Ontwerp overgangsconstructies en wissels voor spoorwegen (onderbouw)

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Ontwerp overgangsconstructies en wissels voor spoorwegen (onderbouw)"

Wouter Koster
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Ontwerp overgangsconstructies en wissels voor spoorwegen (onderbouw) Erik Kwast dia 1/26

2 Inhoud - Ontwerp Voorschriften Spoorwegen (OVS( OVS) - Introductie - Belastingcombinatie voor zettingen - Eisen restzettingen en restzettingsverschillen - Standaard oplossing overgangsconstructies - Ontwerpmodellen - Praktijkvoorbeelden - Conclusies - Stelling dia 2/26

restzettingsverschillen - Standaard oplossing overgangsconstructies

3 OVS - Introductie - OVS Baanlichaam en Geotechniek, ProRail Inframanagement,, uitgave , versie 002: - Ontwerp van nieuwe spoorlijnen en beoordeling van bestaande spoorlijnen - Treinsnelheden 200 km/uur en maximale aslasten van 25 ton - Ontwerplevensduur onderbouw is 100 jaar - OVS Kunstwerken deel 1 Kunstwerken voor spoorverkeer, ProRail Inframanagement,, uitgave , versie 002: - Ontwerp en bouw van door spoorverkeer bereden kunstwerken - Voor treinsnelheden 200 km/uur integraal toepasbaar - Ontwerplevensduur kunstwerken is 100 jaar dia 3/26

is 100 jaar - OVS Kunstwerken deel 1 Kunstwerken voor spoorverkeer, ProRail Inframanagement,, uitgave 16-02 02-2007, versie 002: - Ontwerp en

4 OVS - Introductie dia 4/26

5 OVS - Introductie - Vrijgave alternatieve oplossingen: - Toestemming vereist van ProRail IM/Railsystemen - Voorafgaand aan toepassing (ontwerpdossier): - Aantonen dat ontworpen constructie aan de in de OVS gestelde functionele eisen voldoet - Door middel van een Business Case en een LCC analyse aantonen dat ProRail op de lange termijn zowel kwalitatief als financieel voordeel heeft bij de ontworpen oplossing - Bij toepassing van niet vrijgegeven producten moet een vrijgave procedure worden gevolgd indien risico s s aanwezig zijn ten aanzien van betrouwbaarheid, beschikbaarheid, onderhoudbaarheid en veiligheid dia 5/26

ProRail op de lange termijn zowel kwalitatief als financieel voordeel heeft bij de ontworpen oplossing - Bij toepassing van niet vrijgegeven producten moet

6 OVS Belastingcombinatie voor zettingen - Zettingsberekeningen in bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT - karakteristieke combinatie): - 1,0*Gk + 0,25*Qmob - Belasting op onderbouwconstructie - Gk = permanente belasting bovenbouwconstructie (= 12,5 kn/m /m²) - Qmob = mobiele verticale belasting, exclusief dynamische effecten (= 35 of 69 kn/m /m² op niveau onderkant dwarsligger met 2,5 m breedte) - 1,0*12,5 + 0,25*69 = 30 kn/m /m² (max.) dia 6/26

belasting bovenbouwconstructie (= 12,5 kn/m /m²) - Qmob = mobiele verticale belasting, exclusief dynamische

7 OVS Eisen restzettingen en restzettingsverschillen Vergelijking eisen Overige wegen (rijsnelheid km/uur) Autosnelweg (rijsnelheid 100 km/uur) Spoorlijnen (tot 200 km/uur) HSL-Zuid (tot 350 km/uur) Restzetting zeer variabel, contract afhankelijk 100 mm na 10 jaar (indicatief) 100 mm na 30 jaar 30 mm na 100 jaar Helling 1 : 60 tot 1 : 80 1 : : : 1000 Lengte overgangsconstructie 2 tot 12 m 5 tot 12 m 15 m (tot 160 km/uur vrijgegeven) 20 m dia 7/26

variabel, contract afhankelijk 100 mm na 10 jaar (indicatief) 100 mm na 30 jaar 30 mm na 100 jaar Helling 1 : 60 tot

8 OVS Eisen restzettingen en restzettingsverschillen Eisen restzettingen Aardebaan Baan- verbreding Overgangszone baan kunstwerk Wissels op de vrije baan 1 e jaar 40 mm 10 mm 10 mm 40 mm 2 e jaar 30 mm 10 mm 10 mm 30 mm Vanaf 3 e jaar 20 mm 10 mm 10 mm 20 mm Na 30 jaar 150 mm 50 mm 100 mm 150 mm Helling (in langsrichting) 1 : : : : 800 dia 8/26

mm 40 mm 2 e jaar 30 mm 10 mm 10 mm 30 mm Vanaf 3 e jaar 20 mm 10 mm 10 mm 20 mm Na 30

9 OVS Eisen restzettingen en restzettingsverschillen - Overgangsconstructies: - Geleidelijk verloop van stijfheid van laag (vrije baan) naar hoog (kunstwerk) - Restzettingsverschil vanaf start exploitatie 100 mm - Jaarlijkse gelijkmatige restzetting 100 mm - Helling overgangszone 1 : Lengte overgangszone (L) bij nieuwbouw: h h = L²/(1,6.VL e ²), met h h = 0,05 m, V e =160 km/uur -> > L = 45 m dia 9/26

100 mm - Jaarlijkse gelijkmatige restzetting 100 mm - Helling overgangszone 1 : 600 - Lengte

10 OVS Eisen restzettingen en restzettingsverschillen - Wissels: - Locaties niet in nabijheid van kunstwerken, t.p.v.. voormalige voorbelastingen of watergangen - Voorkomen van elasticiteitssprong in het overgangsgebied van spoor naar wissel(complex) - Restzettingsverschil vanaf start exploitatie mm - Jaarlijkse gelijkmatige restzetting 40 tot mm - Helling in overgangsgebied en t.p.v.. wissel 1 : 800 (25 mm op een minimumlengte van 20 m) - Lengte overgangsgebied (L) voor en achter wissel op basis van 1 seconde regel: V e =160 km/uur = 44,4 m/s -> > L = 45 m dia 10/26

11 OVS Standaard oplossing overgangsconstructie dia 11/26

12 OVS Standaard oplossing overgangsconstructie dia 12/26

13 OVS Standaard oplossing overgangsconstructie dia 13/26

14 Ontwerpmodellen - 2D analystisch zettingsmodel (MSettle) zonder grond/ constructie interactie: - Dwarsdoorsnede in overgangszone - Langsdoorsnede in overgangszone - Combinatie dwars- en langsdoorsnede in overgangszone (semi 3D berekening) dia 14/26

overgangszone - Langsdoorsnede in overgangszone - Combinatie

15 Ontwerpmodellen - 2D of 3D EEM (Plaxis( Plaxis) met grond/constructie interactie: - Langsdoorsnede in overgangszone met MSettle (verificatie samendrukkings- parameters Plaxis) - Langsdoorsnede in overgangszone (Plaxis( 2D - UM) - Volledig 3D model (Plaxis( 3D Tunnel UM) dia 15/26

(verificatie samendrukkings- parameters Plaxis) - Langsdoorsnede in

16 Praktijkvoorbeelden - Spoorverdubbeling Vleuten ARK - Betuweroute Verlegde Havenspoorlijn - Onderdoorgangen bestaande spoorbaan dia 16/26

17 dia 17/26

18 dia 18/26

19 Inhoud dia 19/26

20 dia 20/26

21 dia 21/26

22 Inhoud dia 22/26

23 dia 23/26

24 Conclusies - Strenge eisen in de (nieuwe) OVS voor overgangsconstructies en wissels zullen in de nabije toekomst leiden tot minder onderhoud en minder storingen voor nieuwe en opgewaardeerde bestaande spoorlijnen - ProRail geeft ruimte voor alternatieve oplossingen, mede gezien de marktontwikkelingen (D&C-contracten contracten), mits deze vroegtijdig worden aangekaart en de oplossingen goed onderbouwd zijn (o.a. LCC-analyse analyse) - Vroegtijdige integrale afweging (voor bouw- en eindfase) van betrokken deskundigen (geotechnici( geotechnici,, baan- en spoorontwerpers en constructeurs KW) is noodzakelijk om optimale oplossingen (incl. onderhoud) voor overgangsconstructies en wissels te ontwerpen dia 24/26

25 Stelling De OVS en ProRail (organisatie) bieden voldoende ruimte voor de ontwikkeling van alternatieve (innovatieve) oplossingen dia 25/26

26 Bronvermelding - OVS Baanlichaam en Geotechniek, ProRail Inframanagement,, uitgave , versie OVS Kunstwerken deel 1 Kunstwerken voor spoorverkeer, ProRail Inframanagement,, uitgave , 2007, versie Artikel Overgangsconstructies van aardebaan naar kunstwerk, Ook bij 200 km/uur een comfortabele treinreis,, auteurs: ir. A.M.W. Duijvestijn (Arcadis), ir. R.J.W. Brouwer (Holland Railconsult), ir. P.K. Wiersma (AEA Technology Rail), Cement nummer Artikel en presentatie Onderzoek en praktijk overgangsconstructies voor spoorwegen,, auteurs: ing. E.A. Kwast (Holland Railconsult), ing. A. Kremer (ProRail Beheer & Instandhouding), Geotechniek Geotechniekdag Presentatie Overgangsconstructies voor wegen en spoorwegen,, spreker: ing. E.A. Kwast (Kwast Consult), GeoWeg-contactdag Foto aanleg overgangsconstructie Amsterdam Utrecht 4-sporig 4 (dia 13): ing. Th. Huybregts (Geologics) - Figuren en foto s s (dia 11, 12, 19 t/m 22): Movares Nederland B.V. - Foto aanleg odg.. Zwolle Kampen (dia 23): Haverkort Voormolen B.V. dia 26/26

Vergelijkbare documenten

Symposium Onderhoudsarme wegen in slappe ondergrond. Presentatie CROW-werkgroep

Symposium Onderhoudsarme wegen in slappe ondergrond Presentatie CROW-werkgroep Effectieve Overgangs Constructies (EOC) Inhoud - Doel van de werkgroep - Werkplan EOC - Resultaten literatuurstudie - Resultaten