image

Samenvatting BRUGGEN 2018-4

dec cover

Liniebrug, Nigtevecht

ir Christa van den Berg, ipv Delft en ir Jeroen Koot, Jeroen Koot Constructie Advies

dec 01De nieuwe fietsbrug over het Amsterdam-Rijnkanaal bij Nigtevecht is op 7 september jl. feestelijk geopend, waarbij de naam Liniebrug voor het eerst is gepresenteerd.
Bij het ontwerp draaide het bij dit project vooral om ruimtelijke inpassing, gebruikerscomfort en transparantie. Bij een doorvaarthoogte van 10 meter was dat niet makkelijk, maar het resultaat mag er zijn. Het ontwerp van de hoofdoverspanning is geïnspireerd door de ligging over het Amsterdam-Rijnkanaal. Het merendeel van de bestaande bruggen over dit kanaal bestaat uit boogbruggen die tussen 1965 en 1981 bij de verbreding van het kanaal zijn aangelegd. Behalve de boogvorm en de enkele overspanning kenmerken de typische Amsterdam-Rijnkanaalbruggen zich door een functionele vormgeving.
De nieuwe brug maakt deel uit van een groter project, genaamd ‘fiets- en natuurverbinding Nigtevecht’. Behalve de brug realiseerde men hier in samenwerking met de gemeenten Stichtse Vecht en De Ronde Venen een natuurverbinding die de Vinkeveense en Loosdrechtse Plassen verbindt.

Ontwerp en constructie

Boog
In de inschrijvingsfase bestaat het ontwerp uit een dubbele vakwerkboogbrug. Die is weliswaar redelijk slank, maar omdat omwonenden een zo transparant mogelijke brug willen, besluit het ontwerpteam een nog slankere en elegantere netwerkboogbrug te ontwerpen: een netwerkboog! Hoewel dit type brug al halverwege de vorige eeuw werd bedacht door de Noor Per Tveit, heeft de netwerkboog pas de laatste tien jaar een vlucht genomen. De constructie is meervoudig statisch onbepaald, waardoor de benodigde berekeningen complex zijn en niet met de hand gedaan kunnen worden. Inmiddels is het ontwerpen van netwerkbogen dankzij software voor EEM-berekeningen veel eenvoudiger. Tientallen varianten kunnen worden doorgerekend om de gehele constructie digitaal te optimaliseren.
Betonnen dek
Voor het brugdek worden diverse opties overwogen: een massief betonnen dek, breedplaatvloeren die dragen op aan de hoofdliggers gelaste stalen strippen, een staal-betonvloer en breedplaatvloeren die afdragen op dwarsliggers. De breedplaten worden opgelegd op aan de randligger gelaste platen van 300 mm, maar niet over de gehele breedte van de plaat. Er ontstaat een terugliggend middendeel op de randliggers met ruimte voor stiftdeuvels. Dicht bij de landhoofden komt een groter aantal stiftdeuvels. De totale trekkracht in het dek, inclusief krachten door temperatuurverschil tussen het betonnen dek en de stalen randliggers, wordt aan het einde van het dek overgedragen.
Dwarsliggers
De excentrische oplegging van de breedplaten zorgt ervoor dat de randliggers op torsie worden belast en willen roteren. Om deze vervorming te beperken, worden HEB200 dwarsdragers toegepast die ook voor de constructieve samenhang zorgen in de transportfase. In de bouwfase zijn de dwarsliggers dus onmisbaar, maar qua sterkte zijn ze niet van belang.
dec 02Gevorkte boog
Voor de boog is de stabiliteit het belangrijkste ontwerpaspect. Bij de booggeboorte zijn beide poten van de gevorkte boog ruim 600 mm breed. Naar boven toe neemt de breedte geleidelijk toe, tot een totale breedte van ruim 1700 mm in het broekstuk. In de enkele boog loopt de breedte terug tot 900 mm. De positie van de vork is zodanig gekozen dat het uitknikken van de beide poten niet maatgevend is.
Hangers
Door de slankheid draagt elke hanger uitsluitend het gewicht van het dekdeel dat hij ondersteunt. Een eventuele afwijkende lengte van een hanger heeft eigenlijk alleen invloed op de hanger ernaast. Uit analyse van mogelijke afwijkingen in lengte van de hangers blijkt de invloed van dergelijke afwijkingen op de stabiliteit zeer klein.
Detaillering
Daarnaast kent de boogbrug nog een aantal noemenswaardige details. Zo is het betonnen dek niet tot aan de oplegging van de staalconstructie doorgezet. Naast de oplegging bevindt zich in het dek een verzwaarde, kokervormige einddwarsdrager. Zo wordt een stapeling van dwarsbalken voorkomen en heeft de pijler een open karakter en een fraai vormgegeven oplegging.

Productie en Uitvoering

De Belgische staalbouwer CSM stelt de volledige engineering inclusief de montagestudie van de brug op in samenwerking met extern engineeringsbureau Stendess. Hieruit volgt een stappenplan dat duidelijk omschrijft in welke volgorde de brug op de voorbouwlocatie moet worden opgebouwd. Deze voorbouwlocatie bevindt zich in Nigtevecht, direct aan het Amsterdam-Rijnkanaal en op zo’n 700 meter van de uiteindelijke locatie van de brug.
Plaatsing
De keuze voor een netwerkboog blijkt veel materieel te vereisen bij plaatsing. Een netwerkboog is namelijk vooral een efficiënte constructievorm als hij op de uiteindelijke opleggingen ligt. Tot die tijd is een hulpconstructie nodig als extra ondersteuning van de boog. Het bouwteam kiest er al vroeg in het ontwerpproces voor om de brug in te varen op één enkele ponton en om de boog tijdelijk te versterken met twee verticale bokken, horizontaal gekoppeld door een trekband.
Betonnen aanbruggen
Al in de tenderfase is ervoor gekozen om de hellingbanen uit in het werk gestort beton te maken en traditioneel gewapend vanwege de goede ervaringen die ermee zijn opgedaan. Constructief gezien is het een beproefd concept: een momentvast verbonden constructie voldoet goed aan de eisen ten aanzien van minimaal onderhoud en duurzaamheid. De haarspeldvormige hellingbaan wordt uitgevoerd zonder dilataties. Aan de westzijde heeft de rechte hellingbaan vanwege de lengte wel twee dilatatievoegen.
dec 09

Positiemeting van brugklappen

Wils van Soldt

In het tijdschrift Bruggen van december 2017 is een artikel verschenen over het meten van posities van brugklappen met behulp van roterende, digitale codegevers ook wel encoders genoemd
Bij bewegingswerken van bruggen zijn er ook uitvoeringsvormen waar geen roterende assen aanwezig zijn zoals bij brugklappen die door een hydraulische cilinder worden aangedreven. Ook zijn er bruggen die door een rechte tandheugel worden bewogen zoals bijvoorbeeld een tafelbrug. Het toepassen van een lineaire opnemer ligt dan voor de hand.
Een tweetal gebruikelijke systemen worden beschreven.: het magnetostrictieve wegmeetsystemen en het meetsysteem werkend met een Hall-effect sensor (CIMS-meetsysteem).

Magnetostrictieve wegmeetsystemen.dec 11

Het principe van de magnetorestrictie wordt in een apart kader toegelicht.
Bij een magnetostrictief wegmeetsysteem worden door de geleider in de staaf korte stroompulsen gevoerd die een pulserend cirkelvormig magneetveld opwekt in de golfgeleider. Aan de buitenzijde wordt een permanente magneet geplaatst die als positiegever functioneert. Op de plaats waar de positiemagneet zich bevindt wordt een magnetisch veld gecreëerd dat haaks staat op het concentrische magneetveld dat wordt opgewekt door de stroompulsen in de geleider. Door het Wiedemann-effect ontstaat nu in het magnetostrictieve materiaal een elastische vervorming (torsie) als gevolg van de “botsende” magneetvelden. De elastische vervorming strekt zich naar de beide zijden van de staaf uit in de vorm van een mechanische golfbeweging. Aan een zijde waar de staaf is gefixeerd door zijn bevestiging wordt de golf gedempt, aan de andere zijde van de staaf wordt de torsie omgezet in een elektrisch signaal door de torsiepulsomvormer.
De looptijd die de golf nodig heeft voor het afleggen van de afstand tussen de positiemagneet en de torsiepulsomvormer is recht evenredig met die afstand en dus een maat voor de positie.

Het meetsysteem werkend met een Hall-effect sensor

dec 04Het meetsysteem is geschikt voor elektro-hydraulische aandrijfsystemen die onder de meest ruwe uitwendige omstandigheden moeten kunnen functioneren.
Bij het CIMS-meetsysteem maakt men gebruik van het Hall-effect, dat kort wordt uitgelegd,.
Bij het meetsysteem CIMS is een zuigerstang rondom voorzien van kleine afzonderlijke concentrische groeven van geringe diepte die zich op discrete vaste afstand van elkaar bevinden. De plunjer is voorzien van coating in de uitvoeringsvorm van bijvoorbeeld een op kobalt gebaseerde legering (Enduroq) die door een bewerking glad wordt gemaakt. Door het gladde oppervlak van de stang wordt een goede afdichting verkregen zodat olielekkage ter plaatse van de uittrede van de stang uit de cilinder wordt voorkomen. Daarnaast wordt voorkomen dat vuil zich kan ophopen in oneffenheden op de stang waardoor de hydraulische olie alsmede het functioneren van de hydraulische stuurschuiven nadelig worden beïnvloed.. Door de groeven te tellen door ze (contactloos) af te tasten tijdens bewegen van de zuigerstang wordt de positie van de stang bekend. Het meetsysteem werkt dus als een incrementaal systeem.
Evenals het magnetostrictieve meetsysteem is de CIMS-positiemeter bruikbaar in potentieel explosieve omgevingen en is optioneel gecertificeerd voor de ATEX-richtlijn zone 1.

Twee wonderlijke fenomenen: Anton Pieck en de Ponte Vecchio

Michel Bakker

In de reeks Bruggen in de Kunst dit keer aandacht voor een van de meest iconische bruggen ter wereld: de Ponte Vecchio te Florence. Wonderlijk genoeg geschilderd door een kunstenaar die men noch met dit onderwerp noch met een schilderij in deze stijl snel zal associëren.dec 05
Anton Pieck is een buitenbeentje binnen de kunstgeschiedenis. Menigeen kan niet met hem uit de voeten. Veelzijdig was hij in ieder geval: tekenaar, schilder, graficus, illustrator en ontwerper. Struikelblok is zijn ambachtelijkheid. Zijn werk kwam vaak tot het grote publiek in de vorm van een wat Dickensiaans aandoende beeldtaal. Noem het maar ‘kerstkaarten’. Hoe dan ook, zijn oeuvre heeft een gigantische omvang en is zeer divers: houtsneden, etsen, olieverven, reistekeningen, boekillustraties, schetsen, ex lbris etcetera.

De Middeleeuwse brug overspant de Florentijnse Arno. In meer Europese steden bestonden destijds bruggen waarop huizen waren gebouwd. Deze Oude Brug is in ieder geval de oudste van Florence. Men vermoedt dat de Romeinen hier al een oversteekplaats hadden, niet zo vreemd omdat de Arno er bijna op zijn smalst is. De huidige brug dateert uit 1345 en verving een oudere houten brug. Aanvankelijk was de bebouwing op de brug in gebruik door beenhouwers, vishandelaren en leerlooiers, als woningen maar ook als werkplaatsen. Hun afval zorgde echter voor zoveel stankoverlast dat de Medici-hertog Ferdinand I in 1593 hun vergunningen introk: van toen af mochten slechts juweliers en goudsmeden er wonen en werken. Sommige huizen kregen een uitbouw boven de rivier; ondersteund door houten stutten, de zogeheten ‘sporti’. De bouwmeesters ontwierpen de brug met drie bogen, de middelste met een overspanning van 30 meter, de andere twee met een van 27 meter.

De Catherinabrug

Jimmy van der Aa,dp6 architectuurstudio
Mirte de Graaff, Pieters Bouwtechniek

dec 06Op een prominente plek in het historisch centrum van Leiden is een zeer slanke brug van ultra-hogesterktebeton (UHSB) gerealiseerd. Met een lengte van 36 m en een slankheid van 1:81 is het de slankste en langste UHSB-brug van Nederland. De brug is van boven gezien S-vormig en het dek is dubbel gekromd om het goed aan te laten sluiten op de kades en de looproutes.
Ontwerp
De brug, met een totale lengte van ruim 36 meter en een breedte van 6 meter, wordt ondersteund door twee V-vormige pijlers op een onderlinge afstand van 22,5 meter. De twee steunpunten staan in het water om de brug volledig los te kunnen houden van de kades, een belangrijke wens van de Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed. Bijzonder aan de brug is het zeer slanke en vloeiende uiterlijk van het brugdek. De ranke brug is van boven gezien S-vormig en het dek is dubbelgekromd om goed aan te sluiten op het stratenpatroon en om vloeiende verkeersstromen over de weg en het water mogelijk te maken. Daarnaast waren de maximale overspanning, zo hoog mogelijke doorvaarthoogte en een comfortabele helling voor mindervaliden bepalend voor de vorm van de brug. De combinatie van deze wensen resulteerde in de vraag naar een zo slank mogelijk brugdek.
Elementen
De brug is opgebouwd uit geprefabriceerde dubbelgekromde UHSB elementen. Het brugdek is in de lengte opgedeeld in acht elementen die ter plaatse aan elkaar zijn gestort. In het ontwerpstadium was aanvankelijk geprobeerd zoveel mogelijk identieke elementen te gebruiken door de boogstralen van de brug overal gelijk te houden. Bij de verdere uitwerking bleek het toch nodig om voor elk element een aparte mal te maken.

dec 07© Kees Hummel

dec 10

De Wilhelminabrug bij Deventer

Geri van Ittersum, geograaf

De Wilhelminabrug in de N344 over de IJssel bij Deventer werd in 1943 voltooid en bestaat dus 75 jaar. De brug kent een bijzondere geschiedenis. Het is een van de weinige bruggen die tijdens de Duitse bezetting werd gebouwd. Twee jaar later werd hij echter al opgeblazen en wel door de Duitsers. Weer 30 jaar later speelden de Duitsers nog een rol op de brug. Dit keer als acteurs in een oorlogsfilm. De brug was tot de aanleg van de A1 een belangrijke schakel in de verbinding tussen West-Nederland en Duitsland. En hij ligt ook over een belangrijke Noord-Zuidverbinding in het hoofdvaarwegennet van Rijkswaterstaat. Niet alleen de brug, ook de stad Deventer jubileert, want dit jaar wordt het 1250 jarig bestaan gevierd.

dec 12
© Geri van Ittersum
Van verkeersbrug over de IJssel bij Deventer naar Wilhelminabrug
We hebben het nu over de Wilhelminabrug, maar u zult begrijpen dat het niet de Duitsers waren die de brug deze naam hebben gegeven. Namen van het Nederlandse koningshuis waren in oorlogstijd uit den boze. Het was zelfs zo, dat de bestaande Wilhelminabrug in Maastricht hernoemd werd in ‘Nieuwe Brug te Maastricht’ en het Wilhelminakanaal moest het ‘Kanaal van de Zuid-Willemsvaart naar de Donge’ gaan heten. De brug kreeg zijn huidige naam pas in 1948 toen hij in de oorspronkelijke staat was hersteld.
De Wilhelminabrug is evenals de meeste andere bruggen over de grote rivieren uit het Rijkswegenplan een stalen boogbrug met een grote vaste overspanning (100 m). De brug ligt in de N344, de provinciale weg naar Apeldoorn. Tussen de 20.000 en 30.000 auto's gaan er jaarlijks over. Het meeste verkeer gaat nu over de brug in de A1, ruim 2 kilometer zuidelijker, aangelegd in 1972. De Wilhelminabrug is in beheer bij Rijkswaterstaat Oost Nederland en is in 2016 nog gerenoveerd. De aannemer meldt niet zonder trots dat er onder meer 20.000 m2 is geschilderd, 2300 m2 beton is gerepareerd en 4000 m2 asfalt en 1000 klinknagels zijn vervangen.
De IJssel krijgt meer ruimte
De brug vormt de verbinding tussen Gelderland en Overijssel. Hoewel, dit is niet helemaal waar, want een strook land over de IJssel behoort tot de gemeente Deventer en dus tot Overijssel. De IJssel in zijn huidige ligging, als afsplitsing van de Rijn, dateert uit de vroege middeleeuwen. De stroom werd toen Isala genoemd naar de Saliërs die destijds in het gebied woonden. De IJssel werd een belangrijke internationale handelsroute en de steden aan de oevers, waaronder Deventer, waren aangesloten bij de Hanze. Ook nu is de IJssel een belangrijk onderdeel in het hoofdvaarwegennet. Circa 20.000 vrachtschepen en omstreeks 3000 recreatieschepen varen jaarlijks onder de Wilhelminabrug door (afb. 5). De IJssel krijgt 1/9 van de afvoer van het Rijnwater volgens een afspraak die al uit de 18e eeuw dateert. De IJssel zorgt er nu voor dat de zoetwatervoorraad in het IJsselmeer op peil blijft. Rijkswaterstaat, de beheerder, moet laveren tussen de belangen van deze watervoorziening, de scheepvaart, de natuur en de afvoercapaciteit. Om dat laatste te vergroten zijn in het kader van ‘Ruimte voor de rivieren’ enkele jaren geleden ook bij Deventer nevengeulen gegraven. Aan de westzijde loopt er één onder de brug door. De geulen moeten leiden tot een waterstandsdaling van 100-190 mm bij hoog water. Daarmee neemt het risico van overstromingen van de kaden van Deventer af. In 1926 kwam het water tot 7,33 m + NAP en overstroomde een deel van de binnenstad. Dit staat in schril contrast met de zomer van 2018. Met 0,90 m + NAP bereikte de IJssel hier een van de laagste waterstanden ooit en moest de haven van Deventer gesloten worden.