Nieuwe voeten voor de spoorbrug over de Waal bij Nijmegen. Rodriaan Spruit Projectmanagement & Engineering Rotterdam

Transcriptie

1 Nieuwe voeten voor de spoorbrug over de Waal bij Nijmegen Rodriaan Spruit Projectmanagement & Engineering Rotterdam

2 Overzicht Inleiding project Ontwerpconcept Geotechnische opgaven Sleufstabiliteit Systeemstijfheid Realisatie Conclusies

3 Inleiding project

4 P4 P3 P2 P1

5

6 Randvoorwaarwaarden Huidige pijlers blijven behouden Maximaal 16 m NZ per pijler beschikbaar i.v.m. doorstroming Railinfraverkeer en LVV ongehinderd tijdens uitvoering Aangepaste situatie gelijk aan huidige stijfheid gelijk (rotatie bij rembelasting) draagkracht gelijk (gelijkblijvende vertikale belasting)

7 Ontwerpteam ProRail: Luuk van Hengstum (projectmanager) Hans Mastbroek (projectingenieur) IGR: Mozafar Said (projectleider) Rodriaan Spruit (ontwerpleider) Oubbol Oung (geotechnisch adviseur) Geerhard Hannink (senior geotechnisch adviseur) Bas Govindasamy (constructeur) Kees Blom (senior constructeur) Alfred Roubos (vraag specificatie) Michel Uittenbroek (risico analist)

8 Ondergrond

9

10 Ontwerpconcept

11

12

13

14

15 Belangrijkste aspecten Sleufstabiliteit naast zwaarbelaste fundatie Systeemstijfheid (rotatie bij horizontale belasting)

16

17

18

19

20

21 Sleufstabiliteit

22

23

24 Sleufstabiliteit GGU-Trench en Plaxis 3D resultaat F.S. vrijwel identiek F.S. = 1,8 of hoger als: Paneelbreedte maximaal 3 m Grondwaterstand lager dan NAP +8 m Bentonietniveau hoger dan NAP +10 m (mv = NAP +10,5 m)

25 Systeemstijfheid: 3D analyse noodzakelijk Want: 2D berekeningen leveren in dit geval een overschatting van de momenten en verplaatsingen op: een veilige maar dure versimpeling 3D naar 2D vertaling m.b.v. Plaxis 3D analyse 2D voor momenten en dwarskrachten (controle: vergelijking vervormingen wand 3D model) Volledige 3D modellering

26 Invloed strook vs. poer Oneindig lange balk van 10 m breed (=2D) Of: 20 m lange balk van 10 m breed (=3D)

27

28

29 Invloed strook vs. poer Oneindig lange balk van 10 m breed (=2D) Of: 20 m lange balk van 10 m breed (=3D) Afhankelijk van de richting en positie: Gemiddeld 30% lagere grondspanningen in 3D situatie t.o.v. 2D

30 Plaxis 2D en DSheet Met correctie van 30% voor de funderingsdruk (3D naar 2D compensatie) Remkrachten kunnen relatief hoog aangrijpen bij hoge stijfheid grond, hierdoor hogere dwarskrachten in koppeling kopplaat Dit is in overeenstemming met kortdurende belastingen.

31 Dynamische stijfheid Berekeningen normaal gesproken 100% statisch en gedraineerd (accoord voor langdurige belastingen) Edyn/Estat = 5 Momenten bij Edyn slechts 55% van momenten bij Estat

32 PCSheetPileWall Rekenprogramma Gerrit Wolsink (RWS) Rekent diepwand ongescheurd/gescheurd automatisch uit via M-k diagram Deze informatie was nuttig voor het reduceren van de stijfheid van de diepwand in de UGT situatie Enige overbelasting leidt tot marginaal beginnende afname van de stijfheid met gelijktijdig lichte toename van de vervormingen en afname van de momenten Veel inherent incasseringsvermogen

33 Hoogte (m tov NAP) Momenten BGT Moment (knm/m')

34 Volledig Plaxis 3D model

35 Realisatie Vervormingen tijdens graven diepwanden binnen bandbreedte voorspellingen Gondwaterstand frequenter dan voorzien boven NAP +8 m Beperkte werkruimte: korte korven, veel koppelingen: lastig bij hoekkorven uit 1 stuk CSL metingen ingezet voor kwaliteitscontrole voegen (aanvulling op visuele inspectie na vrijgraven)

36 zetting in mm Zettingen 10,0 zetting ligger pijler 2-oost ,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0-25,0-30,0-35,0-40,0

37

38

39

40

41

42 Conclusies Diepwanden zijn naast een zwaarbelaste fundering op staal veilig uitvoerbaar mits: DIN 4126 toets Plaxis 3D model sleuf, fi-c reductie toets Aanbevolen F.S. groter dan 1,8 bij dynamische belasting Combinatie van rekenmodellen, handberekeningen en gezond verstand nodig Plaxis 3D bruikbaar voor voorspellen deformaties a.g.v. graven diepwanden PCSheetPileWall is nuttige tool voor diepwand-ontwerp