Ir. P.J.C. van Lierop
Inleiding
Een nieuwe generatie bruggen is geboren. Twee recent in Amsterdam opgeleverde beweegbare bruggen, volledig vervaardigd uit aluminium, zijn daarvan het levende bewijs. De keuze voor het toepassen van aluminium voor deze bruggen is niet vanzelfsprekend geweest. Jaren-lange studies naar het gebruik van lichte materialen in brugconstructies en de door de omgeving of architect specifiek opgelegde randvoorwaarden, hebben ertoe geleid dat is afgeweken van een ontwerp in staal.
Tegelijkertijd wordt vanuit de kant van het beheer van bruggen geroepen om een duurzaam alternatief voor houten brugdekken. Ook daarvoor zijn inmiddels ver-schillende pogingen ondernomen om met aluminium dekplanken bestaande rijvloeren op te hogen of te vervangen. Een ontwikkeling waar ook Iv-Infra op dit moment veel energie in stopt.
Lichtgewicht en duurzaam
De voordelen voor het toepassen van aluminium in infra-structurele projecten zijn het geringe gewicht en duurzaam bouwen. Bij de Uiverbrug bijvoorbeeld, een aluminium klapbrug voor wegverkeer in het Schinkelhaven-gebied, is gewichtsbesparing het belangrijkste argument. Een ontwerp van het type basculebrug ligt hier in eerste instantie voor de hand, maar om een grote en kostbare basculekelder te vermijden, is gekozen voor het systeem van een klapbrug met een hydraulische aandrijving. Omdat een klapbrug ongebalanceerd wordt uitgevoerd, en het gewicht van het val dus maatgevend is voor het bewegingswerk, is besloten om het val volledig in aluminium uit te voeren. Bijkomend voordeel is dat het val niet van een coating wordt voorzien, waardoor het gedurende de levensduur nagenoeg geen onderhoud behoeft.
Overtuiging
De belangrijkste factor voor het welslagen van aluminium brugprojecten is de mate waarin alle partijen overtuigd zijn van de meerwaarde van het gebruik van dit materiaal. Met name de opdrachtgever dient allereerst te worden overtuigd van drie aspecten: de technische haalbaarheid, de financiële haalbaarheid en het milieu. Voor de technische haalbaarheid kan worden verwezen naar de bovengenoemde referentieprojecten in Amsterdam. Wanneer ook het onderhoud en de mogelijkheid van recycling wordt meegenomen in de vergelijking, doet aluminium niet onder voor staal, als het gaat om kostprijs en belasting van het milieu.
Detaillering en vermoeiing
Ogenschijnlijk liggen de materialen staal en aluminium dicht bij elkaar. Maar zware en dynamisch belaste con-structies bouwen met aluminium vereist van de constructeur toch een wezenlijk andere benadering dan bouwen met staal. Met name vermoeiing en de krachtsinleiding verdienen extra aandacht. De technische haalbaarheid blijkt voor een groot deel te worden bepaald door een goede detaillering van de lassen. Die kan onder meer worden bereikt door gebruik te maken van de ontwerp-vrijheid die extrusieprofielen bieden. De lasverbindingen waarmee de dekprofielen aan elkaar gekoppeld worden, kunnen daar geprojecteerd worden, waar de spanningswisselingen het laagst zijn. Toetsing door middel van een eindige elementen berekening en het daardoor inzichtelijk maken van spanningspieken is noodzakelijk om tot een optimale profielvorm en een juiste detaillering te komen. Ook het creëren van vervormingscapaciteit speelt hierin een maatgevende rol, opdat secundaire spanningen in de lassen voorkomen kunnen worden. Met andere woorden: het slim detailleren van aluminium-constructies is nog meer dan bij staalconstructies, cruciaal voor het welslagen van het project.
Life-cycle-costs
Een aluminium val weegt de helft minder dan een stalen. Bij ongebalanceerde klapbruggen kan, door het relatief lage gewicht, het bewegingswerk beduidend minder zwaar worden uitgevoerd. Ook tijdens de montage kan een kostenbesparing worden gerealiseerd. In plaats van gebruik te maken van een drijvende bok, kan de montage vanaf de wal met een mobiele kraan plaatsvinden.
Aluminium mag dan per kilogram twee keer zoveel kosten als staal, in de exploitatie zal die hogere kostprijs snel terugverdiend zijn. Het aluminium heeft nauwelijks onderhoud nodig, de energiekosten van het bewegingswerk zijn beduidend lager en het materiaal kan steeds weer worden hergebruikt zonder veel kwaliteitsverlies. Wanneer de totale life-cycle-costs, dus ook het herge-bruik, in ogenschouw wordt genomen, kan aluminium zeker concurreren met staal.
Toekomst
Vooralsnog is het toepassen van aluminium vooral kansrijk, wanneer gebruik kan worden gemaakt van de specifieke eigenschappen, lichtgewicht en duurzaamheid, van het materiaal, zoals bij ongebalanceerde klapbruggen of bruguitbreidingen (uit-bouwconstructies).
Op dit moment is bij Iv-Infra Amsterdam een project gestart om voor bestaande bruggen een systeem te ontwikkelen, waarbij houten dekplanken snel en een-voudig door aluminium kunnen worden vervangen. Hierdoor kan een duurzaam en dicht rijdek worden verkregen zonder verregaande aanpassingen van de onderliggende draagconstructie. Bovendien hoeft bij beweegbare bruggen geen extra ballast te worden toegevoegd, die bij een stalen brugdek wel nodig is.
Al met al is het van belang om de opdrachtgevers ervan te overtuigen dat met aluminium een goed alternatief kan worden geboden, voor heel specifieke projecten.
