Ga naar hoofdinhoud

Gotische kapconstructie busstation Leidsche Rijn

Gotische kapconstructie busstation Leidsche Rijn

Het nieuwe busstation van Leidsche Rijn is ontworpen met de grootsheid van een gotische kathedraal, die vanwege de onderliggende tunnel uitgevoerd is in een zeer lichte constructie van stalen kolommen met gespannen membranen.

Gotische constructie met stalen kolommen

Busstation Leidsche Rijn is gelegen op de tunnelbakken van de A2 en de naastgelegen stadstunnel. De belasting door bussen en een mogelijke toekomstige tram laten weinig draagcapaciteit over voor een kapconstructie boven het busstation. De benodigde busbanen beperken daarbij ook nog de mogelijkheden om kolommen te plaatsen en belastingen te spreiden. Niettemin wilde architect Annebregje Snijders van architectenbureau AnnA het Brusselplein beëindigen met een groots gebaar. Het busstation staat namelijk aan de noordkant van dit Brusselplein en sluit aan op de eerder geplaatste gerestaureerde historische kappen van treinstation Utrecht (zie Bouwwereld 04/2015), maar verder blijft het plein vooral leeg. Dat grootse gebaar vond Snijders in een gotische constructie met stalen kolommen en gespannen membranen in een zeshoekige kelkvorm, waarin architectuur en techniek samenkomen in een voortdurende afwisseling. Puzzelend op de mogelijkheden en rekening houdend met de assen in het aansluitende stadscentrum Leidsche Rijn, koos Snijders voor een driehoekige plattegrond met kolommen in vier parallelle rijen, op een onderlinge afstand van 17,5 meter. De langste rij telt vier kolommen; de volgende drie; de derde twee, om te eindigen met één kolom. Daarmee verspringen de kelken telkens een half stramien en blijft tussen de verschillende kelken steeds een driehoekje over, dat ingevuld is met een secundaire membraanconstructie.

Samenwerking staal en membraan

Met een maquette van dit idee legde Snijders contact met ABT om de constructie nader uit te werken. “Ik wist dat het spannend was. ABT was ook betrokken geweest bij de herbouw van de historische stationskappen tot markthal en kende dus de constructieve mogelijkheden van de tunnelbak. De eerste reactie van ABT was wel: wil je dit echt? Samen hebben we toen de hoofdengineering opgepakt.” Na de hoofdengineering is het werk aanbesteed en hebben Buiting Staalbouw en Buitink Technology samen met Tentech de verdere detailengineering gedaan. Projectleider constructies Diana de Krom van ABT: “Voordeel van die engineering vooraf is dat je de samenwerking tussen staal en membraan in een rekenmodel kunt combineren. Meestal worden die apart uitgerekend. Door ze samen te nemen konden we de staalconstructie net iets lichter uitvoeren.”

Tien kolommen van de kapconstructie

Op het tunneldak ligt een grondpakket van slechts een meter dik. De tien kolommen van de kapconstructie steunen af op betonplaten van 3 x 3 meter en 150 mm dik, die zorgen voor de spreiding van de belasting op het dak van de tunnel. Diana de Krom: “Een overkapping heeft altijd de neiging om op te waaien. Dat kun je opvangen met trekankers of verzwaarde funderingsplaten. Trekankers zijn op het tunneldak niet mogelijk en verzwaring van de fundering is ook maar beperkt mogelijk. De vorm van de kelken is dusdanig specifiek dat niet in de norm is voorgeschreven hoe de windbelasting moet worden berekend. Wij verwachtten dat de kelken niet zouden opwaaien maar we moesten dit wel zeker weten. Om dat aan te tonen hebben we gedacht aan windtunnelonderzoek, maar dit kostte tijd en was kostbaar. Uiteindelijk hebben we gekozen voor CFD­simulatie (Computational Fluid Design), waarmee normaliter windhinder in beeld wordt gebracht. Daaruit bleek dat de kap inderdaad niet gaat opwaaien.”

De koppeling tussen kolommen en beton is onder maaiveld uitgevoerd, zodat de kolommen strak en slank uit de perrons steken. Omdat het busstation afsteunt op twee tunnelbakken mocht de constructie op maaiveldniveau niet worden gekoppeld. Op dakniveau – 11 meter hoog – mocht dat wel. Voor de stabiliteit zijn de kolommen ingeklemd in de betonplaten, terwijl ook het membraan door zijn vorm en de onderlinge koppeling meewerkt in de stabiliteit.

Koperkleurige buizen

De hoofdconstructie van de zeshoeken wordt gevormd door koperkleurige stalen buisprofielen. Deze zijn met trekstangen opgehangen aan de sierlijk vormgegeven toppen van de kolommen. Horizontale stalen kokerprofielen rondom de kolommen fixeren de zeshoeken in horizontale richting. Snijders: “In tegenstelling tot de hoofdconstructie zijn zowel de trekstangen als de afstandhouders zwart gekleurd, zodat ze duidelijk te onderscheiden zijn van de hoofdconstructie.” De diverse buizen zijn niet gelast, maar zijn met buis­in­buisconstructies aan elkaar verbonden en gebout.

Kopplaten op de knooppunten

Op de knooppunten zijn kopplaten toegevoegd, die eveneens aan elkaar gebout zijn. Voor de engineering van de knopen was ook de montagevolgorde belangrijk om de buisdelen van de zeshoeken in de juiste volgorde aan te kunnen brengen. Dat gold ook voor de membraanconstructie: die is al vooraf aan de kolommen gehangen. Achteraf aanbrengen was vanwege de bovenliggende staalconstructie geen optie. De membranen zijn na de montage van het staal eerst bovenaan opgehangen om vervolgens aan de onderzijde te worden opgespannen. De constructie is zo gemaakt dat naspannen mogelijk blijft.

Hemelwater en sneeuwbelasting

De onderzijde van de membranen bevindt zich op een hoogte van 4 meter boven maaiveld. De membranen worden bevestigd aan een klemlijst waaraan het spanmechanisme zit, met daarachter een opvangbak met filter voor het hemelwater. Samen vormen deze onderdelen het aansluitdetail aan de kolom. Het hemelwater wordt middels drie stalen buizen afgevoerd naar maaiveld. Snijders: “We hadden de hwa ook middels één buis door de stalen kolom heen kunnen voeren, maar ik wilde graag de verticale belijning van een gotische kolom symboliseren. Ook dat is dus een voorbeeld van hoe architectuur en bouwtechniek samenwerken.” Een uitdaging zat voor ABT nog in het berekenen van de sneeuwbelasting. De Krom: “Een sneeuwbelasting volgens de normen was geen probleem, maar de gemeente Utrecht wilde graag meer veiligheid inbouwen en wilde weten wat er zou gebeuren als de kelken onverhoopt helemaal vol sneeuwen. We hebben dat berekend en daaruit bleek dat de membranen dan wel gaan uitbuiken maar niet gaan scheuren. Dat uitbuiken is een waarschuwingsmechanisme, waarmee de veiligheid dus gewaarborgd is.”

Driehoeken dichtgezet met secundaire membraanconstructie

De resterende driehoeken tussen de zeshoeken zijn dichtgezet met een secundaire membraanconstructie, die met een onderspannen mast in het middelpunt omhoog wordt gedrukt. Deze masten zijn tevens benut om de verlichtingsarmaturen aan te hangen. De toevoerkabel van elektra gaat door de kolommen heen en is vervolgens langs de spandraden geleid. De membranen van deze driehoeken zijn aan de bovenzijde van de staalconstructie bevestigd, zodat het hemelwater afloopt naar de kelkconstructies. Langs de randen van het busstation zijn de resterende driehoekjes uitgevoerd met een driehoekige opstand in de dakrand. Een bovenliggend – zwart gekleurd – stalen buisprofiel dient als schoor om de opstand in de dakrand op zijn plaats te houden. Net als bij de andere driehoeken is hier ook een onderspannen mastconstructie aangebracht. Deze onderspannen mastconstructie is hier echter uitsluitend esthetisch omdat voor de stabiliteit een doorlopende randbuis nodig was.

Projectgegevens

Locatie: Brusselplein, Leidsche Rijn (Utrecht)
Opdrachtgever: Gemeente Utrecht
Ontwerp: architectenbureau AnnA, Amsterdam
Constructieadviseur: ABT, Delft
Uitvoering: van wijk nieuwegein
Staalconstructie: Buiting Machinebouw en staalconstructie, Almelo
Membraan constructie: Buitink Technology, Duiven
Constructieadvies membraan: Tentech, Utrecht
Bouwperiode: t/m maaiveld eind 2017; kapconstructie februari – mei 2018
Tekst en fotografie: Henk Wind
Tekenwerk: Henk Heusinkveld

Schrijf je in voor de nieuwsbrief

Met deze wekelijkse nieuwsbrief blijf je op de hoogte van het laatste nieuws uit de bouwtechniek.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.