Navigatie in het document kan op de volgende manieren geschieden:

  • Door in het linker deelvenster door te klikken van hoofdonderwerp naar subonderwerpen, totdat het gewenste subonderwerp is bereikt.
  • Door het invoeren van een zoekterm.
  • Door binnen een eenmaal geopend artikel door te klikken op hyperlinks in de tekst.

Het handboek is ingedeeld in een vijftal hoofdonderwerpen:

  • In ‘Introductie’ worden definities en terminologie vastgelegd, wordt ingegaan op de geometrie van tunnels voor verschillende doeleinden en worden bouwmethoden beschreven.
  • In ‘Ontwerpaspecten’ worden allereerst de algemene eisen en beoordelingscriteria omschreven en wordt onderscheid gemaakt tussen de ontwerpaspecten voor de uitvoering en de uiteindelijk te bouwen constructie. Hierbij komen zowel aspecten waarmee rekening moet worden gehouden, als ontwerpmethoden aan bod.
  • In ‘Ontwerpaspecten Definitieve constructie’ en ‘Ontwerpaspecten Uitvoering’ komen de best practices aan bod, waarbij voor zover mogelijk onderscheid is gemaakt tussen tijdelijke en permanente constructies. Met tijdelijke constructies wordt hier vooral verwezen naar constructies die spelen in de bouwfase, dus onder dit hoofdonderwerp zijn de verschillende uitvoeringsprincipes ook uitgebreid terug te vinden.
  • In ‘Uitvoering’ tenslotte worden het uitvoeringsproces en verschillende uitvoeringsmethoden beschreven.

Tand- en kraagconstructies

Artikel nr. 100

Teneinde de moot-, zink- en sluitvoegen van afgezonken tunnels te verdeuvelen kunnen tand- of kraagconstructies worden toegepast. Klassiek is de kraagconstructie, echter de laatste jaren wordt in Nederland (en al eerder in het buitenland) veelal een tandconstructie toegepast.

Figuur 100.1 - Tandconstructie in de 3 wanden van een afgezonken spoortunnel

 

Aan de basis aan het ontwerp van de verdeuveling ligt de bepaling van de op te nemen dwarskracht. De grootte van deze dwarskracht is afhankelijk van het verschil in belasting op naastliggende tunnelmoten in combinatie met variaties in de beddingstijfheden van de fundatie van de afgezonken tunnel. Het belastinggeval ‘gezonken schip’ kan hier maatgevend bij zijn.

 

In de ROK [27] staat aangegeven welke stijfheidsverschillen, bij het ontbreken van werkelijke waarden voor de stijfheid van de grondslag, aan gehouden dienen te worden:

 

Figuur 100.2 - Aan te houden variaties in beddingstijfheid

 

Voor de factor moet worden aangehouden:

= 0,9 grindbed

= 0,75 zandbed bij een niet-afgezonken tunnel

= 0,5 door onderstroming verkregen zandbed (afgezonken tunnel)

 

Voor de bepaling van de effecten in langs- en dwarsrichting van de variatie in beddingsstijfheden, moet een berekening worden uitgevoerd waarbij de tunnelconstructie samen met de verende werking van de ondergrond wordt geschematiseerd (b.v. verenmodel en/of EEM). Indien een kraagconstructie rondom wordt toegepast, moet rekening worden gehouden met het feit dat de krachten in de kraag nabij stijve hoeken en tussenwanden het grootst zijn.

 

Bij een meer geconcentreerde tandconstructie speelt dit effect niet; bij een tandconstructie is dus de verdeling van de krachten in de tunneldoorsnede eenvoudiger te bepalen dan bij een kraagconstructie rondom.

 

Omdat de tunnelmoten relatief gedrongen zijn, liggen bij verschilverzwakkingen de drukpunten afwisselend onder en boven in de doorsnede. Een additionele normaalkracht ten gevolge van temperatuuruitzetting tilt de slapper ondersteunde moot op, met hogere dwarskrachten tot gevolg; zie ook pag. 58 van  Cement 5 [125].

 

Figuur 100.3 - Verloop druklijn als gevolg van verschilzakking.

 

In hoeverre de tanden in de mootvoegen vast gezet dienen te worden tijdens het transport van de tunnelelementen is afhankelijk van de aanwezige wrijvingskracht welke gemobiliseerd kan worden in de mootvoegen. Bij transport over zee zullen de tanden in het algemeen wel vast gezet dienen te worden, om de golfbelasting te kunnen opnemen.

 

Na het afzinken worden de tandconstructies in de zinkvoegen in het algemeen pas vastgezet als alle aanvulbelastingen aangebracht zijn en de daarmee gepaard gaande verplaatsingen grotendeels zijn opgetreden. Dit voorkomt dat de krachten in de tandconstructies zeer groot worden als gevolg van een éénmalig optredende zware belasting in de bouwfase. Bij het vrij onderling laten verplaatsingen van de tunnelmoten dient hiermee dan wel rekening te worden gehouden qua toleranties in de inwendige hoogte van het tunnelprofiel. Dit alles is vooral van belang als de aanvulbelasting op het dak nogal varieert. Deze problematiek heeft gespeeld bij de 2 afgezonken tunnels in de HSL (tunnels onder de Oude Maas en de Dordtsche Kil). Als gevolg van het definitief vastzetten van de tandconstructies in het bouwdok zijn zeer zwaar gewapende tanden vervaardigd, waardoor de tandconstructies relatief kostbaar waren.

 

Een belangrijk punt van aandacht is de afdracht van de geconcentreerde tandkracht naar de tunneldoorsnede toe; zowel in lengte- als dwarsrichting. Hiertoe kan een 3D-modellering behulpzaam zijn. Voor de lokale berekening van de wapening kan gebruik worden gemaakt van een vakwerkanalogie (een druk- en trekstavensysteem); zie ook art. 6.5. in NEN-EN 1992-1-1 [31].

Als de splijtkrachten in het contactvlak zeer groot zijn kan het noodzakelijk zijn een wapeningsnet dicht bij het oppervlak toe te passen. Dit moet dan wegens de duurzaamheid wel van roestvast staal zijn.

 

Wegens de zeer zware trekband kan er opsluitwapening en zelfs spekhaken om splijten van de drukdiagonaal te voorkomen noodzakelijk zijn. Rekening dient er mee gehouden te worden dat de tanden in de buitenwanden lokaal excentrisch liggen, waardoor een extra moment in de wand ontstaat.

 

Naast het opnemen van verschilkrachten in verticale richting over de voegen d.m.v. een tandconstructie dienen de verschilkrachten in horizontale zin ook te worden opgenomen. Dit kan m.b.v. een horizontale betonnen tand of, omdat de op te nemen krachten in horizontale richting in het algemeen veel lager zijn dan in verticale richting, met behulp van een stalen verdeuveling in de vloer.

Ook hier kan het belastinggeval van een zinkend schip naast de tunnel maatgevend zijn.