE HOEVEELHEID BIJZONDERE ONDERSTEUNINGSOPLOSSINGEN VOOR NIEUWE FLY-OVERS IN DEELPROJECT LINKEROEVER De Oosterweelverbinding is misschien wel het grootste project dat momenteel in Europa in uitvoering is. Het project bevat een grote variëteit aan bouwwerken, van kleine bruggetjes en gebouwen tot een 1,8 km lange tunnel. Opvallend zijn de enorme y-overs in knooppunt Antwerpen-West. Voor de engineers van de ondersteunings- constructies hebben die de nodige hoofdbrekens gekost. Oosterweelverbinding ondersteund ondersteund 1 Enorme hoeveelheid ondersteuningsconstructies onder dek van een fl y-over, bron foto's: Safe M et de Oosterweelverbinding wordt de Antwerpse Ring, de R1, aan de noord- kant volledig rond gemaakt. Er komt een nieuwe snelwegtunnel onder de Schelde. Deze verbindt de Linkeroever en Rechteroever aan de noordkant van de stad. Het nieuwe Oosterweelknooppunt verbindt de Schelde- tunnel met de Kanaaltunnels onder het Albert- kanaal die weer aansluiten op de bestaande ring. Het project is onder verdeeld in verschil- lend deelprojecten (zie kader 'Deelprojecten (loten) Oosterweelverbinding' en fi g. 2). Momenteel wordt volop gebouwd aan de Linkeroever. KUNSTWERKEN Het deelproject Linkeroever bestaat uit het compacter maken van het knooppunt Antwerpen- West, waardoor meer ruimte ontstaat voor natuurontwikkeling, en het aanleggen van circa zestig kunstwerken. Dit zijn onder meer fauna- passages, fi etsbruggen en -tunneltjes, onderdoor- PROJECTGEGEVENS Project Oosterweelverbinding Antwerpen ? Linkeroever Projectonderdeel Knoop Antwerpen-West ? Zwijndrecht Opdrachtgever Lantis Opdrachtnemer THV Civiel Linkeroever (Artes ? CIT Blaton ? Mobilis), onderdeel van het consortium Rinkoniên Ondersteuningsconstructies Safe Voorspanning Tensa 4 VAKBL AD 4 2022 Auteur Ronald van Gils, Safe BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 4BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 4 19-12-22 10:2319-12-22 10:23 Oosterweelverbinding ondersteund ondersteund gangen, waterkelders, trafogebouwtjes, een zogenoemd recreaduct, een u-bak en het aanpassen van een leidingkoker. De meest opvallende kunstwerken zijn een P&R-gebouw en vijf fl y-overs. FLY-OVERS Het grootste deel van de fl y-overs bestaat uit kokerliggers (fi g. 3). De dekken liggen in dwars- richting onder een verkanting die varieert van ?2% tot +5% en lopen in langsrichting onder een hel- lend vlak op of af. De liggers zijn in verschillende fasen gestort. Eerst de onder vloer, dan de bui- tenwanden en de ribben en tot slot het dek. De fl y-overs worden deels in het veld en deels over een bestaande snelweg heen gebouwd. Dit artikel richt zich op de ondersteunings- constructies van de betre? ende kunstwerken. DEELPROJECTEN (LOTEN) OOSTERWEELVERBINDING - Linkeroever ? Verbeterd stuk snelweg bij Zwijndrecht met betere en veiligere aan- sluitingen met de E17, de E34 en de Ring. - Scheldetunnel ? 1,8 km lange tunnel aan de noordkant van Antwerpen die verbinding maakt tussen Linkeroever en Rechteroever, en alternatief vormt om de Schelde te kruisen (naast de Kennedytunnel en Liefkenshoektunnel). - Oosterweelknooppunt ? Knooppunt aan het Noordkasteel dat ligt verzonken in het land- schap. Verbindt de Scheldetunnel met de Kanaaltunnels, en zorgt voor een recht- streekse verbinding van de Ring naar de haven en het Eilandje. - Kanaaltunnels ? Vier gestapelde tunnels op de bodem van het Albertkanaal die het Oosterweelknooppunt met de bestaande Ring bij Deurne en Merksem verbinden. De vier tunnelkokers starten aan het Amerika- dok en lopen onder het Albertkanaal. - R1-Noord ? Waarbij viaduct van Merksem wordt afgebroken en vervangen door een ingesleufde, dieperliggende Ring die deels wordt overkapt. Oosterweelknooppunt, de Kanaaltunnels en R1-Noord vormen samen de Rechteroever. 2 Overzicht deelprojecten Oosterweelverbinding, bron: Lantis 5 VAKBL AD 4 2022 BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 5BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 5 19-12-22 10:2319-12-22 10:23 ONDERSTEUNINGSCONSTRUCTIES De ondersteuningsconstructies voor het knoop- punt Antwerpen-West met kunstwerken K04, K06, K07, K19b, K27 en K31 zijn vooral bijzonder door de grote hoeveelheid. Het te ondersteunen betonopper vlak bedraagt circa 22.000 m 2 en het bekistingsopper vlak circa 25.000 m 2. Hier voor is in totaal 250.000 m 3 aan ondersteuning s- constructie ingezet uitgevoerd met het Poly- ondersteuningssysteem van Safe. Om flexibili- teit in de uitvoering te creëren, is op locatie een magazijn van 2000 m 2 ingericht. Extra voordeel hier van was het beperken van het transport en daarmee een reductie van de CO?-uitstoot. REPETITIE De ondersteuningsconstructies kenden naast de enorme omvang een aantal andere speci- fieke uitdagingen. Dit betrof onder meer de ondersteuning van de ter plaatse gestorte kokerliggers. De belasting uit de dekken moesten via de bekisting en onderslagbalken de ondersteuningsconstructie worden inge - leid. De verkanting van de dekken is gecreëerd door het plaatsen van de onderslagbalk in de schuinte van de dwarsdoorsnede (fig. 5) en scharnierende kopspindels (waardoor ze aan- sluiten op de schuinte van de onderslagbalk) die variërend zijn uitgedraaid. Het verloop in langsrichting is gecreëerd door de onderslag- balken in langsrichting op een andere hoogte te stellen. Op de posities waar het verloop in langsrichting te steil werd, waardoor ruimte ontstond boven de onderslagbalk, boden scheglatten op de onderslagbalk uitkomst. Onder de ribben was de belasting het grootst. Daar is de h.o.h.-afstand van het systeem verkleind (van 1 × h.o.h. 1800 mm naar 2 × h.o.h. 900 mm) (fig. 6). ONDERGROND De ondergrond waarop de ondersteunings - constructies staan, was bijna nergens recht en vlak (fig. 7). Op sommige plaatsen moest deels op overkluizingen (fig. 8) of op al gestorte betondekken worden afgesteund. Bijna elke stempel had daardoor een andere spindeluit - draai. De ondergrond is grotendeels voorzien van een bed puingranulaat. Om de optredende belasting uit de staanders (circa 85 kN) op te nemen, moest deze via een drukverdeler de ondergrond worden ingeleid. 3 Doorsnede dek fly-overs, bron: Bouwcombinatie Rinkoniên LO / Ney & Partners Hoofdaannemer dient zorg te dragen voor voldoende draagkrachtige ondergrond/ondervloer. In geval van onbeveiligde vloerrand moet aangelijnd gewerkt worden. Hiertoe inhaakvoorzieningen te tre?en. (b.v. instorten van haarspelden) Materieel / materiaal levering hoofdaannemer: - baddinghout en betonplex - stelconplaten - inhaakvoorzieningen De tussen haakjes geplaatste maten zijn afgeleide maten. Horizontaalkrachten aan de bovenkant van de ondersteuning/bekisting moeten via wanden en/of kolommen naar beneden worden afgevoerd. Wij hebben bij de uitwerking van deze (ontwerp-)tekening de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht.Aangezien SAFE BV de juistheid en volledigheid van de door opdrachtgever verstrekte informatie +20.952 4 Kokerligger 5 Dw arsdoorsnede kokerdek, de stempels onder de ribben staan in langsrichting korter op elkaar 6 VAKBL AD 4 2022 BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 6BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 6 19-12-22 10:2319-12-22 10:23 Omdat dit in de civiele bouw vaker aan de orde is, is gezocht naar een geschikte vernieuwende oplossing die meerdere keren kon worden ingezet. Hierbij zijn verschillende oplossingen onderzocht. Normaliter worden badding- slo? en toegepast. Die zijn echter onvoldoende drukvast en ze verweren wanneer ze te lang in het water liggen. Als alternatief is aanvankelijk een oplossing onderzocht met een gestorte, met kunststofvezels versterkte betontegel. Deze tegel is enkele centimeters dik en voor- zien van een hengsel ten behoeve van het verplaatsen. Om te bepalen of de tegels zouden voldoen, is een drukproef uitgevoerd. Hierbij zijn op een tijdelijke ondersteunings- constructie betonnen ballastblokken aangebracht, waarmee de hoogte van de belasting in de ondersteuningsconstructie en dus op de drukverdelers is gesimuleerd (foto 9). Helaas was de eerste proef geen succes; door de grove puinkorrel en daardoor grote piek- spanningen in de tegel scheurde de tegel al snel. Een mogelijke oplossing was om onder de tegel gestabiliseerd zand (met cement ver- mengd zand) aan te brengen, met als doel een vlakkere ondergrond en daarmee een beper- king van de piekspanningen. Ook daarmee werd niet het gewenste resultaat behaald.Uiteindelijk is in plaats van een betontegel gekozen voor een hardhouten slof (foto 10). Door meerdere slo? en te stapelen, kon de druk voldoende worden verdeeld. STABILITEIT Waar bij de meeste ondersteuningsconstruc- ties de stabiliteit wordt gewaarborgd door een juiste breedte-hoogteverhouding was dit op enkele plaatsen in het project niet het geval. Vanwege de slankheid ? een geringe breedte in combinatie met een hoogte tot wel 20 m ? was de stabiliteit niet vanzelfsprekend. Dit e? ect werd versterkt door de randkist van ongeveer 2,5 m hoog die als windvanger boven op de bekisting staat. Omdat geen of weinig vaste punten aanwezig waren (er is regelmatig gestart met opbouwen van de ondersteuning in het vrije veld), was verankeren niet mogelijk en moest de stabiliteit uit de constructie zelf 6 Bovenaanzicht ondersteuning. Vakmaat onder het reguliere dek is 1800 mm en vakmaat onder het dek met ribben is 900 + 900 mm 8 Ondersteuningsconstructie op overkluizing 7 In hoogte verlopende ondergrond 9 Drukproef met betonnen tegels 7 VAKBL AD 4 2022 BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 7BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 7 19-12-22 10:2319-12-22 10:23 komen. Uit rekenmodellen bleek dat de stabili- teit uit extra schoor verbanden kon worden gehaald (foto 11). CR ASHDECK Twee fl y-overs moesten over de bestaande snelweg heen worden gebouwd. De overspan- ning is gerealiseerd met zware stalen vak-werkspanten die in een buitendienststelling werden aangebracht. Om op deze spanten het dek te kunnen storten, is op de spanten een crashdeck (bescherming tegen vallen voor- werpen) aangebracht waarop een getimmerde vulkist zou komen. Dit crashdeck is in een volgende buitendienststelling gemonteerd. in overleg tussen de bouwcombinatie en Safe kwam er een alternatief; een crashdeck met daarop een ondersteuning met ministempels, korte stempels met een hoogte variërend van 300 tot 1000 mm. Dit bespaarde tijd en geld. Op de vakwerkspanten zijn stalen balken geplaatst in het ritme van de ondersteuning, waardoor een goede krachtsafdracht mogelijk was (foto 12). Op deze balken werden baddings vastgetrokken door middel van tiewraps. Daar haaks overheen werd weer baddinghout aan- gebracht, strak tegen elkaar zonder openingen ertussen, zodat er een werkvloer (crashdeck) ontstond. Na het aanbrengen van het leuning- 10 Toepassing met hardhouten slo? en werk rondom en een gewapende folie op de werkvloer was deze 'dicht'. Zo kon er worden gewerkt aan de ministempelconstructie op het crashdeck, terwijl het verkeer eronder door- gang kon vinden (foto 13). BEKISTING BOVEN PIJLERS Een andere uitdaging in de uitvoering was de bekisting boven de pijlers. Oorspronkelijk was het plan om de ruimte tussen bovenkant pijler en onderkant betondek op te vullen met hydro- korrels (foto 14). Deze korrels zijn geschikt om grote drukken op te nemen en zijn onder druk ook simpel weg te halen. Er moet wel een rand- kist omheen worden geplaatst en de korrels worden opgevangen voor hergebruik. Op een hoogte van bijna 20 m valt dit niet mee. Het projectteam kwam dan ook al snel tot de conclusie dat hier iets simpelers voor moest worden bedacht. In overleg werd besloten een oplossing te onderzoeken met zandpotten 11 Ondersteuningsconstructie met extra schoor verband 13 Ministempelconstructie op het crashdek 12 Stalen balken op de vakwerkspanten met daarop baddings 14 Proefstort met hydrokorrels (randkist net weggehaald) 8 VAKBL AD 4 2022 BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 8BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 8 19-12-22 10:2319-12-22 10:23 VIDEO Scan de qr-code en bekijk de video van de ondersteuningscon- structies. (hulpmiddel dat bestaat uit een stalen cilinder met een bodem gevuld met droog zand waarmee men een constructie gecontroleerd kan laten zakken) en stalen liggers op de pijler met daarbo- venop doorlopend in het stramien naast de pijler, de kinderbinten en het betonplex (fi g. 15, foto 16). Wat het werk bemoeilijkte, was de geringe hoogte tussen bovenkant pijler en onderkant betondek. Deze bedroeg veelal minder dan 500 mm. Dit in combinatie met de toch wel forse afmetingen van de pijler (circa 3 × 13 m). Dankzij de volledig dichte montagevloer op de juiste hoogte rondom de pijlers werd de gekozen oplossing toch een succes. Wel is op enkele plekken, waar de afstand te klein was voor de zandpotten, alsnog de oplossing met hydro- korrels toegepast. DEMONTAGE VAN DE ONDERSTEUNING Na het aanbrengen van de bekisting en het wapeningsstaal kon het kokerdek (in fasen) worden gestort. Omdat het kokerdek werd nagespannen, werd er ook nagedacht over hoe de ondersteuning moest worden gedemon- teerd. Daarbij werd rekening gehouden met de verschillende bouwfasen, de zetting van de ondergrond en de pijlers, de elastische verkorting van de ondersteuning (circa 5 mm bij een hoogte van 20 m) en de randvoorwaar- den van de oplegtoestellen. Concreet betekent naspannen dat het dek een kattenrug krijgt en er meer belasting op de steunpunten komt. Die kunnen daardoor gaan zetten en ook de ondersteuning naast de pijlers kan worden overbelast. Voor het naspannen werd dan ook een deel ondersteuning naast de pijlers weggehaald. In dit geval was de zetting van sommige pijlers zodanig dat de resterende ondersteuning onder druk bleef staan.Er is een span- en ontkistingsprotocol per fase opgesteld (in samenspraak tussen de bouw- combinatie, Tensa en Safe). De volgorde van spannen en ontkisten/demonteren was: ? storten kokerdek ? laten zaken ondersteuning ter plaatse van landhoofd en pijlers ? spannen tot 30% ? check ondersteuning (zijn er onvoorziene zaken zichtbaar?) of doorgaan of extra velden lossen ? spannen tot 60% (spannen op eigen gewicht) ? compleet lossen van de ondersteunings- constructie ? spannen tot 100% (spannen op eigen gewicht + verkeersbelasting) GOED HUWELIJK Samenwerken op projecten van deze omvang zijn als een huwelijk: je hebt goede en minder goede dagen. Dankzij de welwillendheid van het complete projectteam om op een constructieve manier problemen op te lossen, is knooppunt Antwerpen-West ? Zwijndrecht een succes geworden. 15 Oplossing voor het dek boven de pijlers +21.768 17 Fly-over gebouwd over bestaande snelweg 16 Zandpotten met daarop stalen liggers en kinderbinten 9 VAKBL AD 4 2022 BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 9BV 4-2022 4-Oosterweelverbinding.indd 9 19-12-22 10:2319-12-22 10:23