Een structurele koepel ten dienste van stedelijk comfort

Stedelijke complexiteit verzoenen met architecturale ambitie

Gelegen in het hart van Brussel maakt station Toots Thielemans deel uit van het Metro 3-project, dat de Noord-Zuidas van de hoofdstad wil structureren. De sterk verstedelijkte en groene omgeving legde zware randvoorwaarden op: het verkeer aan de oppervlakte moest tijdens de werken behouden blijven, grote bomen moesten na de realisatie opnieuw kunnen worden geïntegreerd, een verhoogde brandveiligheid was vereist en de ruimtelijke kwaliteit voor de reizigers moest hoog zijn.

Een structurele uitdaging: de stad dragen en tegelijk ruimte vrijmaken

Om de bomen en de rollende belastingen te kunnen opnemen, werd het station diep ingeplant, wat resulteerde in belastingen vergelijkbaar met een gebouw van zes verdiepingen over een overspanning van 20 meter. Gezien deze constraint werd gekozen voor een koepeloplossing opgebouwd uit betonnen bogen, die robuustheid en esthetiek combineert.

Een opening in het hart van een ondergronds bouwwerk

De belangrijkste architecturale doelstelling was het tegengaan van het benauwende gevoel dat typisch is voor ondergrondse ruimtes. Door de bogen te modelleren alsof ze door een bol werden uitgehold, ontstond een indruk van ruimtelijkheid en helderheid. Dit formele gebaar draagt rechtstreeks bij aan het comfort van de passagiers en integreert tegelijk technische functies, zoals zitbanken langs de wanden.

Interactie modelleren: een multischalige aanpak

Vorm ten dienste van brandveiligheid

De holle vorm van de bogen werkt bij brand als rookval, waardoor rook weggeleid wordt van de reizigerszones. Deze passieve oplossing, gecombineerd met een geïntegreerd ventilatiesysteem, maakt een veilige evacuatie en een efficiënte tussenkomst van de hulpdiensten mogelijk.

Een beheerste uitvoering, fase per fase

De bouw volgde een top-downmethode die toeliet de activiteit aan de oppervlakte te behouden. De bogen, gedeeltelijk gestort vóór de volledige uitgraving, vereisten tijdelijke steunpunten die uiterst zorgvuldig werden gefundeerd. Zodra de structuren voltooid waren, werden de stempels verwijderd, waardoor het binnenvolume vrijkwam en de koepelwerking werd geactiveerd.

De structurele analyse combineerde 2D- en 3D-modellen om de complexe interactie tussen bogen, wanden, grond en fasering te evalueren. Door de stijfheid van de opleggingen te variëren (naargelang gronddruk of aanwezigheid van een funderingsplaat), konden de ingenieurs de herverdeling van de belastingen inschatten en de dimensionering van de wapening verfijnen.

Detailprecisie: integratie van openingen en verbindingen

De aanwezigheid van technische openingen in dragende structuren vereiste een strut-and-tie-model (druk- en trekstaven) om de krachten om te leiden en de lokale stabiliteit te garanderen. De horizontale stuwkrachten tussen de bogen werden in de tussenvloerplaat in evenwicht gebracht dankzij een geoptimaliseerd wapeningsnet.

Feedback van de werf: tussen anticipatie en aanpassing

De montage van de wapeningsstaven in de meest dicht bewapende zones werd ondersteund door specifieke 3D-modelleringen. Een incident gelinkt aan het gebruik van een geprofileerde membraan bracht hechtingsproblemen aan het licht tussen de verschillende betonstortfasen. Een hersteloplossing met hydrodemolitie, grout en epoxy-injecties werd met succes uitgevoerd.

Conclusie: structureel gedurfd, ruimtelijk rustgevend

De keuze voor een koepelstructuur bleek optimaal, ondanks de uitdagingen in ontwerp en uitvoering. Deze oplossing is verre van louter formeel: ze biedt een evenwicht tussen draagkracht, comfort en veiligheid. Uiteindelijk zullen de reizigers genieten van een unieke ruimte, tegelijk een dagelijks herkenningspunt en een discrete technische verwezenlijking.

Lees het volledige artikel in het Engels – IABSE Congress Ghent 2025 (PDF)