In het kader van het doel van ProRail om alle kruisingen met het spoor te vervangen door ongelijkvloerse kruisingen is dit onderzoek ontstaan. In Nederland zijn ongeveer 1900 kruisingen met het spoor en indien deze allemaal binnen korte tijd vervangen moeten worden is het nodig om het ontwerpproces efficiënter te maken. Dit is mogelijk te behalen door het toepassen van een parametrisch model.
Voor het parametrisch modelleren zijn een aantal voorwaarden wenselijk, namelijk: brede toepasbaarheid, repetitieve vormen en vaak voorkomend. Dit laatste om de tijdsinvestering in het maken van het model terug te kunnen verdienen. Om deze reden is er in dit onderzoek gekozen te richten op de toeritten van een onderdoorgang. Na een varianten studie blijkt dat de betonnen U-bak ten eerste het beste voldoet aan bovenstaande voorwaarden en bovendien de voorkeur heeft boven andere varianten zoals een folieconstructie en een kuipconstructie op basis van de criteria: uitvoering, geotechniek, kosten, ruimtebeslag en risico’s.
Om het model goed te kunnen opbouwen is het ontwerpproces in kaart gebracht. Mede hierdoor is gekozen om het ontwerpproces te starten met een geautomatiseerde “Best Guess”. Aan de hand van “simpele” mechanica sommen kan een goede inschatting voor dimensies worden gedaan waarmee het model wordt opgestart.
Het parametrische model is gemaakt door toepassingen als Excel en het Eindige Elementen (EE) pakket SCIA Engineer te laten communiceren middels een combinatie van Visual Basic for Applications (VBA) en XML. Het is hierdoor mogelijk binnen korte tijd veel varianten te beschouwen.
Het doel: het efficiënter maken van het ontwerpproces door het gebruiken van parametrische modellen is zeker behaald. Het zij met enkele beperkingen omdat een model nooit voor alle situaties toepasbaar is. Wel is er rekening gehouden met enige flexibiliteit zodat het model in de toekomst makkelijk uitgebreid kan worden. Een tweede doel, misschien wel waardevoller, is ook behaald. Doordat er in korte tijd met meer parameters gevarieerd kan worden, wordt er meer inzicht verkregen in het gedrag van de constructie. Indirect draagt dit bij aan zowel de kennis van de gebruiker als ook de kwaliteit van het product dat de gebruiker levert.
Ter toetsing van het model zijn een twaalftal varianten beschouwd en is een gevoeligheidsanalyse gedaan voor de parameters. Hieruit blijkt dat op basis van kosten de fundering een zeer dominante rol speelt. Het besparen op de kosten van de fundering loont bijna altijd ook al kost dit bijvoorbeeld meer wapening of beton.
Aan de hand van deze conclusie is beschouwd of er mogelijkheden zijn op een optimalisatie loop te maken. Er zijn mogelijkheden om dit te doen, echter blijkt dat de juiste oplosrichting feitelijk altijd gericht is op een kleiner aantal palen. Om deze reden wordt dan ook verwacht dat de investering in het bouwen van een dergelijk zelf-optimaliserend model zichzelf niet terugverdient.
Download
Interview met constructeur Jasper van Alphen (32) en staalvezelspecialist Bart Wight (61).
Duo-interview met Tim Schuurmans en Floor Thijssen, docenten van de nieuwe cursus Hergebruik Bestaande Constructies.
Het BRL 0507 certificaat laat zien dat je wapening vakkundig, veilig en volgens de regels uitvoert.
Verdiep je in de vernieuwde Eurocode 2 en vergroot je kennis voor betere betonconstructies.
Je leert over constructieve principes als momentenlijn, dwarskracht en normaalkracht.
Leer alles over betonsamenstellingen en hoe bindmiddelen en toeslagmaterialen op elkaar inwerken.
