Presentatie over de bouw van de lichtgewicht hybride brug over de A27 tbv de excursie van Bouwen met Staal op 22-03-2012. Presentatie gegeven door: Rob Nawijn (Prorail), Jan Bijl (Movares), Jan Peeters (Fibercore-Europe), John van Baalen (Hillebrand) en Sven Pörteners (Heijmans)

1. VleuGel Randstadspoor
Spooruitbreiding Utrecht – Lunetten - Houten
Hybride lichtgewicht brug over de A27
23-3-2012

2. Inhoudsopgave 2/60
1. Project VleuGel algemeen 4. Viaduct over de A27 - Staal
Rob Nawijn - Prorail John van Baalen - Hillebrand
• Randstadspoor • Fabricage in Middelburg
• Onderdelen project VleuGel • Assemblage in Utrecht
• Achtergrond viaduct over de A27 • Cijfers en feiten
• Aanbiedingsontwerp  nieuw ontwerp • Raakvlakken met composiet dek
2. Viaduct over de A27 - Ontwerp 5. Viaduct over de A27 - Uitvoering
Jan Bijl - Movares Sven Pörteners - Heijmans
• Uitgangspunten nieuw ontwerp • Planning
• Jetgroutfundering • Voorbouwen
• Hybride constructie • Inhijsen versus inrijden
• Inrijden
• Afbouw en ombouw
3. Viaduct over de A27 – Composiet 6. Slot
Jan Peeters - Fibercore
• Ontwerp
• Productie
• Montage

3. Randstadspoor: traject en stations 3/60

4. Project: doelstellingen ProRail 4/60
• Meer capaciteit (reizigers en goederen)
• Betere doorstroom van treinen
• Betere bereikbaarheid van de regio en van de stad
Utrecht
Door o.a.:
• Ombouw van 2 naar vier sporen
• Realiseren van ongelijkvloerse kruisingen

5. Onderdelen van project VleuGel 5/60
A27
HOV
VNH OLH

6. Onderdelen van project VleuGel 6/60
• OLH | Onderbouw Lunetten-Houten
• 2 ‘dive-unders’ incl. sifonconstructie
• Vernieuwing station en onderdoorgang Utrecht Lunetten
• Onderdoorgang Fortweg (gemeente Houten) ipv huidige overweg
• Onderbouw spoorbaan (incl. waterhuishouding + kleine kunstwerken)
• Geluidsschermen
• Aanpassingen onderliggend wegennet
• VNH | Viaduct Nieuwe Houtenseweg
• Nieuwe verkeersbrug over A27
• Aanpassingen onderliggend wegennet
• HOV | Hoogwaardig Openbaar Vervoersbaan
• Aanleg nieuwe hoogwaardig openbaar vervoersbaan
• Brug Fortgracht

7. Achtergrond: Viaduct over de A27 7/60

8. Achtergrond: Viaduct over de A27 8/60

9. Achtergrond: Viaduct over de A27 9/60
1 oktober 2012

10. Oorspronkelijk ontwerp 10/60
Bovenaanzicht
Doorsnede

11. Oorspronkelijk ontwerp 11/60
Probleem 1
• De funderingsdruk is minimaal twee keer te hoog;
• Steunpunten 2 en 6 zijn mogelijk niet stabiel;
• Spanning in folie te hoog.

12. Oorspronkelijk ontwerp 12/60
Vervolgstap
• Aanvullend grondonderzoek naar draagkracht ondergrond
Grondslag is onvoldoende draagkrachtig!
(Ongecontroleerd zettingsgedrag en belasting folie)
Geheel nieuw ontwerp

13. Nieuw ontwerp 13/60
Ontwerp
Ontwerpende partij: Movares
Ontwerpleider: Jan Bijl

14. Ontwerpuitgangspunten – Architectonisch 14/60

15. Ontwerpuitgangspunten – VO en DO 15/60
Oplossingen
• Lichter viaduct (staal,composiet)
• Smaller viaduct (8,2m → 6,5m)
• Fundering dmv grondverbetering
Grondverbetering dmv groutinjectie
• Hogere oplegreacties
• Spreiding van de belasting
• Verlagen druk op de folieconstructie
• Verminderen zettingen

16. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 16/60
Variantenstudie – wisselend aantal steunpunten
• Variant 1
• Variant 2

17. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 17/60
Variantenstudie – wisselend aantal steunpunten
• Variant 3
• Variant 4

18. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 18/60
Variantenstudie – keuze voor variant 4
• Hoogte vakwerkconstructie geeft de mogelijkheid tot grote overspanningen
• Groter verticaalkracht gunstiger voor opname horizontaalkracht
• Middenberm heeft de meeste ruimte voor aanbrengen pijler
• Hoe minder steunpunten hoe meer vrijheid voor wegaanpassingen A27
• Grondverbetering op minimaal aantal plaatsen
• Minder verkeershinder bij bouwen

19. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 19/60
Nieuw ontwerp

20. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 20/60
Toekomstgericht

21. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 21/60
Toekomstgericht

22. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 22/60
Kunststof rijdek
• Om extra gewicht te kunnen besparen:
Composiet (vezelversterkt kunststof) rijdek
• Voordelen:
• Laag eigen gewicht
• Weinig emissies
• Onderhoudsvrij
• Sterkte tot 500 MPa

23. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 23/60
Kunststof rijdek
Verschil in gewicht tussen stalen en composiet
rijdek:
Een stalen dek had gezien de beperkte
assemblage- en montagetijd in secties aangevoerd
en door middel van boutverbindingen aan de
hoofdliggers bevestigd moeten worden.
Dit zou resulteren in een gewicht van de rijvloer van
ca 220 kg/m2.
Het composiet rijdek heeft echter een gewicht van
ca 140 kg/m2.
Voor de gehele brug geeft dit een gewichtbesparing
van ca 72800 kg.

24. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 24/60
Doorsnede brug

25. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 25/60
Verbinding staal-composiet

26. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp hybride brug 26/60
Middenpijler

27. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp overig 27/60
Landhoofden en voegovergang

28. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp fundatie 28/60
Groutinjectie

29. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp fundatie 29/60
Werkwijze en haalbare druksterkten

30. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp fundatie 30/60
Voorbeeld groutkolommen

31. Ontwerpuitgangspunten – Ontwerp fundatie 31/60
Uitvoering

32. Viaduct over de A27 - Composiet 32/60
Composiet rijdek
Onderaannemer: Fibercore-Europe
Directeur R&D: Jan Peeters
FiberCore Europe
• specialist in composieten & infra
• product- & procesontwikkeling
• engineering & productie
Rotterdam Waalhaven

33. Viaduct over de A27 - Composiet 33/60
Wat zijn composieten?
Vezelversterkte kunststoffen (VVK)
– vezels
glas, koolstof, aramide
– hars
polyester, vinylester, epoxy

34. Viaduct over de A27 - Composiet 34/60
Dwarsdoorsneden

35. Viaduct over de A27 - Composiet 35/60
7 delen, 6 injecties
Deel 7
(12,5 x 6,2 m)
Delen 2 t/m 6
4 x (24,5 x 6,2 m)
Deel 1
(12,5 x 6,2 m)

36. Viaduct over de A27 - Composiet 36/60
Grootste harsinjectie ooit
Nieuw wereldrecord:
10,2 ton hars in 1 product in 1 shot

37. Viaduct over de A27 - Composiet 37/60
Slijtlaag, dwarskrachtdeuvels, coaten, transport

38. Viaduct over de A27 - Composiet 38/60

39. Viaduct over de A27 - Composiet 39/60
Samenstellen dekdelen
tot één dek van 142 meter
verlijming kopse zijden + deuvels
(dwarskrachtkoppeling)
Koppelplaten boven en onder dek
(momentenkoppeling)

40. Viaduct over de A27 - Composiet 40/60
In elkaar schuiven staal en composiet

41. Viaduct over de A27 - Composiet 41/60
Verbinding staal en Infracore
staal InfraCore

42. Viaduct over de A27 - Composiet 42/60
Injecteren ruimte tussen staal en composiet
142 m verlijmen in 1x in 1 injectie

43. Viaduct over de A27 - Composiet 43/60
Stoepdeksels en luiken
Afbeelding valt
onder
bedrijfsgeheim
4 stoepdeksels van 24 m in 1 injectie

44. Viaduct over de A27 - Composiet 44/60
Doken en voegovergang

45. Viaduct over de A27 - Staal 45/60
Staalconstructie
Onderaannemer: Hillebrand
Projectleider onderaannemer: John van Baalen

46. Viaduct over de A27 - Staal 46/60
Fabricage staalconstructie in Middelburg
• Middenpijler in één geheel;
• Delingen in relatie tot transport
afmetingen;
• Secties voorbouwen i.v.m
(bouw)zeeg en windverband;
• Conservering tot en met de
eindlaag.

47. Viaduct over de A27 - Staal 47/60
Samenstellen staalconstructie op voorbouwlocatie
• Inrichten bouwvloer;
• Logistiek rond aanvoer secties en vloerdelen;
• Lassen en conserveren van de secties;
• Schuiven van spanten naar het dek;
• Monteren bovenwindverband; 400 boutverbindingen.

48. Viaduct over de A27 - Staal 48/60
De cijfers
• Meer dan 750 meter koker in verschillende wanddiktes
• Meer dan 3000 productie uren in Middelburg
• Meer dan 3000 uur op de voorbouwlokatie
• Ca. 30 transporten met materialen
• 300 ton staal verwerkt

49. Viaduct over de A27 - Staal 49/60
Raakvlakken met composiet
• In Middelburg weinig
o Gaten voorzien voor dookverbinding
• Op de voorbouwlokatie wel
o Neerleggen dek op ondersteuningen
o Inschuiven secties naar het dek
o Bevestiging doken in composiet
• Bij montage weinig
o Opletten met vijzelpunten

50. Viaduct over de A27 - Uitvoering 50/60
Uitvoering
Hoofdaannemer: Heijmans
Werkvoorbereider: Sven Pörteners

51. Viaduct over de A27 - Planning 51/60
Fase 1: Bouw middensteunpunt sept. 2011 t/m okt. 2011
Fase 2: Bouw landhoofden okt - dec. 2011
Fase 3: Bouw viaduct op voorbouwlocatie jan. 2012 t/m feb. 2012
Fase 4: Inrijden dekconstructie 3 en 4 maart 2012
Fase 5: Afwerken mrt 2012
Fase 6: Oplevering viaduct 20 april 2012

52. Viaduct over de A27 - Voorbouwen 52/60
Voorbouwlocatie

53. Viaduct over de A27 - Voorbouwen 53/60
Voorbouwen vervolg – gaten boren

54. Viaduct over de A27 - Voorbouwen 54/60
Voorbouwen vervolg – montage anti-vandaalscherm

55. Viaduct over de A27 – Inhijsen vs inrijden 55/60
Inrijden versus inhijsen
VS
1. Folieconstructie
2. Verkeershinder

56. Viaduct over de A27 - Inrijden 56/60
Animatie inrijden

57. Viaduct over de A27 - Afbouw 57/60

58. Viaduct over de A27 – Ombouw bestaand viaduct 58/60

59. Einde