Ä. 0 I SHU '99 I

Transcriptie

1 Titel: BCS-AFZ-B21 : Berekening van de wigconstructie HeB a:: TI "olloo.se ID lambinatie Benelux Project 2 e 8eneluxtunnel Bestek nr.: BOD Rev.1 Samenvatting: I Distributie:.//:> \,.,j.~,' l~">t../.\~:/::.) SHU '99 Ä. 0 I SHU '99 I Rev. Door Datum Omschrijving Goedgekeurd Goedgekeurd Geaccepteerd uitvoering hoofd WVB Bouwdirectie HeB HeB Status Document nummer Revisie Status I A voorlopig / ter informatie B ter acceptatie e geaccepteerd I voor uitvoering BC5-AFZ-B21 1 B TITELDoe

2 -,---~-~,.~ Document BC5-AFZ-B21 Documentnummer: BC5-AFZ-B21 Revisie: 1 dd Project: Tweede Beneluxtunnel Onderdeel: Berekening van de wigconstructie Bijbehorende tekening: BC5-AFZ-039 e Opdrachtgever Bouwdienst Rijkswaterstaat Van Hattum en Blankevoort bv Korenmolenlaan 2 Projectnummer W1815 Postbus 525 Datum ' AM Woerden Tel: Fax:

3 IL Van Hatturn en Blankevoort bv Korenmolenlaan 2 Postbus AM Woerden Tel: Project Onderdeel Projectnummer Documentnummer : Revisie Tweede Beneluxtunnel Berekening van de wig constructie W1815 BC5-AFZ-B21 1 dd Inhoudsopgave Hoofdst. Omschrijving Blz. Inleiding 2 2 Gerraadpleegde normen en richtlijnen 3 3 Randvoorwaarden en uitgangspunten 4 4 Belastingen op de wigcontructie Berekening wiggen en bepaling van de wapening BepaHng van de optredende spanningen Plaatsingstolerantie van de wiggen Wrijvingskrachten Bepaling van de wapening Hijsvoorzieningen Hijsvoorziening per wig Hijsvoorziening voor de wigconstructie Wapening t.b.v. het transport Keuze van de wapening Resumé 12

4 Van Hattum en Blankevoort bv Project Tweede Beneluxtunnel! e Korenmolenlaan 2 Onderdeel Berekening van de wigconstructie Postbus 525 Projectnummer W1815 I 3440 AM Woerden Documentnummer : BC5-AFZ-B21 Tel: Revisie 1 dd I 1 Inleiding: In het afzinkproces wordt steeds een nieuw element afgezonken en met een rubberen Gina-profiel tegen het voorgaande element aangelegd. Tussen het kopschot van dit element en dat van het voorgaande element blijft een ruimte over. Door het leegpompen van deze ruimte tussen de elementen ontstaat een onderdruk waardoor het ( nog onqeballaste ) element tegen het reeds eerder afgezonken element aangetrokken wordt. TE 5 aan de andere oever wordt op dezelfde wijze afgezonken. Dan zal uiteindelijk een ruimte tussen TE 5 en 6 overblijven, de sluitvoeg. De sluitvoeg wordt na het plaatsen van de wiggen en de sluitvoegbekisting eveneens drooggezet. De hydrostatische druk op de kopschotten van TE 5 en 6 zal bij het droogzetten door de wigconstructie overgenomen worden. Dit om te voorkomen dat de Gina profielen zullen ontspannen. Er worden twee wigconstrueties gemaakt die t.p.v. de buitenwanden geplaatst zijn. Elke wigconstructie bestaat uit twee wiggen met bijbehorende staalconstructie (strippen, opteqstoet, zijgeleiding, e.d.). De wiggen worden in twee fasen gemaakt, namelijk: Van elke wigconstructie wordt eerst één wig gestort. Na inmeten van de sluitvoeg wordt van elke wigconstructie de tweede wig gestort. Na het inmeten zullen de wiggen binnen een dag of twee geplaatst moeten worden (dus na een dag ontkisten). Bij het storten van de tweede wig maakt men gebruik (contramallen) van de reeds eerder gemaakte wiggen. Na het plaatsen van de sluitvoegbekisting en het droogzetten van de sluitvoeg moet de wigconstructie de volledige hydrostatische waterdruk opnemen (ongeveer 14 dagen later). De wiggen zullen dus binnen een tweetal weken sterk genoeg moeten zijn om de volledige hydrostatische druk van de kopschotten op te kunnen nemen. Dit betekent dat de betonkubus druksterkte (normaal na 28 dagen) nu al binnen twee weken gehaald moet worden. Na overleg met de betontechnoloog dhr. E. Freriks van Van Hattum en Blankevoort is gebleken dat dit wel te halen is. In dit document worden de plaats en theoretische afmetingen, alsmede de wapening van deze wiggen bepaald. Het zwaartepunt van de wiggen komt in principe gelijk te liggen met het zwaartepunt van de TE-en 5 en 6. Echter door de helling van de TE-en (ongeveer 1:22) zal een afwijking van de zwaartelijnen ontstaan (zie ook tekening BC5-AFZ-039). Verder is het niet eenduidig bepaald waar de wiggen tegen de secundaire zijde van de TE-en aan zullen liggen. E.e.a. wordt in de uitgangspunten nader omschreven. Als referentle voor de peilmaten wordt uitgegaan van de hoogte ter plaatse van de lengte as van de tunnel in het hart van de sluitvoeg. Daarnaast wordt de wiglengte zodanig bepaald dat de wiggen geheel aanliggen tegen het wandvlak en niet deels tegen het vloer- of dakvlak. Dit in verband met het beperken van de kopvlaktoleranties. De in te storten staalplaat in TE 5 en 6 kan nu alleen in de buitenwanden worden geplaatst (niet deels in de wanden en deels in de vloer)

5 Van Hattum en Blankevoort bv Korenmolenlaan 2 Postbus AM Woerden Tel: Project Onderdeel Projectnummer Documentnummer : Revisie Tweede Beneluxtunnel Berekening van de wigconstructie W1815 BC5-AFZ-B21 1 dd ! 2 Geraadpleegdenormen en richtlijnen NEN 6702 NEN 6770 NEN 6772 NEN 6720 TGB-1990 TGB 1990 TGB 1990 TGB 1990 Belastingen en vervormingen Staalconstructies; Basiseisen en basisregels voor overwegend statisch belaste constructies Verbindingen VBC 1995; Constructieve eisen en rekenmethoden Constructiestaal volgens NEN-EN (1991) De staal kwaliteit van stalen onderdelen is FE 360 met een rekenwaarden voor de vloeigrens van f yd = 235 N/mm 2 De betonkwaliteit van de wiggen is B45 (reeds na 14 dagen) f b = 27.0 N/mm 2 f b = 1.65 N/mm 2 Betondekking 40 mm 1 Triplex met een dikte van 4 mm 1 (gegevens uit literatuur gehaald). "Bezwijkdruk" ongeveer 5 N/mm 2 (waarbij de indrukking ongeveer van 0% naar 50% van de materiaaldikte oploopt) Toelaatbare druk meer dan 25 N/mm 2 (uit proeven en uit literatuur gehaald, waarbij de vervorming (indrukking) niet substantieel oploopt)

6 Van Hattum en Blankevoort bv Korenmolenlaan 2 Postbus AM Woerden Tel: Project Onderdeel Projectnummer Documentnummer : Revisie Tweede Beneluxtunnel Berekening van de wigconstructie W1815 BC5-AFZ-B21 1 dd Randvoorwaarden en uitgangspunten Bij de dimensionering van de wig constructie zijn de volgende uitgangspunten en randvoorwaarden aangehouden. Maximale waterstand (HHW) in de rivier 3+ NAP (dus geen stormvloed niveau van NAP). Gemiddeld hoog water (GHW) is 1.5+ NAP Gemiddeld laag water (GLW) is O.S' NAP Hoogteligging van TE 5 en 6 secundair: Bovenzijde TE 8.374" NAP Onderzijde TE " NAP Afmeting van de kopvlakken. Breedte *0.6 = m 1 Hoogte = m 1 Maximaal gewicht zout water Pwater 1020 kg/m 3. Minimaal gewicht zoet water Pwater 1000 kg/m 3. Wig afmeting hoogte*breedte 4000mm 1 * 600mm 1 (breedte sluitvoeg ongeveer 1.2 m \ Effectief oppervlak dat in rekening wordt gebracht omdat triplex als drukverdelendelaag wordt toegepast, is 100% van de lengte en breedte van de wigconstructie. Veiligheidsfactor y = 1.2. Zwaartepunt van de wiggen gelijk aan zwaartelijn van de TE-en. Het zwaartepunt van de wiggen is afhankelijk van de plaatst van het zwaartepunt van het water dat tegen het kopvlak drukt. Verder is het zwaartepunt afhankelijk van de plaats waar de wigconstructie aan zal liggen. Het is dus goed mogelijk dat er een kopmoment kan ontstaan door excentriciteiten. In de voorspanberekening (BC5-AFZ-B03) is al rekening gehouden met het verschil tussen de centrisch (zwaartelijn van de TE-en) aangenomen waterdruk en de verlopende hydrostatische waterdruk dat een kopmoment introduceert. De wiggen (in langsrichting) mogen gaan scheuren omdat daardoor de belasting gaat herverdelen naar het effectief oppervlak. De betonkwaliteit B45 al na ongeveer 14 dagen wordt gehaald. (rekenparameters van de VBC aanhouden). De TE-en d.m.v. staalplaten worden versterkt en dus voor bezwijken niet maatgevend zullen zijn (zie controle berekening doc. nr.: RWS). Mimimale wapening in de wiggen wordt gestopt (alleen de beton bijelkaar houden en het voorkomen van brosse breuk).

7 Van Hattum en Blankevoort bv Korenmolenlaan 2 Postbus AM Woerden Tel: Project Onderdeel Projectnummer Documentnummer : Revisie Tweede Beneluxtunnel Berekening van de wig constructie W1815 BC5-AFZ-B21 1 dd Belastingen op de wigconstructie De belasting op de wigconstructie bestaat voornamelijk uit de hydrostatische waterdruk op de kopvlakken. Andere belastingen die op de wigconstructie kunnen werken zijn scheepsbelastinqen. Deze belastingen kunnen bestaan uit neerdrukking/zuiging of zijdelinkse scheepskrachten. Hiermee wordt vooral de verschilbelasting tussen TE 5 en 6 bedoeld. De invloed van de scheepsbelasting is een orde kleiner dan de belasting uit de hydrostatische waterdrukken uit de kopvlakken en zal hier buiten beschouwing worden gelaten. Bepaling drukresultante bij verschillende waterstanden en zoutgehalten valversnelling = 9,81 m/s 2 hoogte o.k. vloer = -17,259 m NAP t.p.v. hoofdas en hart sluitvoeg hoogte nok tpv dek = -8,374 m NAP.. Hoogte kopvlak TE = 8,885 m' Opp. Kopvlak 412,71 m 2 Breedte kopvlak TE = 46,450 m 1 Water- massa Druk druk Resultante plaats Totale horizontale stand water Boven onder tov o.k. belasting op kopvlak (m NAP) kg/m J kn/m~ kn/m~ kn/m' m' kn -0, ,2 164,4 1073,5 3, ,8 167,7 1095,0 3, ,9 184,0 1247,9 3, ,8 187,7 1272,8 3, '~ ,6 198,7 1378,6 4, ,8 202,7 1406,2 4,

8 Van Hattum en Blankevoort e \ ~l dj \&-o~ ~'\ at: 1"\(\ : ct;- ftl1:- - ~ '2.1 werknr.:~ L~.!..? t:/, datum:..\....=..9..::s. ~.~..j. betreft:..:::::::::::: ~ ::.~ :::1J::~..:: naam:..~}1y.t.-'. blo nr.: (;1.. van.t1... ~ t.;l ~~ \.1 ~R AI f)-z. c= ~ A,'j. 2 1 j,p JI'b \H.1~~"1II'!>-K;;; }=, /1 ~ <s. Q af!.. a b ~il6bj<:vtc::>o j::::.á{+ 2St ;,. ~ooo J;::- AI +).. ;:;-2.,6/+ 60() '" <'1.,;, := <3 a. e :::--l> :"Z,:;,o J!. s: 6" b ::::":>.00<> b;:: a. b T'2?b"" 600 b" ~ b <Î d..... IC>'SO b «. '5 <::tb»- -z.2.c)0 b;; "S,e.: \~.'S~

9 en Hattum en Blankevoort ~ werknr.:..i.~.!5( ~~~... }atum:.\.6.::-.q3.:::- ~.%~. ~ \ J,( \s.- oe;',,:;". be_~.'#.jt-.. naamsl::tkt ï... ~c S" - ~ _ {5'2 \ ~... bi. nr.:..d... van 2. A~~ -=- ~ =-.!1:z 0 '1 w ~I?.. Lw"" Î-J( \ X b.-'{.ft?.s: '7.-'; ~ ~ X ol & --':'1..\-2\::. >;<. 'M'1:> O""~ A'fi~, UJ wevu.);) ~ lil) +- 't'3..:=' ~~1 wed~~~ I~t. & tjj"",,_? L,9\) \J/~,--,~ ~ ~,

10 Van Hattum en Blankevoort tb ~ i: J.l \&-o<;'<i:\ <rz.v\('i~ - ~2--g'?l ~.vlol WIG WIG 1 ~ 1- I (kj~ LA -l~,o~' ~ 4 IJ/Á., ~ 6~4~ ~ I~' [.,..,.,,)1 r "..aa -- ~ -. """" t \""-, ~.Jv \.-.J~ ~~ \t>~ "t<:j\} ~~~ ~~o~~j c;.~ ~"

11 Van Hattum en Blankevoort e ~ \ di t&-og'~) fb<:.'s - ~ - ~ 2 I werknr.; betreft: t?!.5..(*"?~.j>!::.~:~~ll.'j... datum:..\ ~..9..::>..~.~.j "'..~ ~ ~: :-...naam:..7.. tl.v\.. ~ bi. nr.: van L~L. ~ ~'a:r- ~A~~ o..~~~<f~~ ~ O"k~v-,J.~O ~~ ~ rrwj~ T ~'; - ~4 -r ~ Cl~ -sp~.a ~...,,, '). -JU~~~ vlj ~. Ov"..i.: ~ ~ ~ \)~,1 ~~. W ~ ~ 0 ;1.1 ~ til! & C:;-ov [~I)':: v(~cs 1..:'} C\J~c o.d ~.~~. 2,.&2 ~q..~~ G\'2)(\.{)(Cl/JZ7C)OO=: 7?~' o 1, ~o~ A" U ~ Î \J~ W ~ ~ ('"'0 I»t2~~ Jr~ ~~

12 Van Hattum en Blankevoort & ~\t \J) (g,-o~\ ~~, ~(C) CS?) ~. betreft: '~"~"'-:::-"'" dat"m\6,~:>\~!\ naam: ""SH,~",,,,,,,.,,,,,..,,,,,,.,,.,...,.,. "''''''''."""."."", ", "~""".",.".""...".,, bi. nr.:.",,,j.~,:,,,,,..van ""..\..'2.,,,,,,,,,...,,. WI'(J <;o<f> ~ d' ~ b;:: 0) l,~. Il- ol ;- ~) ),l( O,?" ') '" 0 '1 \'VI "" 5.5 ~~~.. c- "f ~ ~. )?y,~~w;}' - ~~ r"''d Lw~4-~r) - ~( ~J. '2 <W~

13 Van Hattum en Blankevoort tb,clj,i-oe,'oj\ ~ (I: 6.cS"- ~- P; '2\ werknr.: 1~.~.?:(.?.~~!;) datum:..~..6.::: 1J.3 ~.~~. -~~.'~ " ::~~~',~!~

14 J.~.t'l....{L.~.~} datum:..\..6.:-::..9..:1.~"'~'1"""'''''''''''' betreft:.~."""'... M~Stl'1..~.t... bi. nr.: \~ van...j.~. werknr.: 5'9~ -\ ÓJ ~ \..:L J( IL r:::'-"\-' 61.e, I:H.ol~ Cl l' X \--tolu( 01~K ~Oo = It-t '1,6 WlJ r.. 0l~ ~b>- 0tll\~,,6C)':::: 0)66 fie-""~ yj~'r Ij.." J.. ~' CJ "'''b ~ flj