Bewegingsvrijheid zink- en mootvoegen

Artikel nr. 369

Gebruikelijk is de tandconstructies in zinkvoegen pas vast te zetten 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. In het voorgaande is expliciet alleen sprake van het toelaten van bewegingsvrijheid in de bouwfase voor de zinkvoegen. Dit heeft als reden dat bij de zinkvoegen, door de aanwezigheid van het duo Gina- en Omegaprofiel, een grote capaciteit voor het toelaten van verschilverplaatsingen over de zinkvoeg aanwezig is.

Bij de mootvoegen is de capaciteit voor het toelaten van verschilverplaatsingen over de voeg veel geringer. Omdat er geen significante voegwijdte in de mootvoegen aanwezig is bestaat het risico dat bij te grote verschilvervormingen in dwarsrichting, de rubbermetalen voegstrook als het ware ‘afgeknipt’ wordt, waardoor de waterdichtheid verloren kan gaan.

Figuur 369.1 - Anker t.b.v. aanslagblok

Figuur 369.2 - Beschadiging waterkerend profiel als gevolg van verschilverplaatsing bij zeer geringe voegbreedte

Bij de Willemsspoortunnel zit in het ontwerp zo’n vrije beweging van de tandconstructies in de 3 middenwanden. Dit is gerealiseerd door een zogenoemde ‘visbekconstructie’; bij 1 mm voegwijdte is in verticale zin een verschilbeweging van 10 mm mogelijk. Door waarschijnlijk extra uitdrogingskrimp van de tussenwanden t.o.v. de omtrek was meer dan 3 maal zoveel bewegingsvrijheid beschikbaar gekomen als bedoeld (ca. 30 mm). De vraag kwam toen op of de rubbermetalen voegstroken (W9Ui) hier wel tegen bestand waren. Voor de beantwoording van die vraag is een ‘liftproef’ uitgevoerd. Uit die ‘liftproef’ volgde dat bij 37 mm verschilvervorming de voeg lekte bij de heersende waterdrukken. Het advies is om de maximale verschilverplaatsing over een mootvoeg met rubbermetalen voegstrook, zonder significatie voegwijdte (<= 1 mm), te beperken tot ca. 20 mm.

Op zich wordt de grootte van de uiteindelijk optredende tandkrachten significant beperkt door dit vrije verplaatsingsverschil over de mootvoegen van 20 mm. Het kracht-verplaatsingsdiagram is echter op voorhand niet goed bekend. De beddingstijfheden van het onderspoel zand en toekomstige zettingsverschillen zijn bepalend voor de grootte van de tandkracht die zich nog kan ontwikkelen nadat de 20 mm vrije bewegingsruimte ‘verbruikt’ is. Deze ‘restkracht’ is niet nauwkeurig van te voren in de ontwerpfase te bepalen, omdat het in belangrijke mate door het toekomstige zettingsgedrag van de tunnel bepaald wordt.

Gezien deze onzekerheden is het advies om bij mootvoegen geen bewegingsruimte in verticale richting toe te staan; d.w.z. in het bouwdok de tanden in de mootvoegen direct en definitief te fixeren. Bij een afgezonken tunnel die is opgelegd op grindruggen ligt dit mogelijk wat genuanceerder.