Een viaduct bouwen over een snelweg waarop verkeer rijdt?

De nieuwe A16 Rotterdam wordt een 11 kilometer lange rijksweg tussen de A16/A20 bij het Terbregseplein en de A13 bij Rotterdam The Hague Airport. Het werk wordt in opdracht van Rijkswaterstaat uitgevoerd door consortium De Groene Boog, met daarin de bedrijven BESIX,  Dura Vermeer, Van Oord, TBI-bedrijven Mobilis en Croonwolter&dros, Rebel en John Laing. Binnen dit project wordt de aansluiting op de bestaande A16 gemaakt met een viaduct over het Terbregseplein. 

De bouw van het viaduct is in volle gang en wordt uitgevoerd ‘met de winkel open’. De Groene Boog koos voor de ILM-methode, waarbij in situ de segmenten aan elkaar gestort worden, om na uitharding en afwerking stukje bij beetje naar de overkant ‘gelanceerd’ te worden. GWW-magazine bezocht de bouwplaats en sprak met drie collega’s van De Groene Boog: werkvoorbereider Erik Maarten Vermeulen (Mobilis), uitvoerder Peter Augustyn (BESIX) en civiel ontwerper Pierre Mengeot (BESIX).

Het moet een bijzondere aanblik zijn voor de automobilisten bij het Terbregseplein. Boven de verbindingsboog van de A20 richting de A16 hangt een ‘blauwe wig’, gemaakt uit metalen profielen. Het is ‘de neus’, een technisch hulpmiddel dat ervoor zorgt dat het viaduct aan de overzijde van het Terbregseplein komt. De neus is bevestigd aan het segment dat als eerste gestort werd en zorgt ervoor dat het geheel stabiel blijft en zonder schade te veroorzaken aankomt bij de pijlers van het nieuwe viaduct. De Groene Boog past de Incremental Launching Method, afgekort ILM, toe. De betonnen segmenten worden in situ aan elkaar gestort en na uitharding en naspanning van een segment wordt het een etappe verder ‘gelanceerd’, over de weg heen waar het verkeer gewoon doorrijdt.

Peter legt uit: “Aangezien het Terbregseplein met de A20 en de A16 één van de drukste verkeersaders is in Nederland, bouwen we het viaduct zonder wegafsluitingen. De ILM-methode is daar uitermate geschikt voor. De reden dat ‘de neus’ gemonteerd zit aan het eerst gestorte segment is om de afstand tussen de pijlers te overbruggen en het gewicht goed te verdelen.” Erik: “De ILM-methode is al een aantal keer eerder toegepast, onder andere bij de A50, echter werd daar het dek over water en niet over een drukke verkeersader gelanceerd. Dit is de eerste keer dat we deze methode toepassen bij een verkeersknooppunt in gebruik. Het langste segment is 34,8 meter, de overige variëren in lengte van 17 tot 30 meter.”

Erik toont bij de ‘fabriek op locatie’ het productieproces van het viaduct: “Achter de neus bevinden zich drie zones waar de segmenten worden gefabriceerd. We hebben een prefabzone, een bekistingszone en als laatste de ‘curingzone’. In de eerste zone wordt de wapening van het segment gevlochten. In zone twee vinden de betonstortingen plaats en in de laatste zone wordt het segment ‘opgepoetst’ zodat het daarna gelanceerd kan worden.  Nadat we een segment hebben gestort, moet het enkele dagen uitharden voordat we het kunnen lanceren. We hebben het voorste element van het viaduct als eerste gestort.   

Zodra een segment er na het uitharden van het beton klaar voor is, wordt het, met een snelheid van circa tweeënhalve meter per uur, gelanceerd. Dan is er weer plaats om er een nieuw deel aan te storten. Het eindproduct: twee viaducten van ruim 400 meter, voor beide rijrichtingen één.”

Pierre legt uit hoe de lancering in zijn werk gaat: “In de segmenten worden tijdelijke metalen ’trekpennen’ aangebracht, waaraan de trekkabels worden bevestigd. Onderaannemer Freyssinet vijzelt het hele gevaarte vooruit met behulp van twee grote vijzels op deze trekkabels. Het geheime wapen? Grote Teflon glijplaten met lubricatie die ervoor zorgen dat het segment met zijn enorme gewicht kan bewegen. Elke keer als de Teflon glijplaten voor een segment hun werk hebben gedaan, worden ze weggenomen en ‘met de hand’ weer achteraan in de rij ingezet.”

De gestorte segmenten zijn allesbehalve standaard van vorm: ze lopen in een flauwe bocht en liggen ook nog eens scheluw. Op het 3D-vlak een enorme uitdaging dus. “Dankzij de vijzeltechniek kunnen we echter goed bijsturen”, legt Erik uit. “Er is 1000 ton trekkracht nodig om segment 17 (het laatst gestorte segment) uit de bekisting te trekken. Per vijzelgang schieten we zo’n 28 cm op. We kunnen per lancering 30 meter overbruggen.” Pierre voegt toe: “De bekisting is elke keer een uitdaging. We hebben met een specifieke berekeningsmethodiek alle stappen vooraf doorlopen, om veilig te kunnen werken. Tijdens het lanceren monitoren we voortdurend de krachten en vervormingen die er optreden, zowel bij het beton als bij de pijlers. De toleranties zijn zeer strikt, het is millimeterwerk en ongekend voor de betonbouw.”

De aan elkaar gestorte segmenten bestaan al naar gelang hun functie uit verschillende betonsamenstellingen, aldus Pierre. “Het is een continu spanningsveld tussen planning, warmteontwikkeling en lanceren. De enige voegen die we straks hebben, zitten aan de uiteinden bij beide landhoofden. Het wegdek zelf zal straks een monolithisch geheel zijn. We werken met voorspanning, vandaar ook de inwendige spankabels, om de segmenten te comprimeren.” Peter vult aan: “Alleen al in het eerst gestorte segment bevinden zich 54 spanbuizen.”

Wanneer een segment op zijn plek ligt, wordt deze opgevijzeld, om vervolgens de oplegtoestellen tussen pijler en wegdek te kunnen aanbrengen. Erik: “Als uiteindelijk alle segmenten op hun plek liggen, spannen we alles na en kunnen we beginnen met de randelementen en storten we de schampkanten. Als dat is gebeurd, kan er geasfalteerd worden.”

“Eind februari 2023 verwachten we segment 17 op zijn plek te hebben liggen. We kunnen dan niet op onze lauweren rusten, want dan zit pas de helft van het werk erop. Wegdek A is dan gereed, maar we moeten twee wegdekken realiseren. We demonteren de neus en beginnen gewoon weer opnieuw. Een leuk detail: wegdek B is anderhalf keer zo breed als wegdek A waar we nu mee bezig zijn.  Dat komt omdat aan wegdek B de oprit komt te zitten.” Voor elk segment zijn uitvoerige berekeningen gemaakt. Pierre: “In 2019 zijn we reeds gestart met deze berekeningen. Een uitdaging, met een segment dat aan de onderzijde recht is, maar de bovenkant iets gekanteld ligt, met een scheluw traject.” Erik: “Om die reden ligt de voorbouwlocatie ook al scheluw. We rollen de wapening via rollenbanen in de bekisting, de wapening zelf ligt al in een bocht. Het is uitermate precies werk in elke fase van de bouw. Een speciaal punt van aandacht is de wapening van de diafragmawanden in de koker. Deze bevinden zich ter hoogte van de pijlers en realiseren de krachtsafdracht vanuit de koker naar de oplegtoestellen op de pijlers.”

Aan de koppen van het wegdek komen nog zijstukken gestort, die worden op 9 meter hoogte toegevoegd na afronding van het lanceerproces. De kop is dan net zo breed als het wegdek zelf. De reden dat we dit achteraf doen heeft te maken met gewichtsbesparing tijdens het lanceren.”

Peter zegt tot besluit: “Al met al is dit een echt huzarenstuk. Het is een zeer complexe klus die we met grote zorgvuldigheid uitvoeren, met als eerste prioriteit de veiligheid van onze mensen en de mensen die onder onze werkzaamheden doorrijden. Of we ooit nog zo’n project gaan zien? Vermoedelijk niet.”