Spoor op slappe grond
Inhoud Strak spoor: Wat zijn de problemen? Spoordegradatie: Hoe komt dat? Hoe kun je er mee omgaan? Bepalen van de kwetsbaarheid op netwerkniveau Meten- en monitoren Nauwkeurig modelleren Constructieve maatregelen nemen
Wat zijn de problemen? Hoge kosten voor onderhoud (Delft Cluster 2006) Bij overgangsconstructies en wissels 4 8 maal vaker onderhoud dan vrije baan Slappe ondergrond circa tweemaal vaker onderhoud dan vaste ondergrond Kleinschalig onderhoud ca. 200 milj./jaar 80% t.b.v. liggingscorrecties Onderhoudskosten aansluiting vrije baan kunstwerk ca 25 milj / jaar Trillingshinder (RIVM, 2015) 1,3 miljoen mensen ouder dan 16 jaar wonen op <300 m van het spoor 20% heeft gezondheidsklachten Onder de grenswaarde wordt toch hinder ervaren Prognose nieuwe situaties en effectiviteit reducerende maatregelen onzeker
Wat zijn de problemen? Spoordegradatie en omgevingstrillingen zijn aan elkaar gerelateerd Bron: Cargovibes
Wat zijn de problemen? Wat is de context? Programma Hoogfrequent Spoor Geen vermijdbare storingen Betrouwbare infra voor groeiende goederenmarkt http://www.ntnu.edu/creep
Spoordegradatie: Hoe komt dat? Een samenspel van: Zwaarte van de belasting, kwaliteit van de voertuigen Dynamische respons spoorbaan (opbouw spoorbaan in relatie tot de belasting) Lange termijn zetting als gevolg van belasting (ophogen, ballast) Autonome bodemdaling Hoge grondwaterstanden en neerslag Overgang van hard naar zacht Ondergrond variaties en ondergrond onzekerheid Naverdichting van de ballast Mengen zand en ballast, crushing van de ballast Kritische treinsnelheid Instabiliteit van de aardebaan..
Hoe kun je er mee omgaan? Bepalen van de kwetsbaarheid op netwerkniveau Meten- en monitoren Nauwkeurig modelleren Constructieve maatregelen
Kwetsbaarheid netwerk: autonome bodemdaling
Kwetsbaarheid netwerk: kritische treinsnelheid Bron: Paul Holscher
Kwetsbaarheid netwerk: kritische treinsnelheid Amsterdam-Groningen Amsterdam-Utrecht-Cologne HSL slabtrack Amsterdam-Brussels-Paris Gouda Goverwelle below 200 km/h below 300 km/h above 300 km/h
Kwetsbaarheid netwerk: klimaatverandering Temperatuur, wind Hagel, onweer Neerslag, overstromingen en grondwater Indic a tor Klima a t S c e na rio ve ra nde ringe n voor he t klima a t rond 2050 Na tuurlijke 19 8 1-2 0 10 (2 0 3 6-2 0 6 5 ) va ria tie s = referentie - gemiddeld G L G H W L W H periode over 30 jaar Wereldwijde temperatuurstijging: +1 C +1 C +2 C +2 C Verandering van luchtstromingspatroon: dagelijkse hoeveelheid die eens in de 10 jaar wordt overschreden maximum uurneerslag per jaar Lage Hoge waarde waarde +1,7 tot 44 mm +10% +5,5 tot +11% 15,1 mm/uur Lage waarde Hoge waarde +2,0 tot +13% +3 tot +21% +2,5 tot +22% ± 15% +7 tot +14% +12 tot +23% +13 tot +25% ± 14% Indic a tor Klima a t S c e na rio ve ra nde ringe n voor he t klima a t rond 2085 Na tuurlijke 19 8 1-2 0 10 (2 0 7 1-2 10 0 ) va ria tie s = referentie - gemiddeld periode Wereldwijde temperatuurstijging: +1,5 C +1,5 C +3,5 C +3,5 C Verandering van luchtstromingspatroon: G L G H W L W H Lage waarde Hoge waarde Lage waarde dagelijkse hoeveelheid die eens in de 10 +2,5 tot +2,5 tot 44 mm jaar wordt overschreden +15% +17% maximum uurneerslag per jaar 15,1 mm/uur +8 tot 9 +16% juni 2016 +9 tot +19% +19 tot +40% Hoge waarde over 30 jaar +5 tot +35% +5 tot +40% ± 15% +22 tot +45% ± 14%
Kwetsbaarheid netwerk: klimaatverandering
Meten en monitoren: InSar
Meten en monitoren: InSar PS at the level of the ground. PS at the top of buiding and elevated Light track.
Meten en monitoren: InSar 15
Number of CPT Meten en monitoren: InSar For each homogeneous sub-area, using CPT data, it is possible to define the mean and the standard deviation of cumulative thickness of layers.d
Thickness [m] Thickness [m] Secondary Compression Index (Ca) [-] Meten en monitoren: InSar Cumulative thickness of Peat 10.00 9.00 Before Back Analysis 8.00 After Back Analysis 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 Length [m] 3.00E-03 2.50E-03 2.00E-03 1.50E-03 1.00E-03 5.00E-04 0.00E+00 C parameter of Peat after Back Analysis 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 55 Length [m] 14.00 Cumulative thickness of Clay 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 Before Back Analysis After Back Analysis 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 Length [m]
Settlement [mm] Meten en monitoren: InSar 0-20 -40-60 -80-100 -120-140 -160-180 -200 Forecasting Length [m] 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 6years 10yeasr 20years
Nauwkeurig modelleren: overgangsconstructies Bron: Bruno Zuada Coelho
Nauwkeurig modelleren: overgangsconstructies Densification Consolidation/creep
Nauwkeurig modelleren: overgangsconstructies G7 G3 G1
Nauwkeurig modelleren: overgangsconstructies Enkele treinpassage 1 januari 2008
Nauwkeurig modelleren: overgangsconstructies Displacement Stress Stress increases ~3 times
Nauwkeurig modelleren: overgangsconstructies Conclusies Gouda Goverwelle Een geleidlijke overgang in stijfheid met behulp van een stootplaat is niet voldoende Zorg bij aanleg voor zeer beperkte restzetting (kruip en consolidatie) en voorzie in een onderhoudsprocedure die zorgt voor voldoende verdichting van het ballast ter plaatse van de overgangsconstructie
Maatregelen: Verbeteren waterafvoer
Maatregelen: paalmatras
Maatregel: plaat op palen
Strak spoor: aanbevelingen Inpassen bestaande en nieuwe kennis in ontwerp en onderhoudspraktijk Combineren verschillende datanbronnen om kwetsbaarheid op netwerkniveau te bepalen Proefvakken om verschillende maatregelen te valideren Proefvakken en monitoring om modellen te verbeteren en te valideren