Samenvatting

Het afstudeeronderzoek is uitgevoerd in opdracht van WSP in Breda. Onderdoorgangen worden geregeld als integraalconstructie ontworpen en uitgevoerd. Het grootste voordeel van een integraalbrug is dat er geen voegovergangen en oplegblokken nodig zijn. Vaak worden integraalbruggen toegepast met grondkerende wanden, waarbij de wanden worden gebruikt als fundering van het kunstwerk. Een nadeel hiervan is de complexe verbinding die nodig is om een knoopverbinding tussen de grondkering én de betonconstructie te maken.In de verbinding ontstaan grote krachten die overgedragen moeten worden aan de fundering. Voor deze overdracht is een grote hoeveelheid verticale en horizontale wapening nodig die allemaal samenkomt in de knoop tussen het dek en de damwand. Het is een uitdaging om een uitvoerbare detaillering van de knoop te ontwerpen. WSP is daarom opzoek naar een optimalisatie van de verbinding, zodat het beter werkbaar is voor de constructeurs én de uitvoerders. Voordat gezocht kan worden naar een optimale verbinding, is het eerst van belang om te weten hoe een integraalconstructie werkt. De eerste hoofdvraag is daarom: Hoe ziet de krachtswerking in een integraalconstructie eruit?Vervolgens kan verdiept worden in het ontwerp van de verbindingen. De tweede hoofdvraag is: In hoeverre kan de huidige ontwerpmethodiek voor de verbinding met stiftdeuvels geoptimaliseerd worden? Het doel van het onderzoek is het vereenvoudigen van de verbindingen tussen damwanden en een deksloofof dek, zodat het werkbaar is voor in de uitvoering.

Allereerst is een kunstwerk, genaamd KM01, ontworpen om als case te gebruiken in dit onderzoek. Het betreft een vaak voorkomende integraalbrug in een snelweg, zoals WSP het zou ontwerpen.De integraalbrug bestaat uit prefab volstortliggers met daarop een druklaag, deksloven en stalen damwanden. Gedurende de tijd verandert de krachtswerking in de constructie. Bij het plaatsen van de prefab volstortliggers op de deksloven gedraagt de constructie zich als ligger op twee steunpunten. Vervolgens wordt een druklaag op de prefab volstortliggers gestort. Na het uitharden van de druklaag verandert de constructie naar een portaalconstructie. Deze verandering van het systeem heet het kist-effecten wordt veroorzaakt door de kruip van het beton.

Vervolgens is onderzocht in hoeverre de huidige ontwerpmethodiek voor verbindingen door middel van stiftdeuvelsgeoptimaliseerd kan worden. Allereerst iseen stiftdeuvelverbinding ontworpenvolgens de methodiek van WSP. Dit ontwerp is in het onderzoek het uitgangspunt. Daarna is een ontwerp gemaakt voor een lus-, anker-enblokdeuvelverbindingenaangelaste wapening. Ook zijn twee varianten op de huidige stiftdeuvelverbindinggemaakt. De lus-en ankerverbindingen de hoefijzerdeuvel, een variant van de blokdeuvelverbinding,zijn geen optimalisatie ten opzichte van de stiftdeuvelverbinding, omdat deze verbindingen te veel ruimte innemen. De aangelaste wapening is geen mogelijkheid als verbinding, omdat er te veel staven nodig zijn die niet passen op de damwandplank. Ook beide varianten op de stiftdeuvelverbinding zijn geen optimalisatie. Dat komt doordat stiftdeuvels een grote dekking vragen. Hierdoor werd de dekking op de verticale wapening te groot, waardoor veel staven nodig zijn om te voldoen aan de scheurwijdte. De conclusie is dat de huidige ontwerpmethodiek voor de verbinding van de damwand met de deksloof niet geoptimaliseerd kan worden.

De aanbeveling is om met andere ingenieursbureaus te gaan samenwerken en kennis te delen over de verbinding. Andere ingenieursbureaus hebben ervaring met het ontwerpen van wapening die door de damwand heen gaat. Zo’n ontwerp zou wellicht een optimalisatie kunnen opleveren. Ook wordt aanbevolen om opzoek te gaan naar een optimalisatie in de knoop boven de damwand.

In de discussie wordt tot slot ingegaan op de toepasbaarheid van een integraalconstructie. Tijdens het onderzoek is gebleken hoe complex het ontwerpen van de verbinding is. Uit een kort onderzoek blijkt dat de verkeerscategorie weinig invloed heeft op het ontwerp van de verbinding. Het lijkt erop dat de verbinding in alle gevallen ingewikkeld blijft. Of een integraalconstructie nog wel toegepast moet worden, zou moeten worden onderzocht met behulp van een maatschappelijke kosten-batenanalyse. Een integraalconstructie heeft meerdere voordelen die niet in geld of hoeveelheid materiaal uit te drukken zijn, zoals het leveren van comfort aan automobilisten en het beperken van geluidhinder.

LinkedIn: https://nl.linkedin.com/in/milou-van-luijk-a9969a139