Door de huidige verkeersdrukte komt het steeds vaker voor dat de verschillende soorten verkeer van elkaar dienen te worden gescheiden. Hiermee wordt een vlotte en veilige doorstroming van het snelverkeer beoogd en een betere bescherming van fietsers en voetgangers gerealiseerd. De laatste jaren is het de trend dat de gelijkvloerse oversteekplaatsen in toenemende mate vervangen worden door ongelijkvloerse kruisingen.
Deze kunnen bestaan uit tunnels onder de weg door of viaducten over de weg heen. Een tunnel is in het algemeen kostbaarder dan een viaduct, doch is minder storend in het landschap of stadsbeeld. Dit vraagt meestal wel een langdurige en kostbare reconstructie van weg en kruising. De hiermee gepaard gaande overlast voor het verkeer kan aanzienlijk worden beperkt door toepassing van geprefabriceerde betonelementen, eventueel in combinatie met de trekmethode.
Tunnel
Tunnels in geprefabriceerde uitvoering
Door de grote ervaring van Giverbo op het gebied van nagespannen duikerelementen werden tunnels in geprefabriceerd beton reeds in het begin van de zeventiger jaren door ons uitgevoerd. Deze eerste prefab tunnels werden toegepast voor voetgangers en/of fietsers of als veetunnels. In de meeste gevallen werden ze aangelegd in een weg in ophoging, waardoor de beëindigingen eenvoudig waren uit te voeren. De waterdichtheid van de voegen was hierbij gemakkelijk te realiseren.
In de loop van de tijd echter namen de vragen van de opdrachtgevers toe om ook in moeilijkere situaties van alle voordelen van geprefabriceerde tunnels te profiteren.
Ook stegen de eisen ten aanzien van kwaliteit en uiterlijk. Ter verbetering van de rechthoekige doorsnede heeft Giverbo in 1975 een speciale stalen mal ontwikkeld, die het mogelijk maakt elementen met wijkende wanden te fabriceren. De breedte aan de bovenzijde is daarbij groter dan die aan de voet, hetgeen de tunnel ruimtelijker maakt. Nagenoeg al onze tunnels worden dan ook in deze vorm uitgevoerd.
Door de grote ervaring van Giverbo op het gebied van nagespannen duikerelementen werden tunnels in geprefabriceerd beton reeds in het begin van de zeventiger jaren door ons uitgevoerd. Deze eerste prefab tunnels werden toegepast voor voetgangers en/of fietsers of als veetunnels. In de meeste gevallen werden ze aangelegd in een weg in ophoging, waardoor de beëindigingen eenvoudig waren uit te voeren. De waterdichtheid van de voegen was hierbij gemakkelijk te realiseren.
In de loop van de tijd echter namen de vragen van de opdrachtgevers toe om ook in moeilijkere situaties van alle voordelen van geprefabriceerde tunnels te profiteren.
Ook stegen de eisen ten aanzien van kwaliteit en uiterlijk. Ter verbetering van de rechthoekige doorsnede heeft Giverbo in 1975 een speciale stalen mal ontwikkeld, die het mogelijk maakt elementen met wijkende wanden te fabriceren. De breedte aan de bovenzijde is daarbij groter dan die aan de voet, hetgeen de tunnel ruimtelijker maakt. Nagenoeg al onze tunnels worden dan ook in deze vorm uitgevoerd.
Gemeente Lisse
Tunnel onder de rondweg uitgevoerd met prefab opritten.
Breedte: 5.00 / 5.50 m
Hoogte: 2.60 m
Totale lengte: 129.00 m
Voordelen van geprefabriceerde tunnels:
- snelle bouwtijd;
- korte bronneringstijd;
- wanden in gestructureerd beton mogelijk;
- uitvoering als nagespannen constructie;
- gegarandeerde waterdichtheid;
- uitvoering als trektunnel mogelijk;
- gegarandeerde kwaliteit.
Inmiddels hebben wij vele voetgangers-/fietstunnels, die geheel of gedeeltelijk in het grondwater liggen, compleet met opritten in prefab uitgevoerd. Ook tunnels voor autoverkeer zijn door ons aangelegd.
Voor de kwaliteit van ons product is het belangrijk te weten dat al vanaf 1 januari 1981 onze tunnelelementen onder KOMO-certificaat worden geleverd. Sinds 1997 zijn wij in het bezit van het NEN-EN-ISO 9001- certificaat. Ook het ISO 14001 en het MVO-certificaat zijn inmiddels behaald.
- snelle bouwtijd;
- korte bronneringstijd;
- wanden in gestructureerd beton mogelijk;
- uitvoering als nagespannen constructie;
- gegarandeerde waterdichtheid;
- uitvoering als trektunnel mogelijk;
- gegarandeerde kwaliteit.
Inmiddels hebben wij vele voetgangers-/fietstunnels, die geheel of gedeeltelijk in het grondwater liggen, compleet met opritten in prefab uitgevoerd. Ook tunnels voor autoverkeer zijn door ons aangelegd.
Voor de kwaliteit van ons product is het belangrijk te weten dat al vanaf 1 januari 1981 onze tunnelelementen onder KOMO-certificaat worden geleverd. Sinds 1997 zijn wij in het bezit van het NEN-EN-ISO 9001- certificaat. Ook het ISO 14001 en het MVO-certificaat zijn inmiddels behaald.
Ontwerp
Het uitgangspunt voor een ontwerp met geprefabriceerde elementen is altijd een complete nagespannen koker, waardoor een monolithische constructie ontstaat.
Hierbij zijn de volgende gegevens van belang:
- Welke verkeersdeelnemers gaan de tunnel gebruiken? Hieruit volgen de inwendige afmetingen en de eventuele helling
van de toeritten.
- Welke verkeersbelasting moet worden aangehouden?
- Hoe is de draagkracht van de ondergrond of wat is de toelaatbare grondspanning voor een fundatie op staal?
- Wat is de ligging ten opzichte van het maaiveld: ligt de tunnel in een ophoging of moet hij ingegraven worden?
- Wat is de maximale grondwaterstand die ooit kan optreden in verband met de waterdichtheid en de eventuele kans op opdrijven?
- Kan het wegverkeer op de te kruisen weg al dan niet onderbroken worden of misschien alleen in het weekeinde?
- Zijn er speciale wensen voor het uiterlijk van de tunnel?
Nadat in overleg tussen de opdrachtgever en onze technici op al deze vragen een antwoord is gegeven, kan door ons een compleet ontwerp inclusief een vrijblijvende offerte worden uitgebracht.
Hierbij zijn de volgende gegevens van belang:
- Welke verkeersdeelnemers gaan de tunnel gebruiken? Hieruit volgen de inwendige afmetingen en de eventuele helling
van de toeritten.
- Welke verkeersbelasting moet worden aangehouden?
- Hoe is de draagkracht van de ondergrond of wat is de toelaatbare grondspanning voor een fundatie op staal?
- Wat is de ligging ten opzichte van het maaiveld: ligt de tunnel in een ophoging of moet hij ingegraven worden?
- Wat is de maximale grondwaterstand die ooit kan optreden in verband met de waterdichtheid en de eventuele kans op opdrijven?
- Kan het wegverkeer op de te kruisen weg al dan niet onderbroken worden of misschien alleen in het weekeinde?
- Zijn er speciale wensen voor het uiterlijk van de tunnel?
Nadat in overleg tussen de opdrachtgever en onze technici op al deze vragen een antwoord is gegeven, kan door ons een compleet ontwerp inclusief een vrijblijvende offerte worden uitgebracht.
Wanneer hierover overeenstemming is bereikt, worden de detailberekeningen en werktekeningen vervaardigd.
In de meeste gevallen omvat de offerte het totale ontwerp van de tunnel, inclusief de productie, de montage ter plaatse en het waterdicht maken. Alléén in dit geval kunnen wij garantie afgeven voor het geheel.
tek. 1 voegdetail wand/wand
tek. 2 voegdetail dek en vloer
Uitvoering
- alle in het zicht komende naden worden voorzien van vellingkanten;
- op de overgang tussen de wanden en het dek wordt een standaard hoekafschuining aangebracht;
- de kopbalk, die wordt toegepast als beëindiging van het tunneldek, kan in glad, gestructureerd of sierbeton worden uitgevoerd;
- de wanden van de tunnelelementen kunnen met behulp van kunststofbekistingsmatten in gestructureerd beton worden uitgevoerd;
- uitvoering als trektunnel is mogelijk, waardoor de overlast voor het verkeer minimaal is;
- de in het zicht blijvende betonvlakken zijn desgewenst te behandelen met een antigraffiti-coating;
- door sparingen in het dek kunnen lichtopeningen worden aangebracht;
- het gesloten deel van de tunnel kan eventueel worden aangevuld met volledig geprefabriceerde taluds, al dan niet wijkend, met frontmuren die desgewenst kunnen worden bemetseld en van taludtrappen of opritten
worden voorzien.
- op de overgang tussen de wanden en het dek wordt een standaard hoekafschuining aangebracht;
- de kopbalk, die wordt toegepast als beëindiging van het tunneldek, kan in glad, gestructureerd of sierbeton worden uitgevoerd;
- de wanden van de tunnelelementen kunnen met behulp van kunststofbekistingsmatten in gestructureerd beton worden uitgevoerd;
- uitvoering als trektunnel is mogelijk, waardoor de overlast voor het verkeer minimaal is;
- de in het zicht blijvende betonvlakken zijn desgewenst te behandelen met een antigraffiti-coating;
- door sparingen in het dek kunnen lichtopeningen worden aangebracht;
- het gesloten deel van de tunnel kan eventueel worden aangevuld met volledig geprefabriceerde taluds, al dan niet wijkend, met frontmuren die desgewenst kunnen worden bemetseld en van taludtrappen of opritten
worden voorzien.
Gemeente Kampen
Gemeente Harderwijk
Fabricage
De tunnelelementen worden gestort in een stalen mal, waardoor een gladde en strakke vormgeving wordt verkregen.
Door ons unieke malsysteem met verwisselbare passtukken is het mogelijk op een efficiënte en goedkope wijze een grote variatie in inwendige afmetingen te realiseren.
In de meeste gevallen is de wand-, bodem- en dekdikte gelijk, maar dit is niet noodzakelijk. Ook consoles voor stootplaten kunnen direct worden meegestort indien stootplaten moeten worden toegepast.
Afmetingen
De speciale mal voor tunnelelementen met wijkende wanden is ontworpen op een inwendige hoogte van 2.60 m. Na het aanbrengen van een slijtlaag met afschot blijft in de tunnel nog voldoende vrije ruimte over.
Het is echter ook mogelijk de elementen uit te voeren met een inwendige hoogte van 2.75 m of 3.00 m. Het verschil in breedte tussen dek en bodem bedraagt bij de hoogte van 2.60 m totaal 0.50 m. De inwendige breedtemaat van deze tunnelelementen loopt vanaf 3.50 m in stappen van 0.50 m op tot maximaal 8.00 m. De elementlengte bedraagt bij de tunnelelementen 1.25 m, waardoor het aantal naden wordt beperkt. De dikten van wanden, dek en bodem worden afzonderlijk berekend uit de grootte van de overspanning van de tunnel in combinatie met de optredende verkeersbelasting. Gekozen kan worden uit 200, 250, 300, 350 en 400 mm dikte. Tunnelelementen met wijkende wanden worden slechts geleverd in dikten vanaf 250 mm.
Door ons unieke malsysteem met verwisselbare passtukken is het mogelijk op een efficiënte en goedkope wijze een grote variatie in inwendige afmetingen te realiseren.
In de meeste gevallen is de wand-, bodem- en dekdikte gelijk, maar dit is niet noodzakelijk. Ook consoles voor stootplaten kunnen direct worden meegestort indien stootplaten moeten worden toegepast.
Afmetingen
De speciale mal voor tunnelelementen met wijkende wanden is ontworpen op een inwendige hoogte van 2.60 m. Na het aanbrengen van een slijtlaag met afschot blijft in de tunnel nog voldoende vrije ruimte over.
Het is echter ook mogelijk de elementen uit te voeren met een inwendige hoogte van 2.75 m of 3.00 m. Het verschil in breedte tussen dek en bodem bedraagt bij de hoogte van 2.60 m totaal 0.50 m. De inwendige breedtemaat van deze tunnelelementen loopt vanaf 3.50 m in stappen van 0.50 m op tot maximaal 8.00 m. De elementlengte bedraagt bij de tunnelelementen 1.25 m, waardoor het aantal naden wordt beperkt. De dikten van wanden, dek en bodem worden afzonderlijk berekend uit de grootte van de overspanning van de tunnel in combinatie met de optredende verkeersbelasting. Gekozen kan worden uit 200, 250, 300, 350 en 400 mm dikte. Tunnelelementen met wijkende wanden worden slechts geleverd in dikten vanaf 250 mm.
Montage
Tijdens de montage worden de elementen in één of enkele dagen aangevoerd en direct op de fundering gesteld. Na het aanbrengen van de voorspankabels en het vullen van de voegen wordt de tunnel afgespannen en vervolgens geïnjecteerd. Wanneer de tunnel in het grondwater ligt en een waterdichte uitvoering ten volle gegarandeerd dient te worden, zal de gehele uitvoering door ons worden verzorgd. In andere gevallen zijn de montagewerkzaamheden eventueel door derden uit te voeren. Indien het gesloten tunneldeel in één fase wordt geplaatst, kan de montage door ons personeel in een zeer korte periode worden uitgevoerd (circa 1 week). Hierdoor ontstaat een minimale overlast voor het verkeer en een geringe wateronttrekking.
Onze montage-afdeling is in het bezit van het V.C.A.*-certificaat.
Waterafvoer
Voor de afvoer van regen- en smeltwater worden gootconstructies aangebracht. Vooral bij tunnels met toeritten is dit noodzakelijk. Veelal worden deze goten vlak bij de overgang van het open naar het gesloten gedeelte geplaatst. Ze worden afgedekt met speciale roosters en aangesloten op de riolering, eventueel via een pompput.
Ook deze elementen kunnen door ons worden geleverd, en completeren daarmee onze opdracht.
Onze montage-afdeling is in het bezit van het V.C.A.*-certificaat.
Waterafvoer
Voor de afvoer van regen- en smeltwater worden gootconstructies aangebracht. Vooral bij tunnels met toeritten is dit noodzakelijk. Veelal worden deze goten vlak bij de overgang van het open naar het gesloten gedeelte geplaatst. Ze worden afgedekt met speciale roosters en aangesloten op de riolering, eventueel via een pompput.
Ook deze elementen kunnen door ons worden geleverd, en completeren daarmee onze opdracht.
Constructie
Bij de toepassing van geprefabriceerde elementen voor een tunnel zijn een blijvende vormvastheid en standzekerheid van het geheel dwingende eisen. Elke naad tussen de elementen wordt zodanig geconstrueerd, dat onderlinge verschuiving of verdraaiing wordt uitgesloten.
Aan deze voorwaarden wordt door ons voldaan door de tunnel in de lengterichting na te spannen, zodat één monolithische constructie onstaat.
Uit de optredende verkeersbelasting en de tegendruk van de ondergrond kunnen de maximale langsmomenten in de koker, volgens het systeem van een elastisch ondersteunde ligger, worden berekend.
Uit deze langsmomenten worden het aantal spaneenheden en de plaats ervan bepaald. Bij het voorspannen wordt in de meeste gevallen gebruik gemaakt van spankabels samengesteld uit vier of meer ½”-strengen FeP-1860.
Bij korte tunnels of bij tunnels die in meerdere fasen dienen te worden gemonteerd, kunnen Dywidag-spanstaven Ø265 mm FeP-1030 worden toegepast. De elementen worden aan één zijde voorzien van een afstandhouder ter dikte van de voegconstructie. De beide voegvlakken worden ruw gemaakt teneinde een goede aanhechting te krijgen tussen tunnelelementen en voegmateriaal. De combinatie van voegconstructie, voorspanning met aanhechting en montage door eigen personeel garandeert een waterdichte tunnel.
Bij de toepassing van geprefabriceerde elementen voor een tunnel zijn een blijvende vormvastheid en standzekerheid van het geheel dwingende eisen. Elke naad tussen de elementen wordt zodanig geconstrueerd, dat onderlinge verschuiving of verdraaiing wordt uitgesloten.
Aan deze voorwaarden wordt door ons voldaan door de tunnel in de lengterichting na te spannen, zodat één monolithische constructie onstaat.
Uit de optredende verkeersbelasting en de tegendruk van de ondergrond kunnen de maximale langsmomenten in de koker, volgens het systeem van een elastisch ondersteunde ligger, worden berekend.
Uit deze langsmomenten worden het aantal spaneenheden en de plaats ervan bepaald. Bij het voorspannen wordt in de meeste gevallen gebruik gemaakt van spankabels samengesteld uit vier of meer ½”-strengen FeP-1860.
Bij korte tunnels of bij tunnels die in meerdere fasen dienen te worden gemonteerd, kunnen Dywidag-spanstaven Ø265 mm FeP-1030 worden toegepast. De elementen worden aan één zijde voorzien van een afstandhouder ter dikte van de voegconstructie. De beide voegvlakken worden ruw gemaakt teneinde een goede aanhechting te krijgen tussen tunnelelementen en voegmateriaal. De combinatie van voegconstructie, voorspanning met aanhechting en montage door eigen personeel garandeert een waterdichte tunnel.
Gemeente Huizen
Tunnel met geprefabriceerde opritten.
Breedte: 5.50/6.00 m
Hoogte: 2.60
Totale lengte: 69.50 m
Gemeente Raalte
Trektunnel onder Rijksweg N35.
Breedte: 5.00/5.50 m
Hoogte: 2.60 m
Totale lengte: 35.00 m
De voordelen van het spansysteem zijn:
1. Monolithisch geheel
Nadat de langsvoorspanning is aangebracht, ontstaat één monolithische constructie en worden zettingsverschillen in de meeste gevallen gecompenseerd.
2. Verlaging van de grondspanning
Plaatselijk optredende belastingsconcentraties op het tunneldek worden door de voorspanning gespreid, om de maximale grondspanning onder de tunnel sterk te verminderen. Een paalfundering zal dan gauw overbodig zijn.
3. Bestand tegen torsie en horizontale krachten
Deze krachten, die kunnen ontstaan door het verkeer, bijvoorbeeld bij scheve kruisingen, of door een grotere gronddekking, worden eveneens door de langsvoorspanning opgenomen, waardoor de voegen gesloten blijven.
4. Direct bereden tunnels
De asfaltlaag kan direct op het wegdek van de tunnel worden aangebracht. De voorspankabels in het dek zorgen voor voldoende spreiding van de aslasten en voorkomen ongelijke doorbuigingen van de verschillende elementdekken ten opzichte van elkaar.
5. Montage in gedeelten is mogelijk
De nagespannen tunnel kan in gedeelten worden gemonteerd, waardoor het mogelijk is om onder een drukke verkeersweg gefaseerd te werken, zonder dat de weg behoeft te worden afgesloten.
6. Uitvoering als trektunnel
Het is mogelijk een tunnel onder een drukke weg door te trekken, zonder overlast voor het verkeer.
1. Monolithisch geheel
Nadat de langsvoorspanning is aangebracht, ontstaat één monolithische constructie en worden zettingsverschillen in de meeste gevallen gecompenseerd.
2. Verlaging van de grondspanning
Plaatselijk optredende belastingsconcentraties op het tunneldek worden door de voorspanning gespreid, om de maximale grondspanning onder de tunnel sterk te verminderen. Een paalfundering zal dan gauw overbodig zijn.
3. Bestand tegen torsie en horizontale krachten
Deze krachten, die kunnen ontstaan door het verkeer, bijvoorbeeld bij scheve kruisingen, of door een grotere gronddekking, worden eveneens door de langsvoorspanning opgenomen, waardoor de voegen gesloten blijven.
4. Direct bereden tunnels
De asfaltlaag kan direct op het wegdek van de tunnel worden aangebracht. De voorspankabels in het dek zorgen voor voldoende spreiding van de aslasten en voorkomen ongelijke doorbuigingen van de verschillende elementdekken ten opzichte van elkaar.
5. Montage in gedeelten is mogelijk
De nagespannen tunnel kan in gedeelten worden gemonteerd, waardoor het mogelijk is om onder een drukke verkeersweg gefaseerd te werken, zonder dat de weg behoeft te worden afgesloten.
6. Uitvoering als trektunnel
Het is mogelijk een tunnel onder een drukke weg door te trekken, zonder overlast voor het verkeer.
doorsnede B-B
Fundatie
Door uitvoering van onze prefab tunnels als nagespannen constructies en door de grote bodembreedte ervan, zijn de grondspanningen onder de tunnel ten gevolge van een verkeersbelasting in het algemeen betrekkelijk gering. Soms zijn ze zelfs lager dan op hetzelfde niveau naast de tunnel. In de meeste gevallen kan daarom een tunnel op staal gefundeerd worden. Slechts in die gevallen, waarin de draagkracht van de ondergrond erg slecht is en/of grote zettingen of zettingsverschillen kunnen optreden, zal een paalfundatie nodig zijn. Ook bij hoge grondwaterstanden kan de opwaartse druk zo groot zijn dat trekpalen een betere oplossing geven.
Voor een fundatie op staal is een schone en droge ondergrond nodig om de elementen te kunnen stellen.
Vaak wordt een grondverbetering aangebracht.
Als stelmogelijkheid voor het gesloten gedeelte kan men een betonnen stelvloer toepassen of twee langsbalken van voldoende sterkte. Deze balken worden vaak in prefab uitgevoerd, zodat de montage sneller verloopt. Als stelmogelijkheid voor opritten wordt een gewapend betonnen stelvloer aangebracht in de juiste taludhelling. Vooral bij de grotere elementen dient tijdens de montage rekening gehouden te worden met het aanzienlijke gewicht van elk element afzonderlijk.
De balken dienen, net als de stelvloer, volkomen vlak en op de juiste hoogte aangebracht te worden, omdat elke afwijking de montage aanzienlijk zal bemoeilijken.
Bij een onderheide constructie kunnen ook twee langsbalken worden gebruikt. In het geval dat de opritten, bestaande uit Naspan-keerwanden, in het grondwater liggen, is een vloer van gewapend beton met een extra aanstorting aan de buitenzijde noodzakelijk.
Door het verkregen contragewicht, ten gevolge van de zandaanvulling, wordt het opdrijven tegengegaan.
Voor een fundatie op staal is een schone en droge ondergrond nodig om de elementen te kunnen stellen.
Vaak wordt een grondverbetering aangebracht.
Als stelmogelijkheid voor het gesloten gedeelte kan men een betonnen stelvloer toepassen of twee langsbalken van voldoende sterkte. Deze balken worden vaak in prefab uitgevoerd, zodat de montage sneller verloopt. Als stelmogelijkheid voor opritten wordt een gewapend betonnen stelvloer aangebracht in de juiste taludhelling. Vooral bij de grotere elementen dient tijdens de montage rekening gehouden te worden met het aanzienlijke gewicht van elk element afzonderlijk.
De balken dienen, net als de stelvloer, volkomen vlak en op de juiste hoogte aangebracht te worden, omdat elke afwijking de montage aanzienlijk zal bemoeilijken.
Bij een onderheide constructie kunnen ook twee langsbalken worden gebruikt. In het geval dat de opritten, bestaande uit Naspan-keerwanden, in het grondwater liggen, is een vloer van gewapend beton met een extra aanstorting aan de buitenzijde noodzakelijk.
Door het verkregen contragewicht, ten gevolge van de zandaanvulling, wordt het opdrijven tegengegaan.
Gemeente Veenendaal
Gemeente Leusden
Tunnel met prefab wandelementen in aanleg.
