Lievense ontwerp open toeritten van onderdoorgangen

Ingenieursbureau Lievense werkt veel onderdoorgangen uit voor o.a. ProRail. Een betonnen U-bak met palen is een veelvoorkomende oplossing voor de toeritten. De ‘open toeritten’ zijn erg aantrekkelijk om te ‘parametriseren’. Er is vaak sprake van een repeterende vorm van twee wanden en een vloer met bepaalde mootlengte. De vloer wordt gefundeerd op palen.


Een tunnel in aanbouw in Amsterdam, ontworpen door Lievense Copyright Lievense.

De uitwerking gaat nu vaak op basis van ervaring en redenatie. Vaak wordt gekozen voor oplossingen die zich in eerdere projecten hebben bewezen, de oplossing van maatgevende sneden worden geëxtrapoleerd. Dat is logisch. Het uitwerken van een snede kost veel tijd. Daarbij ontbreekt bij deze werkwijze cijfermatige onderbouwing van de gekozen oplossing.

Echt inzicht in het ideale ontwerp ontbreekt en dat kan veel geld kosten. Een grove extrapolatie kan enerzijds resulteren in overtollig werk en materiaalkosten, maar het kan ook leiden tot foutieve aannames en oplopende faalkosten.

Je kunt pas van echte vooruitgang spreken wanneer het lukt om een optimum te vinden met globale parameters, zoals kosten. Om tot een oplosrichting te komen is een applicatie nodig die parameters kan variëren op een interdisciplinair niveau, op basis van paaltypes, aantal palen, paallengtes versus toegepaste wapening, vloerdikte, etc. Door de structurele en geotechnische modellen aan het kostenmodel te koppelen kan het kostenoptimum worden gevonden: door al deze parameters te combineren.

Applicatie-ontwikkeling

De afstemming van parameters en het definiëren van het proces vormden het startpunt voor de ingenieurs van Lievense en ontwikkelaars van MOCS. Lievense is daarbij als expert en gebruiker betrokken, terwijl MOCS het parametrische model maakt en zorgt dat het proces tot op het juiste niveau wordt geautomatiseerd. Er zijn drie expertises samengebracht vanuit Lievense: constructief, geotechnisch en kostentechnisch. Op die manier kan er een multidisciplinaire optimalisatie uitgevoerd worden.
MOCS heeft deze applicatie geïmplementeerd op het VIKTOR platform. Het resultaat: een online omgeving waarbij de constructeurs en geotechnici van Lievense de gebruikers zijn.

Applicatie workflow

Binnen VIKTOR geeft de gebruiker per project aan welke paaltypes beschikbaar zijn met verschillende eenheidsprijzen. Binnen een project kunnen dan de moten ontworpen worden. Onder een moot kan een gebruiker de GEF bestanden uploaden die horen bij de sonderingen die binnen een moot gemaakt zijn. Er volgt een suggestie voor een interpretatie die een geotechnisch adviseur kan aanpassen.

De modellering van een moot in VIKTOR begint met een globaal SCIA model zonder palen, gemaakt door een specialist van Lievense. Dit SCIA bestand wordt door de gebruiker geüpload. In VIKTOR kan de gebruiker op twee manieren een palenplan ontwerpen: “eenvoudig”: de gebruiker geeft in x- en y-richting een gewenst aantal palen. “Gedetailleerd”: de gebruiker kan rijen / kolommen palen toevoegen, met een hart op hart afstand ten opzichte van de vorige rij / kolom.

De modellering van een moot in VIKTOR begint met het inladen van een globaal SCIA model. Links het globale SCIA model, rechts de visualisatie die de constructeur binnen VIKTOR ziet.

Andere parameters die een constructeur van Lievense verder kan beheren zijn bijvoorbeeld wapeningsdekkingen, betonkwaliteiten en andere ontwerpkeuzes.

Het is mogelijk om met één druk op de knop de opgegeven situatie geheel automatisch door te rekenen. Het draagvermogen van de paalconfiguratie volgt uit D-foundations en het benodigde draagvermogen uit SCIA. Ook de snedekrachten worden uit SCIA uitgelezen en via een gekoppelde excel-sheet van Lievense kan VIKTOR deze omzetten in een benodigde hoeveel wapening. Alle uitgerekende eigenschappen bij elkaar bepalen de kostprijs van een ontwerp, dat ook in VIKTOR wordt weergegeven.

Daarnaast kan VIKTOR ook een grote hoeveelheid verschillende palenplannen zelf genereren en doorrekenen. Doordat alle parameters elkaar beïnvloeden is het niet altijd duidelijk welke keuze uiteindelijk de goedkoopste is. Lievense is vooral geïnteresseerd in de onderlinge verbanden. Deze worden in VIKTOR in een overzicht geplot, waardoor de constructeur met behulp van zijn kennis en expertise gedegen keuzes kan maken.

Als controlefunctionaliteit en om goed overzicht te houden over de gegenereerde ontwerpen, kan Lievense bestanden van gemaakte DFoundations- en SCIA-sommen downloaden en ‘lokaal’ bekijken.

Resultaat

Primair is het resultaat inzicht in de invloed van de verschillende parameters, de gevoeligheid van de parameters ten opzichte van elkaar en een “optimale” oplossingsrichting. Het is mogelijk om in kort tijdsbestek meer varianten te beschouwen dan voorheen, waardoor de “optimale” oplossingsrichting beter cijfermatig onderbouwd kan worden. Dit kan voor klanten van Lievense veel waarde opleveren. In eerste instantie in geld, maar met andere modellen zou dit ook kunnen in termen van risico’s, bouwtijd, uitvoerbaarheid of andere KPI’s.
De kracht van het Viktor platform bewijst zich hier omdat deze volledige professionele applicatie is ontwikkeld in twee sprints van twee weken!