NGO studiebijeenkomst 13 september 2005

Transcriptie

1 Geokunststoffen in de spoorwegbouw Geokunststoffen in de spoorwegbouw Spoorbaanverbeteringsproject (vervanging bovenbouwconstructie) Theo Huybregts, ingenieursbureau Geologics s-hertogenbosch Geogridwapening wordt al enige jaren in Nederland en ook in andere landen succesvol toegepast onder de spoorbaan. De lezing zal specifiek ingaan op de volgende onderwerpen: 1. Onderzoek en ervaringen met de toepassing van wapening in spoorwegfunderingen en het herkennen van (potentiële) problemen in spoorwegfunderingen. 2. Ontwerpaspecten voor het toepassen van wapening in spoorwegconstructies. De selectie van het type, de kostenaspecten en de voordelen van deze toepassingen. Als voorbeeld zal worden ingegaan op de toepassing van s bij spoorprojecten in omgeving Deventer. Studiebijeenkomst NGO 13 september Geokunststoffen in de spoorwegbouw Inleiding en toepassing van wapening Onderzoek en ervaringen met wapening in spoorbanen Case-studies van actuele projecten in Oost-Nederland Ervaringen in spoorwegbouw 1. Ballastwapening 2. Funderingswapening 3. Gewapende grondconstructies 4. Bouwen op slecht draagkrachtige grond 5. Erosiebeheersing Stabilisatie van het ballastbed Spoorwegfunderingen Ballast fundering Spoorverbetering met kettinghor Geokunststoffen in de spoorwegbouw 1

2 Spoorwegfunderingen Spoorwegfunderingen Ballast Fundering verbetering draagkracht HSL Antwerpen - Nederland Gewapende constructies flexibele vormgeving begroeiing mogelijk; ecologische / esthetische inpassing vermindering ruimtegebruik duurzaam, veilig en betrouwbaar producten en systemen zijn gecertificeerd (BBA) NS : Amersfoort Wapening en stabilisatie ophogingen Voordelen: tijd EN zettingbeheerst ontwerpen mogelijk verminderen differentiële zettingen snelle bouw mogelijk door tijdelijke of permanente stabiliteit verschillende oplossingen afhankelijk van de beschikbare tijd Geokunststoffen in de spoorwegbouw 2

3 Gewapende granulaatmatras NMBS: HSL-lijn nabij Halle Tensar SS L HSL-lijn nabij Halle : palen HSL-lijn nabij Halle : gewapend matras Aardebaan op palen (BS8006) Railtrack: : Battersea bridge Zeer hoge treksterkte! Geokunststoffen in de spoorwegbouw 3

4 Railtrack: Battersea bridge Erosiebeheersing voordelen: duurzame producten wapening van de vegetatie uitgebreid getest ruime ervaring in de praktijk UK: Victoria line Anti-erosiemat Geokunststoffen in de spoorwegbouw Inleiding en toepassing van wapening Onderzoek en ervaringen met wapening in spoorbanen Case-studies van actuele projecten in Oost-Nederland Onderzoek naar werking s in spoorbanen Bathurst (1985) British Rail (1994) Slowakije (2000) Taiwan (2003) Geokunststoffen in de spoorwegbouw 4

5 Bathurst (1985) Bathurst resultaten Verticale, dynamische belasting op ballast (85 kn, 0,5 Hz) Toepassing van diverse typen : zeer slap tot stijf Toepassing van diverse ballastdikten Toepassing met en zonder Variatie van ligging van het Bathurst conclusies Het reduceert de permanente vervormingen Het effect van het word beduidend beter hoe slapper de De ligging van het is van invloed, maar in de praktijk voornamelijk bepaald door stopdiepte en hordiepte De permanente vervorming bij slappere tot slappe is de helft bij de toepassing van het British Rail research (1994) Bepaling snelheid permanente vervorming Full-scale test met dynamische actuator Toepassing van diverse stijfheden Toepassing met en zonder Dynamische beproeving op s Dynamische beproeving op s Geokunststoffen in de spoorwegbouw 5

6 Dynamische beproeving op s Werking bij dynamisch belastingen British Rail research: conclusies Slowakije: : Brno - Břeclav Een ballastlaag gewapend met een bereikt nagenoeg een zelfde stijfheid als een ongewapende ballastlaag op een goede Minder permanente zetting en daardoor geringe onderhoudsfrequentie Maakt de spoorweg geschikt voor hogere snelheden Slowakije: : Brno - Břeclav average Metingen verbetering draagkracht Unreinforced Reinforced Belastingspreiding zonder Geokunststoffen in de spoorwegbouw 6

7 belasting gespreid over groter oppervlak Zwaardere belasting is mogelijk China Steel Compagny (2003) t t r A A Tot 40% reductie van funderingsmateriaal met gelijkblijvende draagkracht China Steel Compagny (2003) China Steel Compagny (2003) Geokunststoffen in de spoorwegbouw 7

8 Conclusies onderzoek Uitgebreid onderzoek naar velerlei relevante aspecten leert dat s zijn bij uitstek geschikt in spoorwegtoepassingen: Stabilisatie door interlocking Verhoging van draagvermogen 3-5 keer Reductie van onderhoud aan ballastsporen Belangrijke criteria: Torsiestijfheid en knooppuntsterkte bepalen interlocking Aangetoonde reductie van funderingsdikte of verhoging van draagkracht of stabilisatie van ballast Duurzaamheid is belangrijk criteria voor lange termijn performance Lopend onderzoek Fundamenteel onderzoek naar optimalisatie van het ontwerp van spoorfunderingen met s Sponsor Royal Society Network Rail, Tensar International en andere partners (consultant, aannemer, computerexperts) Coördinatie en projectmanagement door Nottingham University Start 2003 Eind Budget pond (ca euro) UK Royal Society UK Royal Society Knooppunt Rasteropening Rib Rasteropening = 1.3 x D 50 Funderings- en ballastwapening Kinney: torsiestijfheid specifieke kenmerken van s treksterkte ontwikkelen bij geringe vervorming vormvaste rasteropening grote knooppuntsterkte rechthoekige ribdoorsnede hoge torsiestijfheid Geokunststoffen in de spoorwegbouw 8

9 Certificering! Geokunststoffen in de spoorwegbouw Inleiding en toepassing van wapening Onderzoek en ervaringen met wapening in spoorbanen Case-studies van actuele projecten in Oost- Nederland Spoorwegfunderingen Baanvak Enschede - Gronau Ballast Fundering Baanvak Enschede - Gronau Stationemplacement Zutphen Geokunststoffen in de spoorwegbouw 9

10 Stationemplacement Zutphen Stabilisatie van het ballastbed Ballast fundering Installatie methode Baanvak Deventer - Olst Installatie met hor- en stopmachines Baanvak Deventer - Olst Baanvak Dieren Zutphen (controle) Abb. 9 Abschnitt mit Geogitter und Vlies: Hohe Tragfähigkeit Geokunststoffen in de spoorwegbouw 10

11 Twee-laagse Constructie Baanvak Deventer Zwolle station Wijhe Ballast Fundering Tensar SS s Laag 2 Laag 1 Baanvak Deventer Zwolle station Wijhe Baanvak Deventer Zwolle station Wijhe Baanvak Wijhe - Olst Baanvak Wijhe - Olst Geokunststoffen in de spoorwegbouw 11

12 Baanvak Wijhe - Olst Baanvak Wijhe - Olst Baanvak Wijhe - Olst Geokunststoffen in de spoorwegbouw 12