De grootste kennisbank van het HBO

Inspiratie op jouw vakgebied

Vrij toegankelijk

Terug naar zoekresultatenDeel deze publicatie

Ecoduct Beesdscheveld

Rechten: Alle rechten voorbehouden

Ecoduct Beesdscheveld

Rechten: Alle rechten voorbehouden

Samenvatting

Het hoofddoel van dit afstudeerproject is het ontwerpen en het maken van een DO-berekening voor het nieuw te bouwen ecoduct over de A2 tussen Beesd en Culemborg. Dit ecoduct zal gebouwd worden in het kader van de verbreding van de A2 van twee naar drie en in de toekomst naar vier rijstroken per rijrichting. Het zal twee natuurgebieden, die meer zullen worden gescheiden door de verbrede snelweg, met elkaar verbinden. Dit moet ook zorgen voor een grotere ecologische groei van het gebied Dit dient tevens als compensatie voor de verbreding van de snelweg met de bijbehorende verstoring.

Het ecoduct heeft vanuit het bovenaanzicht gezien een trechtervorm, dus smal in het midden en breed aan de uiteinden. Hiervan moet het verloop in een straal worden uitgevoerd, zodat het gehele dek vloeiend in breedte verloopt. Het ecoduct betreft twee overspanningen van 33,5 meter met een tussensteunpunt gefundeerd op betonnen palen. De landhoofden zijn gefundeerd op stalen damwanden. De damwanden fungeren in dit geval ook als grondkering.

Aannemer Heijmans heeft de aanbesteding van de verbreding van de A2 Culemborg - Deil, inclusief het ecoduct, gewonnen. Voor de aanbesteding heeft Heijmans een ontwerp gemaakt, alleen de vraag is of dit slimmer en vooral goedkoper kan. In de variantenstudie is er als eerste gekeken naar wat er allemaal mogelijk is qua dekconstructie. Daarna is getoetst of deze varianten mogelijk zijn waarvan er vier varianten gekozen zijn die verder zijn uitgewerkt. Deze zijn uitgewerkt op basis van de opbouw van de constructies en de dimensionering, wat de kosten zijn, wat de uitvoeringstijd zal zijn en wat de uitvoerbaarheid is. Op deze manier zijn de verschillende varianten goed met elkaar te vergelijken.

Variantenstudie
Variant 1 betreft een gedeeltelijk voorgespannen dek. Met behulp van vuistregels is een dekdikte bepaald van 1200 mm. Hierbij zullen 40 kabels worden toegepast met ieder 19 strengen met een diameter van 15,7 mm. Bij deze variant zal het dek worden uitgevoerd als een integraal constructie, zodat er geen voegovergangen hoeven te worden toegepast. In het midden zijn de twee velden met elkaar gekoppeld zodat er een statisch onbepaalde constructie ontstaat. De kosten van deze variant zijn geraamd op € 2.251.200,-, maar de bouwtijd is relatief groot.

Bij variant 2 bestaat het dek uit prefab betonnen kokerliggers die op hun plaats worden gehesen. Hier wordt ook voorspanning toegepast om de dekhoogte gering te houden. De buitenste kokers hebben een ronding om de trechtervorm van het dek te kunnen realiseren. Deze kokerliggers worden ter plaatse van het tussensteunpunt niet aan elkaar gekoppeld en zijn vrij opgelegd op oplegblokken, waardoor deze constructie statisch bepaald is. De constructiehoogte van deze kokerliggers is bepaald door middel van vuistregels. Hier komt een constructiehoogte van 1100 mm uit. De kosten van deze variant zijn geraamd op € 2.601.550,- en de bouwtijd is relatief klein.

De dekconstructie van variant 3 bestaat uit prefab betonnen ZIP-liggers, die waaierend worden geplaatst om de trechtervorm te realiseren. Uit draaggrafieken is bepaald dat er een ZIP-900 moet worden toegepast. Om de ronde vormen in het dek in het dek te krijgen wordt er een randbalk toegepast, die prefab kan worden gemaakt en worden ingehesen. Over het geheel komt een betonnen druklaag van 240 mm dik. De liggers zijn hier vrij opgelegd wat een statisch bepaald constructie oplevert. De bouwtijd van deze variant is relatief erg kort, maar is met € 2.858.950,- vrij duur.

Variant 4 is een dek dat ook is opgebouwd uit ZIP-900 liggers, maar bij deze variant worden deze recht geplaatst. Om de ronde vormen aan de zijkanten te realiseren worden er prefabkokerelementen met een verlopende breedte toegepast. Deze liggers kunnen dan, net als de ZIP-liggers, worden ingehesen wat veel bouwtijd scheelt. De kosten van deze variant zijn echter hoog; dit is met €3.001.950,- de duurste variant.
Met behulp van een multicriteria-analyse is een keuze gemaakt uit een van deze vier varianten. Dit is vooral gedaan op basis van kosten. Verder is er nog getoetst op uitvoeringstijd, verkeershinder, uitvoerbaarheid en risico. Variant 1 is het goedkoopste en heeft de beste uitvoerbaarheid. Variant 2 scoort daarna het hoogste. Deze variant scoort op alle criteria gemiddeld. In het eindrapport is variant 1 verder uitgewerkt.

Eindrapport
In het eindrapport is de dekconstructie van de eerste variant (2a) verder uitgewerkt en getoetst. Er is eerst gekeken naar de ligging van de voorspankabels. In verticale richting is het verloop aangehouden dat in de variantenstudie is bepaald. Voor het verloop in horizontale richting is bekeken of er andere mogelijkheden zijn. Hierin is naar voren gekomen dat een in horizontale richting gekromde ligging een stuk complexer is dan een rechte ligging. De kabels worden daarom in horizontale richting recht gelegd.
Om de juiste voorspankracht te kunnen bepalen zijn eerst slipverlies en wrijvingsverlies bepaald en vervolgens is het totaal aan verlies bepaald ten gevolge van krimp, kruip en relaxatie. Het tijdsafhankelijke verlies bedraagt 9,75%. Hiermee kan de krachtsverdeling ten gevolge van de voorspanning worden bepaald. Daarnaast worden de overige belastingen zoals het eigen gewicht, de permanente en de veranderlijke belasting bepaald.

Vervolgens is de krachtsverdeling in de constructie bepaald. Daarbij is gebruik gemaakt van het programma ESA Prima Win. Ter controle zijn de momenten met de hand berekend. Uit de berekeningen blijkt dat het laststelsel slechts een kleine invloed heeft. De grondbelasting heeft daarentegen een grote impact. De zakking van de fundering is ook nog van invloed op de krachtsverdeling. Door de zakking kan de fundering worden geschematiseerd worden als een translatieveer. De landhoofden worden integraal met het dek uitgevoerd. Hierdoor ontstaat er ter plaatse van de eindsteunpunten een rotatieveer.

Uit de funderingsberekeningen ter plaatse van het landhoofd blijkt dat een fundering op damwanden niet voldoet. Hierdoor dient er een combiwand te worden toegepast. Ter plaatse van het tussensteunpunt komt er een paalfundering met 3 rijen van 14 palen.

Aan de hand van de gevonden krachtsverdeling zijn de maatgevende doorsneden getoetst. Voor de toetsing van de bovenbouw is er eerst getoetst op de uiterste grenstoestand. Voor het veld komt hier een langswapening uit van Ø16-150, voor het tussensteunpunt een wapening van Ø20-100. Voor het tussensteunpunt bleek deze wapening in de BGT niet te voldoen op scheurvorming. Om dit op te lossen zijn verschillende oplossingen, namelijk het vergroten van de dekhoogte, meer kabels toepassen, rekenen met elastisch zwaartepunt, verlagen van het eigen gewicht door het toepassen van sparingsbuizen of door extra (druk)wapening toe te voegen. Het toevoegen van extra wapening is geen optie, aangezien het dek dan pas voldeed bij Ø40- 100.
Het toevoegen van extra voorspankabels heeft een gunstiger effect. Hierdoor wordt niet alleen het op te nemen moment kleiner. Er komt ook een grotere drukkracht op de constructie. Daardoor kan er flink bespaard worden op de wapening.

Daarnaast is er ook getoetst op dwarskracht en doorbuiging. De ponscontrole en de berekening van de splijtwapening is achterwege gelaten. Wel is vermeld dat deze nodig zijn en waarom. De onderbouw is in dit rapport verder niet uitgewerkt. Het hoofddoel was het berekenen van de dekconstructie.

Conclusie
De conclusie is dat een dekhoogte van 1200 mm met 40 kabels niet voldoet. Als oplossing is er voor gekozen om het aantal voorspankabels te vergroten naar 45. Dan voldoet de constructie wel. Een goed alternatief hiervoor is het verhogen van de constructie hoogte met het toepassen van sparingsbuizen. Hierdoor heb je het voordeel van grotere inwendige hefboomsarmen en geen groter eigen gewicht. Dit is verder niet onderzocht.

Toon meer
OrganisatieAvans Hogeschool
OpleidingAB&I Academie voor Bouw en Infra
PartnersCiwacon Engineering BV; Heijmans
Jaar2008
TypeBachelor
TaalNederlands

Op de HBO Kennisbank vind je publicaties van 26 hogescholen

De grootste kennisbank van het HBO

Inspiratie op jouw vakgebied

Vrij toegankelijk