Samenvatting BRUGGEN 2020-1

Afbeelding omslag ©Thea van den Heuvel

Maak de zachte kant keihard!

Roy Stroeve, projectmanager Van Brienenoordbrug en voormalig projectmanager Beatrixsluis, Rijkswaterstaat

Projectteams vinden de inhoud van projecten veelal erg interessant en uitdagend, maar hoe staat het met de andere aspecten die voor een succesvolle uitvoering moeten zorgen?
Een theorie die daarbij van pas komt, is die van de communicatie-driehoek, met in de hoeken: ‘inhoud’, ‘proces’ en ‘relatie’. De hypothese is dat er sprake is van een goede communicatie, zolang die drie aspecten in balans zijn.

Communcatiedriehoek

De hoek van ‘de inhoud’ krijgt veelal veel aandacht en die van het ‘proces’ is meestal ook goed afgedekt. De realiteit van de meeste projecten is echter dat ‘de relatie’, de zachte kant van een project, vaak te weinig aandacht krijgt. Meer aandacht voor de zachte kant helpt om een project succesvol te maken. Het brengt evenwicht in de driehoek.

Als voorbeeld wordt de aanpak van de Van Brienenoordbrug beschreven. Hierbij moet worden gekozen tussen een renovatie van de bruggen of het vervangen ervan.
De nadelen als verkeershinder en veiligheidsmaatregelen, hebben geleid tot het uitwerken van een alternatief om de bruggen te vervangen.
De vraag is nu hoe al deze relaties op een goede manier kunnen worden gemanaged.
De aanleg van de 3de kolk van de Beatrixsluis wordt als een goed voorbeeld hiervan beschreven.

Van Bouwmeester tot ontwerpintegrator

Joris Smits, Ney & Partners Nederland - TU-Delft

Alle grote beschavingen uit de geschiedenis kenden een betrouwbaar infrastructuurnetwerk dat een snelle mobiliteit van goederen en mensen mogelijk maakte.
Vanaf de Oudheid tot in de late Middeleeuwen was de taak om een brug te ontwerpen meestal die van één persoon, aangeduid als de bouwmeester. Er werd geen onderscheid gemaakt tussen techniek en esthetisch ontwerp, de bouwmeester was architect en ingenieur in één. Toen in 1794 de 'École Polytechnique' in Parijs werd opgericht, werd dit rap gevolgd door de oprichting van diens tegenhanger, de 'École des Beaux-Arts'. Het schisma tussen architecten en ingenieurs is tot op de dag van vandaag blijven bestaan en vormt ook regelmatig een barrière in de samenwerking.
Tegenwoordig is het vakgebied van brugontwerpen veel te complex geworden om door één persoon te worden belichaamd, of het nu een ingenieur of een architect is.

Pleidooi voor een ontwerpintegrator
Het identificeren van een ontwerpbenadering dat leidt tot betere brugontwerpen, is slechts een eerste stap. Ik ben van mening dat de andere sleutel die tot betere bruggen zal leiden, ligt in het inkoopproces waarin de ontwerpkwaliteit van onze toekomstige bruggen moet worden geborgd. Als we de ontwerpkwaliteit van onze bruggen verder willen verbeteren, moeten we een discussie over een onwerpintegrator voeren.

Hulpconstructies uit de schaduw – Integrale en branchebrede aanpak van constructieve veiligheid

Sander den Blanken, BAM Infraconsult

In dit artikel een beschrijvingen van een best practice en een leerervaring over de inzet van tijdelijke voorzieningen.

Best practice: inrijden busbrug Zwolle (Schuttebusbrug)
Een S-vormig, stalen, torsiestijf, kokervormig viaduct is op locatie geassembleerd en naar zijn definitieve plaats gereden.
Er waren 65 precieze faseringsstappen gedefinieerd om de optredende krachten in de brug tijdens het inrijden volledig te beheersen. Bij elke stap zijn de randvoorwaarden bepaald en is aangegeven of het een kritieke stap betreft: een stap die niet eerder mag worden gestart voordat de voorliggende stap is afgerond. Verder gaf elke stap weer hoe de dwars- en langsfixatie was geborgd.
Een belangrijke rol was weggelegd voor de coördinerend constructeur die vanaf de tender- en de ontwerpfase tot en met het inrijden van de staalconstructie de verbindende schakel tussen alle betrokken partners was.
Het hoogste veiligheidsniveau heeft het draaiboek van de inrijdactie bepaald.
De hele inrijdoperatie is vlekkeloos verlopen. Eventuele afwijkingen op het faseringsdraaiboek zouden aan de hoofdconstructeur worden gemeld om een juiste oplossing uit te werken alvorens verder te gaan. Naast het faseringsdraaiboek hebben ook de partners hun eigen risico-inventarisatie gehouden en op basis hiervan een specifiek draaiboek gemaakt.

Leerervaring: sloop van viaduct Cartesiusweg Utrecht
In het project UtARK zijn twee extra sporen aangelegd en de bestaande sporen aangepast.
Een landhoofd moest worden gesloopt waarbij gebruik is gemaakt van dynamiet. Het dek dat op het landhoofd was opgelegd, zou opgevangen worden door vijzeltorens, die niet verbonden waren met het dek.
De opleggingen van het landhoofd zouden vooraf verwijderd moeten worden, maar dat bleek niet mogelijk.
Na het detoneren bleek de wand volgens plan gebrokkeld en gekraakt. Wel waren alle vijzels losgekomen. De verzwakte wand droeg daardoor het dek van het viaduct en dat leverde een groot veiligheidsrisico op.
Het dek werd gestabiliseerd en de sloop van de wand kon verder gaan, maar een niet-ontstoken dynamietstaaf ontplofte waardoor een stuk beton uit de wand brak. Eén vijzeltoren kwam los te staan en de vijzel viel ervan af. De overige vijzels en vijzeltorens bleven stabiel. Vanwege het risico op nog meer ontploffingen van niet-ontstoken staven werd de sloop gestaakt en inderdaad werd een niet-ontstoken dynamietstaaf gevonden en opgeruimd. De sloop ging verder, maar de vijzeltorens kwamen scheef te staan. Herstellen bleek niet mogelijk. Toen het dek 31 mm zakte, kwamen twee SPMT-voertuigen met draglineschotten het dek ondersteunen, zodat de situatie weer stabiel was.

Leerpunten:
• Het bleek dat het uitvoeringsteam van de uitgewerkte plannen was afgeweken. Er werden onder tijdsdruk oplossingen bedacht die niet in lijn waren met de kritische uitgangspunten; er werd besloten de opleggingen niet te verwijderen zonder dit te communiceren met constructeurs!
• Regierol op veiligheid in het hele bouwproces moet worden geborgd door deze nadrukkelijk in handen van de opdrachtgever te geven en vast te leggen in contracten.
• De coördinerend constructeur krijgt het mandaat om in te grijpen als dit vanuit veiligheid noodzakelijk is. Bij het viaduct Cartesiusweg in Utrecht zou dit de juiste handelwijze zijn geweest.

Meesterlijk aangeboden!

Erik van Weesep, Tristan Wolvekamp.

Aan de hand van voorbeelden uit de aanbestedingspraktijk wordt inzicht gegeven in het belang van vakmanschap in alle fasen van de aanbesteding.
1. Theemswegtracé
In het Rotterdams havengebied wordt de Havenspoorlijn, het eerste deel van de Betuweroute, verlegd. Er is een aanbesteding in de markt gezet waarin het tracé reeds op DO-niveau was uitgewerkt. Toch heeft men in de aanbesteding ruimte gelaten voor ontwerpoptimalisaties.
Men heeft in het ontwerp het aantal typen liggers weten te verkleinen van 28 naar 8!
Ook in dwarsdoorsnede zijn er aanpassingen gedaan.
In de zoektocht naar verdere optimalisaties heeft SaVe tevens voorstellen gedaan om te werken met een buigslappe voeg maar hier had de eindgebruiker, ProRail, negatieve ervaringen meeopgedaan. Het niet gebruik maken van de buigslappe voeg heeft echter ook consequenties voor de afdracht van de horizontale belastingen.
2. Tijdelijke verbinding Suurhoffbrug
Rijkswaterstaat had voor de aanbesteding zelf al een behoorlijk gedegen variantenstudie gedaan en de aanbestedingstukken en -eisen waren daar goed op afgestemd. Toch heeft de aannemerscombinatie in het kader van de kwaliteitscriterium ‘risicobeheersing’ ervoor gekozen om de overspanning van de brug te vergroten van 160 naar 200 m en het toeleidende wegdeel op een gewapende grondconstructie te bouwen. Dergelijke drastische aanpassingen van ontwerpkeuzes in de aanbestedingsfase kunnen alleen succesvol zijn als er sprake is van ruimte voor een goede dialoog tussen deskundige partijen.
Dat dergelijke grote ontwerpaanpassingen, in combinatie met tijdsdruk in de tender niet altijd goed uitpakken voor een opdrachtnemer, is ook te zien in dit project. Bij de wijziging van de aanbruggen naar gewapende grondconstructies is de invloed op een nabijgelegen uitstroomduiker onvoldoende beschouwd. De aannemer zag zich dan ook genoodzaakt om het ontwerp aan te passen naar een lichtgewichtconstructie met EPS in plaats van gewapende grond.
3. Waterfront, Harderwijk
Er zijn ook projecten die tot stand komen met een hele andere samenwerking tussen partijen. Voor de ontwikkeling van het Waterfront in Harderwijk heeft de gemeente opdracht verstrekt aan een ontwikkelcombinatie die ook zorg moest dragen voor de hele infrastructuur in het gebied. Voor de kunstwerken was slechts een heel beperkt programma van eisen aanwezig. In het plangebied moesten acht beweegbare bruggen worden gerealiseerd passend bij de inrichting en het karakter van de wijk.
Omdat er heel weinig randvoorwaarden zijn gesteld, is in dit project vooral veel deskundigheid gevraagd van de marktpartijen.
Met goed gestelde BPKV-criteria kunnen opdrachtgevers marktpartijen beslist uitdagen om met creatieve oplossingen te komen. Voorwaarde blijft wel dat deze criteria echt onderscheidend moeten kunnen zijn, namelijk > 50% van de boordeling.

Snelfietsroute Maas-Waalpad

Alex van Ham - Joop Hardeman – Edwin Schepers –Remco Wiltink

De voorbereiding
In en rondom de regio Arnhem-Nijmegen werken diverse overheden al ruim 10 jaar samen aan het uitrollen van een snelfietsroutenetwerk. Door de woon- en werklocaties in de regio met snelfietsroutes te verbinden, is er een reëel alternatief voor het gebruik van de auto gerealiseerd.
Landschappelijk is er door de opdrachtgever voor gekozen om de route te koppelen aan de bestaande spoorlijn Nijmegen-Venlo.
De bestaande spoorbrug heeft een rivierpijler in het midden van de vaargeul. Dit is binnen de huidige wetgeving niet meer toegestaan, waardoor de overspanning van de fietsbrug twee keer zo groot moet zijn, zo’n 145 meter. Om de maatverhouding met de spoorbrug in balans te krijgen, is in het ontwerp van de fietsbrug voor een zo laag mogelijk vakwerk gekozen,

Ontwerpkeuzes
Er is gekozen voor een brugontwerp dat past bij de vakwerkconstructie van de bestaande spoorbrug maar die toch van deze tijd is en uitdrukking geeft aan de landschappelijke context met het geleidelijk verlagen van de vakwerkhoogte naar de rivierpijlers toe. Deze pijlers hebben een meer expressieve vorm kregen gekregen door deze onder een hoek van ca. 70 graden te plaatsen.
Daarnaast is er gekozen om de koker-kokerverbindingen uit te voeren met een overlap van circa 40%. Daarmee is het mogelijk om de randstaven te optimaliseren en deze enkel te ontwerpen op de globale krachtswerking.
Qua ontwerp van het windverband is door de architect gekozen voor X-verbanden in het gebogen bovenvlak, die qua geometrie aansluiten bij de diagonalen en daarnaast het profiel van vrije ruimte (PVR) in takt laat. Opvallend is dat de gebruikelijke dwarsligger aan het eind van het bovenwindverband, als onderdeel van het eindportaal, ontbreekt.
Om de stalen hoofdoverspanning te optimaliseren, is overwogen om deze te koppelen aan de betonnen aanbruggen waarmee een doorgaande ligger wordt gecreëerd. Echter, aangezien de constructiehoogte nabij de opleggingen klein is (circa 2,4 m) ten opzichte van de constructiehoogte in het hart van de overspanning (circa 6,4 m), kan maar een zeer beperkt steunpuntmoment worden geïntroduceerd bij de opleggingen. Om die redenen is gekozen voor een statisch bepaalde hoofdoverspanning.

Constructieopbouw
De dekconstructie bestaat uit een dekplaat met gezette troggen, dwars op de rijrichting en zijn gezet in het dakprofiel van de brug waardoor in het hart van de brug geen stuiknaad hoeft te worden gelast. Het dakprofiel is gekozen boven een enkelzijdige verkanting om te zorgen dat beide vakwerken op gelijke hoogte konden worden geplaatst hetgeen de voorkeur heeft van de architect.
De hoofddraagconstructie is een vakwerk met gebogen bovenrand waarmee de momentcapaciteit toeneemt vanaf de oplegging naar het midden van de overspanning.

Constructiemodel en stabiliteit bovenregel
Als eerste zijn detailmodellen met plaatelementen gemaakt van de typische knoopverbindingen. Op deze knopen zijn eenheidslasten geplaatst voor momenten uit het vlak van het vakwerk om de rotatiestijfheid van de knoop te bepalen
Er is een controleberekening uitgevoerd waarbij in het vlak zuivere scharnieren zijn aangebracht. Dit is gedaan omdat in de verbindingen géén secundaire, buigende momenten in het vlak van het vakwerk zijn meegenomen.
Het berekenen en aantonen van de stabiliteit van de bovenregel is één van de belangrijkste uitdagingen van deze brug. De stabiliteit wordt verzorgd door drie steungevende elementen, namelijk het windverband in X-vorm, de einddwarsdrager als inklemming èn de U-vorm van troggen en diagonalen.

Verbindingen
Koker-kokerverbindingen dienen te worden berekend conform hoofdstuk 7 van eurocode 1993-1-8. De typische gevallen vanuit de Eurocode komen niet exact overeen met het ontworpen detail omdat de aansluiting van de wandstaaf op de randstaaf excentrisch is. Om toch het normdetail te kunnen gebruiken, is voor de bepaling van de verbindingscapaciteit een aangepaste schematisering gehanteerd.

Afstudeeronderzoek Parametrisch Ontwerpen

In dit afstudeeronderzoek is een parametrisch berekeningsmodel ontwikkeld voor het brugdek van een fiets- en voetgangersbrug. In dit model zijn varianten op een meetbare manier afgewogen op duurzaamheid. Een bestaande fiets- en voetgangersbrug heeft als testcase gediend voor het ontwikkelde model. In het model is gebruik gemaakt van de programma’s Rhinoceros, Grasshoper en Excel. Ook zijn in het model enkele scripts toegepast. Het afstudeeronderzoek heeft plaatsgevonden bij NHL Stenden Hogeschool in Leeuwarden en ADONIN in Harlingen.
In het model is gevarieerd in het aantal steunpunten en het aantal liggers. In totaal zijn er 32 varianten, 16 per materialencombinatie, beschouwd. Het model tussen uitgangspunten en resultaten, (de met rood omkaderde gebieden in figuur 1), is voor elke variant doorlopen. De 32 varianten zijn in een tijdsbestek van circa 30 seconden berekend, waarbij bij beide materialencombinaties de variant met de laagste MKI-waarde is geselecteerd.

Proefbelasting Maaslandse Dambrug

ir. W.D. van der Wiel en ir. L.J. Visser (Iv-Infra)

Proefbelasten is enerzijds een snel en kosteneffectief alternatief voor een herberekening als weinig tot geen gegevens beschikbaar zijn en geeft anderzijds, wanneer gegevens wèl beschikbaar zijn, in potentie een hogere aantoonbare belastbaarheid dan een herberekening.
Onderzocht is de brug ‘Maaslandse Dam’ van ruim honderd jaar oud in Schipluiden. De gemeente Midden-Delfland houdt de brug de komende jaren graag in stand voor het geplande bouwverkeer, alvorens bij gereedkomen van de woningbouw de brug te vervangen.

Op basis van een herberekening kon de brug niet worden vrijgegeven voor voertuigen met een totale massa van meer dan 20 ton. Met een proefbelasting kan echter het maximale uit de constructie worden bepaald.
Iv-Infra heeft een methode voor proefbelasten ontwikkeld voor bruggen met een kleine overspanning, waarbij met standaardmateriaal snel, gecontroleerd en betrouwbaar de belastbaarheid van een brug kan worden bepaald.
Bij de proefbelasting wordt de momentcapaciteit van het brugdek bepaald. De dwarskrachtcapaciteit van het dek wordt voorafgaand aan de proefbelasting op basis van geometrie en status rekenkundig bepaald om te kunnen garanderen dat deze tijdens de proefbelasting niet maatgevend is.
Door bij elke belastingstap zeer nauwkeurig de doorbuiging van het brugdek te meten kan worden vastgesteld of het dek weer in haar oorspronkelijke positie terugveert, nadat de belasting weer van de brug is verwijderd. Het brugdek is dan in staat om de belasting veilig op te nemen. Bij optredende plastische vervorming wordt de proef gestaakt.
De maximale belasting heeft de brug probleemloos afgedragen: er heeft geen plastische vervorming plaatsgevonden.
De resultaten zijn voor de beheerder gunstig: het bouwverkeer kan de komende jaren over de bestaande brug plaatsvinden zonder aanvullende versterkingsmaatregelen. Ook de geplande vervanging van de brug is van de baan. Bij duurzaam herstel van de aangetroffen betonschades en voldoende en tijdig onderhoud kan de brug nog minstens 30 jaar mee.

Reutlingen band

Willem Cijsouw

Reutlingen ligt in het zuiden van Duitsland, dicht bij Stuttgart. Het is de hoofdstad van het gelijknamige district en heeft ruim 100.000 inwoners. Reutlingen heeft een historisch centrum met smalle straten en typisch Beierse vakwerkhuizen. Daaromheen liggen aan twee zijden grote parkwijken met veel groen, en aan één zijde een spoorzone met industriegebouwen ernaast.
Omringd door deze drie gebieden – spoor, park en het oude centrum – ligt een driehoekig terrein welke de afgelopen jaren door de gemeente herontwikkeld is