ir. J. Voermans RC en ir. P.A. Hagenaars RO¹

In een park wordt een voetgangersbrug met schommels ontworpen. Het ontwerp gaat uit van een doorgaande, luchtdicht afgelaste koker. Indien deze niet in zijn geheel aangevoerd kan worden, moet de brug in secties op locatie worden samengesteld. Het architectonisch ontwerp had constructief gezien een reeks opgaven in petto, voordat het werd aanbesteed: het slanke ontwerp in relatie tot comforteisen, de afdracht van de brug op de spoortunnel (krachtsoverdracht staal naar beton) en de schommels onder de brug, die ook krachten uitoefenen. Dit artikel gaat in op enkele rekenkundige aspecten.

¹ Jurgen Voermans is constructeur en adviseur kunstwerken Regionale Ontwikkeling & Infrastructuur Zuid-West Nederland en Peter Hagenaars is expert constructies, beiden bij Royal HaskoningDHV

afb.1 Geboorte van de boogconstructie

Het spoorviaduct dat voorheen Delft doormidden sneed, is met de komst van de nieuwe spoortunnel verleden tijd. Boven maaiveld van de spoorzone vindt de herontwikkeling plaats tot een nieuwe leefen woonomgeving, genaamd Nieuw Delft. Dit gebied (zie fig. 2) is gelegen tegen het historische hart van Delft aan en beslaat circa 24 hectare.
Boven op het dak van de spoortunnel komt het Van Leeuwenhoekpark naar het ontwerp van BALJON landschapsarchitecten. Dit park, dat begint ter hoogte van de voormalige Van Leeuwenhoeksingel, loopt boven de tunnelbuis van noord naar zuid. Met zijn afmetingen van circa 600 m lang en 40 m breed, en onderbroken door een verkeersroute met groen asfalt, vormt deze groene zone een nieuwe, lange lijn, analoog aan de binnenstad met zijn korte dwarsverbindingen in de vorm van bruggen. Het moet een recreatieve ontmoetingsplek worden voor inwoners en bezoekers. Het park wordt gefaseerd aangelegd van noord naar zuid. Het Definitief Ontwerp van het noordelijk deel van het park is gereed. Onderdeel hiervan is een stalen voetgangersbrug die gefundeerd is op de spoortunnel. In opdracht van de Gemeente Delft en Projectorganisatie Nieuw Delft heeft Royal HaskoningDHV het architectonisch ontwerp van de brug van de architect vertaald naar een maakbaar constructief ontwerp.

afb.2 Plan Nieuwe Delft

ARCHITECTONISCH ONTWERP

Het architectonisch ontwerp (zie fig. 3) van de brug gaat uit van een smalle, ranke voetgangersbrug die uitzicht biedt op het park en Nieuw Delft. De geometrie van de boog (bk. dek) wordt beschreven met een radius van 38,075 m. De  overspanning gemeten tussen het hart van beide booggeboorten bedraagt 37,6 m. De breedte van het loopvlak betreft 1,20 m. De vrije hoogte onder de brug in het midden is 4,15 m. De brug draagt af op de tunnel waarbij de brug vloeiend opgenomen wordt in het talud (zie fig.1). De traptreden liggen verzonken in het dek en zijn niet zichtbaar vanaf het park. Opvallend aan het ontwerp is dat er schommels onder de brug komen te hangen. Het leuningwerk gaat uit van een ronde bovenregel dat steunt op slanke staanders. Door de staanders worden roestvaststalen draden gevoerd, voorgespannen met roestvaststalen wartels. 

afb.3 Architectonische ontwerp

VAN ARCHITECTONISCH NAAR CONSTRUCTIEF ONTWERP

Het architectonisch ontwerp van de brug bracht constructief gezien de volgende vraagstukken met zich mee: het slanke ontwerp (met name in relatie tot comforteisen), de afdracht van de brug op de bestaande spoortunnel en de schommels in relatie tot de (mogelijke) dynamische respons.

SLANKE KOKER

Het constructief ontwerp gaat uit van een wringstijve koker die de hoofddraagconstructie van de brug vormt. Het ontwerp wordt gedomineerd door de eisen aangaande het comfort (bruikbaarheidsgrenstoestand). De brug moet zodanig stijf worden ontworpen dat de versnellingen als gevolg van voetgangers en joggers die over de brug lopen en rennen binnen de grenzen blijven. Als gevolg hiervan zijn de spanningen in de uiterste grenstoestand relatief klein. Om de volledige constructiehoogte van 750 mm te benutten, is gekozen om de flenzen van beide lijven samen als bovenflens van de kokervormige doorsnede te laten fungeren. Het zwaartepunt ligt dan ongeveer in het midden van de hoogte zodat de doorsnede zo efficiënt mogelijk wordt benut binnen de grenzen van het architectonisch ontwerp.
Het belopen dek (zie fig. 4) bestaat uit een dekplaat (t = 10 mm), verstijfd in langsrichting met dekverstijvers (t = 8 mm; h = 100 mm) met een hart-op-hartafstand van 300 mm. De dekverstijvers dragen af op schotten (t = 8 mm) h.o.h. 3 m (bovenzijde dek).
Dit dek draagt de trap die bestaat uit een gezette, 5 mm dikke staalplaat. De leuning, een buisvormige bovenregel CHS 48,3x 2,6 mm, draagt af op staanders (plat 85x18 mm verlopend naar 40x18 mm) met een hart-op-hartafstand van 1,27 m op een doorlopende voetplaat (t = 25 mm) die wordt verbonden met vier bouten M12 per staander.
De afwatering gebeurt door de traptreden een lichte helling naar beneden te geven. Er is in geen verlichting op/onder de brug voorzien.
Het ontwerp gaat uit van een doorgaande  luchtdicht afgelaste koker die, indien deze niet in zijn geheel aangevoerd zou kunnen worden, in twee of drie delen aangevoerd wordt en met lassen op de bouwplaats of een voorbouwlocatie samengesteld wordt.

OVERWEGING DRIESCHARNIERSPANT

Aanvankelijk is overwogen om de brug met een topscharnier als driescharnierboog uit te voeren. Dit zou als voordeel hebben dat thermische belastingen geen krachtswerking tot gevolg hebben en dat, indien de brug niet in één geheel aangevoerd zou kunnen worden, beide helften met een mechanische verbinding verbonden zouden kunnen worden. Nadeel was dat niet aan het beeld van de architect voldaan zou kunnen worden, die een doorgaande koker voor ogen had. Om deze reden is hiervan afgezien.

VERBINDING MET TUNNEL

De verbinding met de tunnel (zie fig. 5) bevindt zich onder maaiveld. In verband met onderhoud en inspectie zijn putten voorzien. Nabij beide geboorten, wordt de brug breder tot maximaal 2,50 m (zie fig.7) om de belastingen te spreiden en over te dragen op de tunnelwand en om de brug in te kunnen klemmen om de langsas van de brug (afb. 5). De verbinding bestaat in hoofdzaak uit een doorgaande lijntaatsoplegging op een betonnen sloof. De krachtsoverdracht van staal naar beton (zie fig. 6) vindt plaats via het bolle cilindervlak van de lijntaatsoplegging, die geborgd is middels staafankers in slobgaten, naar de platte vlakken van de stoelen gelast op een voetplaat die verbonden is met de sloof, middels aangelaste wapening en afschuifnokken. Vervolgens worden de krachten van de betonnen sloof afgedragen op de tunnel via ingeboorde stekken in de diepwand en een vloer. De stekken worden ingeboord bij de zones waar zich geen wapening in de diepwand bevindt. Bij de voeg tussen twee diepwandpanelen wordt geen wapening ingeboord in verband met het voegprofiel dat zich daar bevindt. De westelijke sloof is circa 7,3 m lang (vier bevestigingspunten) en de oostelijke sloof is ~ 3,5 m lang (drie bevestigingspunten). De vloer draagt de (afschuif)belastingen af naar het tunneldak. De verbinding wordt gerealiseerd met in te lijmen stekken, verankerd aan beide zijden van het aansluitvlak. Met dit detail wordt bewerkstelligd dat de krachten voldoende gespreid worden zodat deze op de tunnel kunnen worden afgedragen waarbij de constructieve veiligheid van de tunnel gewaarborgd blijft.

afb.4 Doosnede hoofddraagconstructie

SCHOMMELS

In tegenstelling tot de drie schommels bevat het uiteindelijke ontwerp twee schommels iets uit het midden van de brug. Tijdens het schommelen worden krachten op de brug uitgeoefend. Deze bestaan uit centrifugale kracht en de zwaartekracht. Door de brug te verbreden nabij beide geboorten, ontstaat een stijve rotatieveer en zal de brug pas willen trillen (uit het vlak van de boog) bij frequenties ≥ 4,20 Hz. Aangezien dit hoger is dan de belasting uit de schommels, die wordt opgelegd met een frequentie van zo’n 0,21 Hz, is excitatie door de schommels niet aan de orde In relatie tot trillingen die zijn beschouwd zijn opgenomen in tabel 1. De comfortcriteria voor voetgangers en joggers zijn bepaald volgens NEN-EN 1990, NEN-EN 1991-2 en EUR 23984 en Design of Lightweight Footbridges for Human Induced Vibrations (JRC-ECCS). De dynamische respons is bepaald aan de hand van een modale analyse. In tabel 2 zijn de eerste vijf eigenfrequenties met bijbehorende trilvorm opgenomen voor de massacombinatie CM1_TC3 (‘zwaar verkeer’) en CM3_JC2 (‘joggers’). Hieruit blijkt dat alleen de 1e eigenfrequentie van de brug, waarvan de trilvorm gekarakteriseerd kan worden als trilling in het vlak van de boog, binnen het kritische gebied valt van voetgangersbruggen onder loopbelasting voor verticale en horizontale trillingen (1,25 < f < 4,6 Hz). De optredende versnellingen zijn getoetst aan de grenswaarden zoals gegeven in tabel 1. De brug is niet gevoelig voor excitatie (het in trilling brengen) door voetgangers in zijdelingse richting (0,5 < fi < 1,2 Hz) en ook niet voor excitatie door joggers (1,9 < fi < 3,5 Hz).  De optredende spanningen door vandalismebelasting zijn getoetst aan het vloeicriterium van Von Mises (maximale spanning bedraagt 12 N/mm2 voor de globale krachtswerking).

afb.5 Verbinding met tunnelwand

BEREKENINGEN HOOFDDRAAGCONSTRUCTIE

De berekeningen van de hoofddraagconstructie zijn verricht met een eenvoudig rekenmodel bestaande uit 1D-elementen in een programma op basis van de eindigeelementenmethode. Alle onderdelen van de doorsnede kunnen in klasse 3 geclassificeerd worden zodat de weerstand niet beperkt is door de plooiweerstand. Gezien de compacte vorm van de koker en het ontbreken van tussensteunpunten, zijn effecten van ‘shear lag’ verwaarloosbaar zodat de volledige breedte van de flenzen wordt benut.

STATISCHE RESPONS

De statische respons is bepaald aan de hand van een lineair-elastische analyse. De optredende spanningen zijn getoetst aan het vloeicriterium van Von Mises (maximale spanning bedraagt 104 N/mm2 voor de globale krachtswerking). De maximale doorbuiging door voetgangersbelasting die optreedt bij een asymmetrische belasting (brug half belast), is getoetst aan een grenswaarde van L/250 waarbij voor L de halve overspanning is genomen, van geboorte tot buigpunt in de top van de boog gemeten over de geprojecteerde lengte van de boog. Aan de hand van een lineairelastische (knik of eigenwaarde) bifurcatieanalyse is bepaald dat het tweede-orde effect kan worden verwaarloosd omdat a = crit 43 > 10 zodat volstaan kan worden met een eerste-ordeberekening1. De knikvorm, die hoort bij de 1e eigenwaarde, geeft aan dat de knik in het vlak van de boog plaats vindt.

afb.6 Lijntaatsoplegging

DYNAMISCHE RESPONS

in relatie tot trillingen die zijn beschouwd zijn deze opgenomen in tabel 1. De comfortcriteria voor voetgangers en joggers zijn bepaald volgens NEN-EN 1990, NEN-EN 1991-2 en EUR 23984 en Design of Lightweight Footbridges for Human Induced Vibrations (JRC-ECCS).

a_crit is de factor waarmee de rekenwaarden van de belastingen op de constructie moeten worden verhoogd om algemene elastische instabiliteit te veroorzaken (acrit bedraagt 104 N/mm2 voor de globale krachtswerking). De maximale doorbuiging door voetgangersbelasting die optreedt bij een asymmetrische belasting (brug half belast), is getoetst aan een grenswaarde van L/250 waarbij voor L de halve overspanning is genomen, van geboorte tot buigpunt in de top van de boog gemeten over de geprojecteerde lengte van de boog. Aan de hand van een lineair-elastische (knik of eigenwaarde) bifu- rcatie-analyse is bepaald dat het tweede-orde effect kan worden verwaarloosd omdat a = crit 43 > 10 zodat volstaan kan worden met een eerste-orde berekening.

De dynamische respons is bepaald aan de hand van een modale analyse. In tabel 2 zijn de eerste vijf eigenfrequenties met bijbehorende trilvorm opgenomen voor de massacombinatie CM1_TC3 (‘zwaar verkeer’) en CM3_JC2 (‘joggers’). Hieruit blijkt dat alleen de 1e eigenfrequentie van de brug, waarvan de trilvorm gekarakteriseerd kan worden als trilling in het vlak van de boog, binnen het kritische gebied valt van voetgangersbruggen, onder loopbelasting voor verticale en horizontale trillingen (1,25 < f < 4,6 Hz). De optredende versnellingen zijn getoetst aan de grenswaarden zoals gegeven in tabel 1. De brug is niet gevoelig voor excitatie door voetgangers in zijdelingse richting (0,5 < fi < 1,2 Hz) en ook niet voor excitatie door joggers (1,9 < fi < 3,5 Hz). De optredende spanningen door vandalismebelasting zijn getoetst aan het vloeicriterium van Von Mises (maximale spanning bedraagt 12 N/mm2 voor de globale krachtswerking).

afb.7 Overgang brug tunnelwand

CONCLUSIE

Ondanks de diverse constructieve uit is het architectonisch ontwerp succesvol vertaald naar een haalbare en maakbare constructie waarbij de constructieve veiligheid van de spoortunnel gewaarborgd is. Het project is inmiddels aanbesteed op basis van een RAW-bestek en gegund aan aannemersbedrijf Wallaard in combinatie met Damsteegt die de detailengineering verzorgt. De planning is dat de brug eind 2023 geplaatst zou zijn. 

Download hier het artikel in pdf-formaat 

Fotografie: Infosteel

VOETGANGERSOVERSTEEK

In opdracht van Infrabel en in samenwerking met Artgineering heeft ipv Delft in 2017 het winnende aanbiedingsontwerp voor de passerelles over spoorweg L50 ten noorden van Brussel ontworpen. Met de markante viaducten van weervaststaal is zowel bij station Sint-Agatha-Berchem als in het iets oostelijker gelegen Ganshoren de oversteek een stuk fraaier en comfortabeler geworden. Ook de fysieke verbinding met het zeer nabij gelegen Vlaanderen is versterkt en daarnaast speelt het ontwerp in op de toekomstige uitbreiding van het GEN (Gewestelijk ExpresNet).

COMPACT BRUGONTWERP

Van de drie inschrijvende partijen Greisch, Ney & Partners en de combinatie ipv Delft/ Artgineering, is de laatste verkozen tot winnaar. Opvallend, want in plaats van de gevraagde fiets+voetgangersbrug is voor Sint-Agatha-Berchem een voetgangersbrug met fietsgoten en liften ontworpen. Een gewaagde keuze, maar ook een heel logische. Een volwaardige fietsbrug vereist lange hellingbanen die op de locatie maar nauwelijks zijn in te passen en bovendien erg beeldbepalend zouden zijn. Zodoende bestaat het ontwerp voor de passerelle in Sint-Agatha-Berchem uit een compacte S-vormige constructie met transparante liftschachten aan weerszijden. De brug in Ganshoren is een, in bovenaanzicht gebogen brug die aanlandt op gewapende grondlichamen. Beide viaducten hebben een roestvaststalen, dragende balustrade van 1,66 m hoog.

Traptreden met fietssleuf langs kokerliggers

PASSERELLE SINT-AGATHA TE BERCHEM

Het viaduct Sint-Agatha in Berchem springt het meest in het oog. Constructief zit het sculpturale ontwerp slim in elkaar: torsiestijve dragende balustrades ondersteunen brugdek en traptreden waarbij de balustrades zelf steunen op uitkragende balken die één geheel vormen met het staalwerk van de liftschachten. De keuze voor dragende balustrades komt voort uit de wens het te overbruggen hoogteverschil voor voetgangers tot het minimum te beperken. Door de draagconstructie niet onder, maar naast het dek te plaatsen, ligt de bovenzijde van het brugdek als snel 150 à 200 mm lager dan wanneer de traditionele opbouw van dragende liggers met daarop een dek zou zijn toegepast.

Passarelle Sint-Agatha te Berchem

TORSIESTIJVE BRUGCONSTRUCTIE

De S-vorm zelf is opgebouwd uit een nagenoeg rechte oversteek direct boven het spoor en twee gekromde en licht uitwaaierende trappen aan weerszijden. De dragende balustrades bestaan uit samengestelde kokers met een hoogte van zo’n 1,66 m en een wanddikte van 20 mm. Om te voorkomen dat de dragende balustrades teveel ongelijk doorbuigen, bevinden zich kokervormige dwarsbalken onder zowel het rechte dek als de trappen. De gehele S-vorm is één aan elkaar gelaste constructie, die volledig integraal is verbonden met de betonnen fundering. Thermische uitzetting wordt opgevangen in de bochten van de trappen.

Dragende Liftkokers

Ook de verbindingen tussen de liftschachten en brugconstructie zijn stijf en middels lasverbindingen uitgevoerd. De eenzijdige uitkraging zorgt voor een ongebruikelijk krachtenspel in de schachtconstructie, met druk- en trekkolommen. Voor de staalbouwer was dit een uitdaging, die verder werd vergroot doordat de liftkokers om esthetische redenen zijn uitgevoerd als verticale ‘vierendeelconstructie’, een vakwerk zonder diagonalen. Dit om optimale transparantie te behouden en een zo rustig mogelijk totaalbeeld te krijgen, met de lift als ladder. Om dezelfde reden zijn ook de regenwaterafvoeren van brugdek en dak van de lifttorens geïntegreerd in de stalen kokers van de liftstructuur.

Passarelle Sint-Agatha te Berchem

Weervaststaal

De keuze voor weervaststaal komt onder meer voort uit het duurzame en onderhoudsvrije karakter van het materiaal. Met name dat laatste is boven een spoorweg een grote meerwaarde, want geen onderhoud betekent geen stremming van het treinverkeer. Toch speelt ook de uitstraling een rol: het roestbruine kleurenpalet past uitstekend bij de spoorwegomgeving en zowel bij de bestaande bebouwing rond het stationsplein in Sint-Agatha-Berchem als het groen rond de overgang in Ganshoren.

Voor de detaillering betekent de materiaalkeuze vooral dat ophoping van vocht voorkomen moet worden. Hoekjes en horizontale vlakken zijn uit den boze. De dragende balustrades zijn daarom als volledig gesloten kokers uitgevoerd. Met oog op de benodigde afrvatering staan ze bovendien onder een hoek van 8 graden. Verder steekt de bovenrand aan weerszijden 20 mm uit ten opzichte van de verticale platen van het kokervormige randelement, zodat een waterhol ontstaat waardoor het water makkelijk en snel van de constructie af valt.

PASSERELLE GANSHOREN

Het spoorviaduct in Ganshoren sluit aan op betonnen landhoofden en grond lichamen van 'gewapende grond' en voert fietsers en voetgangers in één soepele beweging over het spoor. In bovenaanzicht vormt de brug een flauwe boog. Ook hier was dus een torsiestijve constructie nodig. Net als bij de andere brug wordt deze uitgevoerd met dragende, kokervormige balustrades, ditmaal in combinatie met een gesloten dek met onder- en bovenplaat en gelijkmatig verdeelde dwarsverstijvers.

Passarelle Ganshoren

PROJECTGEGEVENS

Passerel Sint-Agatha te Berchem (B) en te Ganshoren (B) 2023

Passarelle Ganshoren

Download hier het artikel in pdf-formaat 

Elisabeth van Blankenstein

afb.1 Zicht op de spoorbrug over de IJssel bij Westervoort (1856). Op het draaibare gedeelte van de brug rijdt een stoomlocomotief. Daaronder een zijaanzicht, dwarsdoorsnede en bovenaanzicht van de brug. Ingekleurde litho naar Van de Tak, graficus. Spoorwegmuseum, Utrecht.

Ook in ons vaderland treft men een voorbeeld van een rivierbrug aan, die om de vele bezwaren, die hare vervaardiging medebragt en die men gelukkig te boven kwam, ten volle de aandacht verdient (De nieuwste uitvindingen, 1859).

Om welk buitengewoon kunstwerk ging het en wat waren de vele bezwaren? Het betrof de in 1856 geopende spoorbrug over de Gelderse IJssel bij Westervoort. Deze spoorbrug, gebouwd in opdracht van de Nederlandsche Rhijnspoorwegmaatschappij (NRS),was de eerste oeververbinding over één van de grote rivieren in Nederland. Halverwege de negentiende eeuw stond de bouw van spoorbruggen in Nederland nog in de kinderschoenen. De opgedane ervaring reikte niet verder dan spoorbruggen over poldervaarten en kanalen. Een spoorbrug over een snelstromende rivier met wisselende waterstanden en grote ijsafvoer in de winter was een ander verhaal. Rijkswaterstaat stelde de nodige eisen. Zo moest er voor de hoge scheepvaart een flinke doorvaartroute komen, voldoende ruimte overblijven voor de afvoer van water en drijfijs en moesten er dijkdoorbraken worden voorkomen.

afb.2 Foto van de spoorbrug over de Shannon bij Athlone.

ONTWERP VAN DE EERSTE SPOORBRUG OVER DE IJSSEL BIJ WESTERVOORT

Rekening houdend met de gestelde eisen maakte W.C.P. baron van Reede van Outdtshoorn, sinds 1850 ingenieur-directeur bij de NRS, een ontwerp voor een laaggelegen dubbelsporige brug. In het midden kwam een draaibrug met twee gelijke openingen van 15,2 meter. Aan weerzijden kwamen twee bruggen met gebogen bovenrand en verticalen met daartussen gekruiste verticalen met daartussen gekruiste diagonalen. Iedere brug had een opening van 50 meter. De bij gebrek aan voorbeelden in eigen land, liet Van Reede zich inspireren door de in 1851 opgeleverde en nog steeds bestaande spoorbrug over de rivier de Shannon bij Athlone in Ierland. De directie van de NRS en de minister van Binnenlandse Zaken waren al akkoord, toen de aandeelhouders, het merendeel van het NRS-kapitaal was in Britse handen, een second opinion eisten. Daarop toog Van Reede naar Londen waar hij zijn ontwerp voorlegde aan Edwin Clark, een civiel ingenieur die bekendheid genoot door zijn bijdrage aan de bouw van de door Robert Stephenson ontworpen Britannia Bridge, een spoorbrug over de Menaistraat tussen Noord-Wales en het eiland Anglesey. Clark bekeek Van Reede’s ontwerp en samen besloten zij de draaibrug in het midden te handhaven. Wel werden de bruggen met gebogen bovenrand aan weerszijden van de draaibrug vervangen door langere bruggen met twee openingen van 50 meter met doorgaande vollewandliggers.

afb.3 Eerste ontwerp voorde spoorbrug bij Westervoort door Van Reede.

BRUGPIJLERS EN IJSBREKERS

De pijlers waren een probleem omdat die een obstakel vormden voor de afvoer van ijs. Dit was onwenselijk omdat kruiend ijs kan leiden tot een verhoogde waterstand en dijkdoorbraken. Ook zou drijvend ijs de pijlers kunnen beschadigen. Daarom kreeg de spoorbrug twaalf schuin aflopende houten ijsbrekers om de pijlers tegen ijsschotsen te beschermen.

afb.4 Stelsel van houten ijsbrekers

BOUW VAN DE SPOORBRUG BIJ WESTERVOORT

Tussen 1853 en 1856 werd de spoorbrug over de IJssel gerealiseerd naar het ontwerp Van Reede/Clark. De constructie was vooral een Britse aangelegenheid. In Nederland waren geen aannemers die ervaring hadden met de bouw van grote rivierbruggen. Daarom ging de bouwopdracht naar de Britse aannemer en ‘the greatest railway builder in the world’, Thomas Brassey. Het maken van de ijzerwerken voor de brugpijlers en van de brugconstructie werd uitbesteed aan Joseph & Co in Stanningly bij in Leeds. Van Reede van de NRS had het toezicht over de uitvoering van het werk. In september 1853 werd met de bouw van de pijlers en landhoofden begonnen. Deze waren in 1854 zo goed als gereed. Hierna kon men starten met het monteren van de bovenbouw.

afb.5 Opengedraaide spoorbrug. Links het aanvaarhoofd en brugwachtershuis. Midden op de draaibrug het portaal met daaronder de grote middenpijler. Links en rechts twee steunpijlers voor de draaibrug wanneer die is geopend. Rechts één van de twee grote ijsbrekers.

OVERBRUGGING ZOALS DIE ERUITZAG EN FUNCTIONEERDE

De tweesporige brug bij Westervoort had zes openingen en was 260 meter lang en tien meter breed. Voor een uitvoerige beschrijving van de constructie van de spoorbrug, zie H.M.C.M van Maarschalkerwaart e.a., Bruggen in Nederland 1800-1940 (dl.1): 189, 192, 193. Het beweegbare deel van de spoorbrug bestond uit één stuk waardoor na het openen doorvaart in beide richtingen tegelijkertijd mogelijk was. De draaibrug werd bewogen om een ijzeren spil, gemonteerd op gegoten ijzeren wielen bovenop de grote draaipijler. Het geheel werd bediend vanuit het brugwachtershuis. Op afbeeldingen van de spoorbrug zijn de verbindingsbogen die boven de doorgaande vollewandliggers uitsteken, goed zichtbaar.
Aan beide uiteinden van de twee aanbruggen stonden (zowel bij de gemetselde landhoofden als bij de draaibrug) acht sierlijke lantaarns. Het gebruik van gietijzer maakte decoratieve vormen en patronen mogelijk. Dit blijkt bij de lantaarns, het portaal met tuien midden op de draaibrugen en de aan de vollewandliggers vastgeklonken verbindingsbogen. Bij een normale waterstand was de doorgang onder de aanbruggen slechts geschikt voor vaartuigen waarvan de bovenbouw of lading beperkt in hoogte was. Schepen met hoge masten of schoorstenen  maakten gebruik van de door de brugwachter geopende draaibrug. Twaalf eikenhouten ijsbrekers beschermden de pijlers tegen kruiend ijs.

afb.6 Pyloon met tuien midden op de draaibrug. Geldersarchief (Arnhem), 1551-4050.

afb.7 Spoorbrug na de versterking in 1878. geheugen.delpher.nl/149 A, Spoorwegen in Beeld, Spoorwegmuseum.

SNEL VEROUDERDE SPOORBRUG

De eerder zo bejubelde spoorbrug bij Westervoort was geen lang leven beschoren. Al gauw bleek deze niet aan de eisen te voldoen. De aanbruggen lagen te laag boven de IJssel waardoor de meeste scheepvaart door de smalle draaibrug moest varen. Ook het spoorverkeer had last van de draaibrug. Bovendien bleven ijsschotsen steken rondom de pijlers en ijsbrekers. Toen de treinen ook nog eens zwaarder werden en de snelheden toenamen, bleek de brug te zwak waardoor herhaaldelijk versterkingen moesten worden aangebracht. Begin jaren negentig, de spoorlijn werd sinds 21 januari 1890 geëxploiteerd door de Staatsspoorwegen, viel het besluit de spoorbrug te vervangen door een gecombineerde spoor- en verkeersbrug. Inmiddels waren er in Nederland ettelijke spoorbruggen over grote rivieren verrezen en hadden Nederlandse ingenieurs meer ervaring opgedaan met de bouw van dergelijke constructies. De nieuwe oeververbinding bij Westervoort bestond uit een langere en hogere brug zonder hinderlijke pijlers in het water.  Er werd een verhoogde spoordijk aangelegd en alle gelijkvloerse overwegen werden vervangen door viaducten. Op 5 april 1901 kon de nieuwe brug bij Westervoort officieel in gebruik worden genomen. Bij de sloop van de oude spoorbrug in 1902 was een detachement genietroepen betrokken. Zij bliezen de pijlers op met behulp van dynamiet. Daarmee was het voor goed gedaan met de oude spoorbrug over de IJssel.

afb.8 Oeververbinding bij Westervoort, medio 1898. geheugen.delpher.nl/148 A, Spoorwegen in Beeld, Spoorwegmuseum

afb.9 Het in 1900 in aanbouw zijnde bruggencomplex over de IJssel bij Westervoort. De oude spoorbrug is zichtbaar links op de achtergrond.

Bronnen

• ‘De spoorwegbrug bij Westervoort over de IJssel’, in: De nieuwste uitvindingen (Leiden 1859) 178.
• ‘De spoorwegbrug te Westervoort’, in Lectuur voor de huiskamer (Leiden 1858) 69, 70.H.M.C.M van Maarschalkerwaart e.a., Bruggen in Nederland 1800-1940 (dl.1): vaste bruggen van ijzer en staal (Utrecht 1997) 22, 189, 192, 193. Dl. 3, 119.
• G. Veenendaal, Spoorwegen in Nederland: van 1834 tot nu (Amsterdam 2008) 72, 73.
• G.P.J. Verbong, e.a., ‘De eerste spoorbruggen’, in: M.S.C. Bakker, e.a., Geschiedenis van de techniek in Nederland. De wording van een moderne samenleving 1800-1890. Deel V Techniek, beroep en praktijk (Zutphen 1994) 187.
• Bredasche courant, 13 januari 1856. 
• Het nieuws van den dag: kleine courant, 9 september 1902.
• Middelburgsche courant, 23 oktober 1855.
• Nieuwe Rotterdamsche courant, 12 oktober 1855.
• Zutphensche courant, 10 november 1855.
• Zutphensch dagblad voor Achterhoek en Veluwezoon, 14 december 1946
• https://www.nvbs.com/wisselexpositie/ westervoort
• https://www.thomasbrasseysociety.org 
• Bouwtekeningen van de spoorbrug afkomstig uit: Gebr. J. en H. Langenhuysen, ‘Brug in den Rijnspoorweg over den IJssel bij Westervoort, 1856-1857, in: Topografischhistorische Atlas Gelderland (Den Haag) Overgenomen uit: Gelders Archief, Arnhem, toegangsnummer 1551

afb.10 Militairen van de spoorwegtroepen slopen de pijlers van de oude spoorbrug bij Westervoort. Op de achtergrond zijn de bogen van de oude spoorbrug nog zichtbaar. Links de restanten van een houten ijsbreker.

afb.11 Aanleg in 1854 van de pijlerfundering met toepassing van ijzeren cilinders. Daarbij werden holle ijzeren cilinders op de rivierbodem geplaatst. De grond werd uit de cilinders opgebaggerd zodat die tot het gewenst funderingsniveau zakten. Vervolgens werden de pijlers gevuld met beton en metselwerk.

Download hier het artikel in pdf-formaat 

Fabian Graber | Fotografie: Jakob Rope Systems

afb.1 De Himmelhausmattesteg steekt de Trub over in Trubschachen.

Sinds november 2020 overspant in het Emmental een elegante hangbrug de Trub. De constructie van deze Fiets+Voetbrug is uniek: voor het eerst wordt een brugdek opgehangen aan de hangkabels door middel van een tralienetwerk in plaats van door de gebruikelijke hangers. De bouw van deze nieuwe hangbrug voor voetgangers en fietsers bood Jakob Rope Systems de mogelijkheid om in de directe omgeving van het hoofdkantoor in Trubschachen (Zwitserland) dit wereldwijd unieke project te realiseren.

afb. 2 De voetgangersbrug hangt aan een tralienetwerk in plaats van aan de gebruikelijke hangers

DE CONSTRUCTIE

De brug bestaat uit een solide constructie van hangkabels, brugliggers en roestvrijstalen tralienetwerken. De onderlinge samenwerking vergroot de constructieve stijfheid en verkleint de gevoeligheid voor grote vervormingen en trillingen, die kunnen worden ervaren in hangconstructies. Het gebruik van een RVS-tralienetwerk maakt het bovendien mogelijk om een valbeveiliging voor bruggebruikers achterwege te laten. De brug met een totale lengte van 25,8 m ligt in het verlengde van de aangrenzende weg aan de Himmelhausmatte. Hierdoor ontstaat een licht hellende kruising met de rivier de Trub. De vrije overspanning van de brugligger tussen de pylonen bedraagt 21,5 meter. Door de brugbreedte van 2,2 m kan een  sneeuwruimer van 5 ton in de winter sneeuw ruimen. De brug is ontworpen voor een draagvermogen van 4,0 kN/m2. Het dek rust op vier stalen langsliggers (HE140A), die tussen de pylonen op zeven dwarsdragers zijn opgelegd en door de spanning in het tralienetwerk een toging van 280 mm hebben.

De toogafmeting is zo gekozen dat de bijbehorende helling het gebruik door mensen met beperkte mobiliteit, mogelijk maakt. De dwarsdragers met de schuin naar buiten toe, taps toelopende dubbele uitkragingen, brengen de verticale krachten van de langsliggers over naar de buisvormige hoofdliggers (ROR 88,9 x 5,0), die aan de zijkanten zijn aangebracht. De vorm van de dwarsdragers maakt enerzijds een kleinere afstand tussen de buisvormige hoofdliggers mogelijk en resulteert anderzijds in een ‘vierendeeleffect’ ¹ van de brugligger voor de verstijving van de brug in dwarsrichting. De buisvormige hoofdliggers, die de belasting over de dwarsdragers verdelen, bevatten inwendig elektriciteitskabels. Het tralienetwerk wordt aan hangkabels bevestigd, die met gaffels met uitwendig schroefdraad, aan een knoopplaat aan de kolom worden bevestigd (zie fig. 3).

1 ‘vakwerk’ zonder diagonalen, met zware, gelaste knopen, vernoemd naar de Vlaamse constructeur ir. Vierendeel.

HET ROESTVRIJSTALEN TRALIENETWERK ONDER DE HANGKABEL
Het RVS-tralienetwerk bestaat uit staaldraden met een diameter van 3 mm (6×19+WC) met een maaswijdte van 80 mm, die verbonden zijn met ‘hulsjes’. (Zie fig.3) Knoopsterkten, kracht- en vervormingsgedrag zijn vooraf door middel van tests bepaald. Het tralienetwerk is uit één stuk vervaardigd, exact in de uiteindelijke vorm. Deze aanpak, zonder aanpassingen ter plaatse, maakt een efficiënte installatie en uitvoering van het ontwerp mogelijk. Het RVS-tralienetwerk is bevestigd aan een holle, roestvaststalen hangkabel 1× 37, met een diameter van 26 mm en met ‘Jakob Forte’-vorken en -spanschroeven aan beide zijden. De hangkabel heeft een zeeg van 2,4 m op een overspanning van 23,7 m, wat resulteert in een verhouding van f/l = 1/10. De hangkabels worden samen door middel van ‘Jakob Forte’ - M36 stangen en de bevestigingskabel aan de pyloonkopblokken bevestigd. (Zie fig.3)

afb. 3 De 5,3 m hoge pylonen zijn van hoge staalkwaliteit en daarmee bestand tegen weersinvloeden

De 5,3 m hoge masten van gelaste, holle kolomprofielen ondersteunen de langsliggers (en daarmee het brugdek en dwarsdragers) die met boutverbindingen aan de masten verbonden zijn. De brugconstructie, inclusief de roosters van het brugdek, heeft een massa van ongeveer 12 ton en wordt ondersteund en verankerd op zware pijlervoeten van gewapend beton.

afb. 4 Een lichtgewicht constructie is mogelijk, waardoor het totaalgewicht van de brug aanzienlijk afneemt in vergelijking met een massieve constructie.

HET BOUWPROCES

Nadat de fundering is vervaardigd, zijn de masten geplaatst. Aan de verticaal geplaatste masten zijn tijdelijke tuien met reeds bevestigde hangkabels bevestigd. De brugligger is in de werkplaats in één stuk gemonteerd, van Erlenbach naar  Trubschachen getransporteerd en met een hydraulische kraan op zijn plaats gehesen. Op dezelfde punten waar de tijdelijke ophangkabels zijn bevestigd, is de ligger ingehesen en geborgd. Vervolgens zijn op regelmatige afstanden tijdelijke kettingtakels bevestigd om de brugligger aan de hangkabel te positioneren.
Diverse metingen in de verschillende fases van het bouwproces, maakten een efficiënte montage mogelijk en voorkwamen tijdrovende aanpassingen ter plaatse. Het trillingsgedrag bij het betreden van de brug, dat bij hangbruggen kritisch kan zijn, blijkt als niet-kritisch te kunnen worden aangemerkt. Sinds de oplevering zijn de krachten in de hangkabels regelmatig gemeten om meer inzicht te verkrijgen in de langetermijneffecten. Vergeleken met conventionele uitvoeringsmogelijkheden, is de gekozen aanpak van de uitvoering economisch verantwoord omdat er geen extra valbeveiliging en complexe ophangkabelbeugels nodig zijn, wat opweegt tegen mogelijk hogere plannings- en installatiekosten.

DUURZAAMHEID

Door gebruik te maken van de netwerkstructuur kan op dure verbindingselementen in de brugconstructie worden bespaard, zonder dat dit ten koste gaat van de veiligheid. Hierdoor wordt de benodigde hoeveelheid materiaal verminderd. Dit maakt een lichtgewichtconstructie mogelijk die het totale gewicht van de brug aanzienlijk vermindert in vergelijking met een massieve constructie. Door gebruik te maken van roestvrijstalen materialen van hoge kwaliteit, bestand tegen weersinvloeden, is de brugconstructie duurzaam en onderhoudsarm.

afb.5 De brug heeft met een totale lengte van 25,8 m en ligt in het verlengde van de weg Himmelhausmatte.

GEZAMENLIJK PROJECT TRUBSCHACHEN

Het bijzondere aan de brug is, afgezien van de constructie, de samenwerking tussen particuliere en publieke bouwers. De brug is een gezamenlijk project van de Trubschachenbedrijven Thuner Bau AG, het pensioenfonds und Planungs AG, Langnau
Staal constructie: Niederhäuser AG, Erlenbach
Uitvoering: Thuner Bau AG, Trubschachen

Geometrie in cijfers

Partners die betrokken zijn bij het project

 Download hier het artikel in pdf-formaat 

afb. 6 Voor inwoners van de gemeente Trubschachen biedt de brug een directere verbinding met het station. Er is nu een veilig voeten fietspad, vooral voor de schoolkinderen van het dorp. 

afb.1 Magere Brug (brugnr. 242) in 2021.

Michel Bakker

In de serie 'Bruggen in de Kunst' dit keer misschien wel de bekendste brug van Nederland: de Magere Brug over de Amsterdamse Amstel. Otto Schilling en Antoon Erftemeijer schilderden de brug op 14 juli 2012 vanuit een hoekhuis aan de  Kerkstraat, tegelijkertijd en naast elkaar zittend.

afb.2 Doorkijkje van de Magere Brug in 2016

DE BRUG

De Magere Brug is in of vlak na 1691 aangelegd naar een ontwerp van Hans Jansz van Petersom, als voetgangersbrug in het verlengde van de Kerkstraat; daarom aanvankelijk ook Kerkstraatbrug geheten. De brug had maar liefst dertien doorvaartopeningen tussen eenvoudige houten jukken. In het midden bevond zich een enkele ophaalbrug. De doorvaartopeningen nabij de beide Amsteloevers waren als bergplaats in gebruik. De brug wordt ‘mager’ genoemd vanwege haar smalheid, maar misschien werd deze notie nog versterkt door de aanvankelijk veel bredere stenen brug die hier tijdens de vierde staduitbreiding van 1663 gepland was. Het rampjaar 1672 veroorzaakte echter een economische terugslag waardoor de overkant van de Amstel (Nieuwe Herengracht, Nieuwe Keizersgracht, Nieuwe Prinsengracht) nagenoeg onbebouwd bleef. Toen er einde 17de eeuw wel wat meer bebouwing kwam, koos men voor een eenvoudiger, goedkoper en smaller alternatief, magerder dus.

afb.3 Magere Brug, Otto Schilling, aquarel, 2021 Coll. Schilling.

In 1840 kwam er bij een renovatie een dubbele ophaalbrug in het midden; inmiddels passeerden ook rijtuigen de brug. Dertig jaar later bracht men het aantal doorvaartopeningen terug tot negen. Houten bruggen zijn er niet voor de eeuwigheid en tussen 1918 en 1927 ontwierp de architect Piet Kramer een reeks vervangende bruggen, variërend van een volledige reconstructie van de oude houten brug tot modernere versies, waaronder een basculebrug. In 1934 besloot het gemeentebestuur de brug toch in oude stijl te herbouwen, maar dan wel naar tekeningen van Kramer. De iets bredere brug kreeg toen stalen liggers en een betonnen paalfundering. Alle stenen uiterlijkheden werden weggewerkt achter houten betimmeringen. Er bleven restauraties noodzakelijk en in 1969 verving men het oude houtwerk van de vallen, hameipoorten en balanspriemen door Afrikaans azobé. De hameipoorten staan overigens op natuurstenen neuten. Op 7 februari 1986 werd de brug beschadigd door een aanvaring; een schip was door ijsgang uit koers geraakt. Opnieuw vonden toen herstelwerkzaamheden aan de brug plaats.

afb.4 Magere Brug, Antoon Erftemeijer, acryl, 2021 Coll. Erftemeijer.

Tot 1994 openden en sloten twee brugwachters de brug in een risicovol pas de deux. Bij het openen trok men aan de haalketting en remde vervolgens de balans af. Het sluiten was geen sinecure want beide brugdelen moesten tegelijkertijd tegen elkaar komen. Na een duw tegen de tegengewichten moesten de wachters om de snelheid van de bewegende brugdelen te regelen op het wegdek gaan staan om zo door eigen lichaamsgewicht de balans te regelen. Een dergelijke werkwijze werd door de arbeidsinspectie uiteindelijk als te gevaarlijk beoordeeld. Na herstel en herinrichting in 2003 werd de brug voor autoverkeer voortaan afgesloten. Nu gebruiken alleen fietsers en voetgangers de overgang. Rondvaartboten varen er zonder hinder onderdoor maar enkele malen per dag moet de brug open voor hoger scheepvaartverkeer. Iconisch voor Amsterdam bij nacht is de verlichting. Lange tijd met 1800 gloeilampjes, nu met leds. Op de brug staan ook replica’s van de 17e-eeuwse lantaarns van Jan van der Heyden, de oudste straatlantaarns van Amsterdam. Op 14 juni 2015 kreeg ze een ICOMOS Water en Erfgoedschildje. Jaarlijks vindt op Bevrijdingsdag bij de brug een concert plaats, meestal in aanwezigheid van leden van het Koninklijk Huis. De brug is ook onder meer decor geweest in de James Bondfilm ‘Diamonds are forever’. 

DE SCHILDERS

Otto Schilling (Scheveningen 1953) voltooide in 1980 de avondopleiding Illustratief Tekenen en Schilderen aan de Koninklijke Academie voor Beeldende Kunsten te Den Haag. Na vele illustratieopdrachten werd het portret in aquarel zijn specialiteit. Hij werkte onder de noemer “Atelier de Os” in het centrum van Haarlem. Tegenwoordig schildert hij landschappen en stadsgezichten. Voorbeelden van zijn werk zijn te vinden op de website: ottoschilling.exto.nl Antoon Erftemeijer (Hoorn 1954) studeerde kunstgeschiedenis aan de Universiteit van Leiden (1973-1982) en volgde daarna de opleiding Schilderen, Tekenen en Grafiek aan de Koninklijke Academie van Beeldende Kunsten in Den Haag (1992-1997). Van 1987 tot 2021 was hij werkzaam in het Frans Hals Museum, aanvankelijk als educator, sinds 2008 als conservator moderne kunst. Ook is hij als conservator verbonden aan de KoepelKathedraal te Haarlem. Hij publiceerde tal van artikelen, catalogi en boeken over kunst, en schrijft ook fictie. 

afb.5 De brug tijdens de reconstructie in 1934. Rechts de noodbrug. Coll. Stadsarchief Amsterdam (Polygoon).

Met dank aan Olga van der Klooster.

Literatuur

• J. Oosterhoff red., Bruggen in Nederland 1800-1940, Bruggen van beton, steen en hout, pp. 360-362, Utrecht 1998.
• Frank V. Smit, Bruggen in Amsterdam, pp. 310-311, Utrecht 2010.
• ‘De Magere Brug van Amsterdam’, www.onh.nl, 15-06-2015: Liza Koppenrade.
• ‘Gemeente Amsterdam, Gebouwen, gebieden en kaarten: Brug 242’,’http://www.amsterdam.nl/kunstencultuur/monumenten/monumenten-0/gebouwengebieden/beschrijvingen/magere_brug
• ‘Stedenman, Meest gefotografeerde brug van Amsterdam’, http://www.amsterdamnu.nl/monumenten/86-magere-brugoudstebrug-in-amsterdam.html 

afb.6 Onderhoud aan de brug in 1949, Coll. Nationaal Archief, fotograaf J.D. Noske.

Download hier het artikel in pdf-formaat 

Ruim 10 jaar geleden werden bruggen en viaducten in Nederland voor het eerst met drones geïnspecteerd. Inspecteren moest namelijk veiliger en minder hinder veroorzaken voor het verkeer.
In de eerste pilots die medewerkers van Ingenieursbureau Westenberg uitvoerden voor Rijkswaterstaat, werd er nog scheepvaartbegeleiding ingezet omdat nog onduidelijk was hoe veilig het allemaal was (zie afbeelding). Dit werd tijdens deze  inspecties al snel als overbodig gezien.

Op het gebied van veiligheid en hinder was deze wijze van inspecteren een enorme verbetering, maar over de kwaliteit is lang gesproken. Kan een drone hetzelfde als een inspecteur die binnen handbereik visueel inspecteert? En wat als er bijvoorbeeld metingen moeten uitgevoerd?
In diezelfde periode is ook de eerste versie van de (toen nog) CUR-Aanbeveling117 ontwikkeld. Een aanbeveling, bedoeld om zowel in de aanvraag, de voorbereiding, de uitvoering van de inspectie als de wijze van advisering, eenduidigheid te verkrijgen. Er werd nog geen rekening met drones en met technieken als sensoren, e.d.. In deze aanbeveling werd nog steeds geschreven over ‘binnen handbereik’ inspecteren, waardoor vaak alternatieve inspectiemethodes uitgesloten werden, terwijl de technologie zich razendsnel ontwikkelde. Enkele voordelen zijn onder andere dat de drones de meest geavanceerde camera’s hebben; ze kunnen elke keer exact dezelfde route afleggen waardoor schade-ontwikkelingen inzichtelijk gemaakt kunnen worden. Tevens kunnen aan de hand van de inspecties eenvoudig 3d-tekeningen met bijbehorende afmetingen gegenereerd worden. Het werd tijd voor een aanvullend handboek voor het inspecteren van bruggen met behulp van een drone. Hierin worden de (on)mogelijkheden van drones in de diverse inspectiecategorieën conform de CUR117 en de toepassingsgebieden van de verschillende drones en bijbehorende hulpmiddelen benoemd en toegelicht en worden de afwegingskaders om wel/niet een drone in te zetten, weergegeven. En dat zowel voor drones in de lucht, op het land, op het water en onder water. Een ideaal handboek voor zowel opdrachtgever die zich afvraagt of een traditionele inspectie de enige manier van inspecteren is in zijn specifieke situatie, als voor de opdrachtnemer die zicht krijgt in de (on)mogelijkheden van een drone binnen een bepaalde inspectiecategorie conform de CUR117.

Wilt u uw brug of kadeconstructie of, welk civieltechnisch kunstwerk dan ook, laten inspecteren en wilt u, vanwege veiligheid, verkeersdoorstroming of nauwkeurigheid, de toepassing van een drone overwegen, dan is het gebruik van dit nieuwe handboek aan te bevelen.

Download hier het artikel in pdf-formaat 

Jan Grit

Buiksloterham op de Noordelijke IJ-oever, ooit het gebied met één van de meest vervuilende industrieën van Amsterdam, verandert naar een circulaire stadswijk voor wonen en werken. Bewoners, bedrijven, (kennis)instellingen en de gemeente Amsterdam werken samen aan duurzame manieren om te leven, wonen en werken. Bij de gebiedsontwikkeling van Buiksloterham is circulair bouwen het belangrijkste uitgangspunt. De verandering van Buiksloterham van een industrieel  bedrijventerrein naar een duurzaam werk/woongebied vordert gestaag. In het zuidelijk deel zijn grote woningbouwprojecten in uitvoering of staan op punt van beginnen. Hierdoor is er steeds meer behoefte aan ruimte voor voetgangers en fietsers en ruimte om te verblijven en elkaar te ontmoeten.

Om het Tolhuiskanaal te overbruggen wordt de brug Asterpad gebouwd. Aan beide zijden van de brug worden twee kleine parken aangelegd. Rondom de brug zullen nieuwe ontwikkelingen plaatsvinden, waarvan het Yotel al voltooid is. De andere percelen worden momenteel gebruikt door bedrijven of bevinden zich nog in de vroege planningsfase. De ambitie is om een volledig circulaire brug te realiseren. In de aanbesteding van dit project is door de gemeente Amsterdam gesteld dat, in lijn met de duurzaamheidsambities van Buiksloterham, het een belangrijke doelstelling is om gebruik te maken van duurzame/circulaire ontwerpprincipes en materialen. Om invulling te geven aan deze doelstelling, en om als organisaties te leren en kennis op te doen met betrekking tot circulariteit, is gekozen voor een voorbereidings-/ontwerpfase in bouwteam. Daarbij is door de gemeente een belangrijke rol toegewezen aan de aannemer. De aannemer is gevraagd actief inbreng te hebben ten aanzien van de volgende ontwerpprincipes:
• Adaptief, flexibel en toekomstig hergebruik
• Het toepassen van hergebruikte materialen
Gemeente Amsterdam hecht in de bouwteamfase veel belang aan leren door te doen, waarbij partijen van elkaar leren, samen ontwerpen, actuele kennis uitwisselen en nieuwe mogelijkheden en kansen verkennen. Deze kennisuitwisseling is ook van belang voor het ontwerp van de andere bruggen uit de bruggenfamilie (de andere bruggen die in Buiksloterham gerealiseerd worden).

Het project is volledig op waarde gegund met een taakstellend budget voor het gehele project. Van de gegadigden werden drie plannen verwacht: een plan duurzaamheid en circulariteit, een plan samenwerking met de opdrachtgever en een risicobeheersplan. Middels een interview kon de opdrachtgever aanvullende vragen stellen over de plannen, welke de meerwaarde zowel positief als negatief kon beïnvloeden. Als Van Hattum en Blankevoort, onderdeel van VolkerWessels, zijn we op deze onderdelen als beste beoordeeld. In dit project trekken we samen op met onze partners Meerdink Bruggen en Rademacher/De Vries Architecten. Ons motto in dit project is: “anders denken, durven doen”.

Een bouwteam opgave vraagt een andere vorm van samenwerken, zeker als het over samenwerken gaat binnen de nieuwe context van circulariteit. Dit levert voor beide organisaties en de deelnemers een onbekend traject. Om dit traject goed te doorlopen geloven wij dat het noodzakelijk is om elkaar goed te leren kennen en de waarden en doelstellingen van het project gezamenlijk te doorleven.  Hiervoor hebben we twee dagen gezamenlijk besteed aan onze Project Start Up (PSU). Onder begeleiding van een teamcoach zijn we samen de diepte ingedoken en gelukkig als team boven komen drijven. Eén van de verbindende factoren bleek de drive om projecten duurzaam èn mooi te maken. Er is veel energie om te werken aan de circulaire opgave waar we als samenleving voor staan. Met het doorspreken van de opgave werd ook duidelijk dat veel van de processen waar we jaren achtereen aan geschaafd hebben, nu vragen oproepen:
• Beginnen we met materialen verzamelen óf met het ontwerp?
• Hoe leggen we potentiële materialen vast, voordat we een realisatieovereenkomst hebben?
• Kunnen we het proces van oogsten eigenlijk wel plannen?
We hebben geaccepteerd dat er nog veel onduidelijk is en dat we bij elke stap weer leren, ook al is het een stap achteruit!

Het circulaire ontwerpproces begon met een gedimensioneerd raamwerkmodel. Dit model fungeerde als een pasmodel waarin de globale afmetingen en randvoorwaarden werden vastgesteld. Met behulp van dit raamwerk kon een nauwkeurige schatting worden gemaakt van de vereiste materialen. Het raamwerk deed dienst als boodschappenlijst in het oogstproces. Voor het verzamelen van materialen werd een strategie ontwikkeld die parallel op drie verschillende schaalniveaus werd toegepast, namelijk Buiksloterham, Amsterdam en Nederland. Dit was tevens de hiërarchie van wenselijkheid. Gebiedseigen materiaal uit BSH had dus de hoogste prioriteit. Geselecteerde materialen werden vervolgens beoordeeld op criteria zoals afmetingen, technische kwaliteit en kosten. Door middel van schetsontwerpen werd getest of de materialen geschikt waren voor een ontwerp.
Dit proces werd in iteraties uitgevoerd in het bouwteam met deskundigheid vanuit ontwerp, techniek, kosten, projectmanagement, risicobeheer en onderhoud. Voor dit ontwerp is circulair bouwen op twee manieren gedefinieerd: technisch en historisch. Technisch gezien betekent dat geschikte bouwmaterialen worden hergebruikt die zorgen voor een hoge duurzaamheid en een lage impact op het gebied van energie en emissies. Veel geschikte materialen, zoals stalen profielen, zijn zeer effectief, maar ze zijn generiek en hebben daarom weinig verhalende potentie. Historische circulariteit heeft te maken met de identiteit en de betekenis van materialen en hun levensloop in verschillende bouwwerken. Deze symbolische strategie heeft een lange traditie in de bouwkunst en vindt nu nieuwe toepassing in onze hedendaagse circulaire ambities. Het proces van oogsten was zeer gestructureerd opgezet, maar in de praktijk kwamen er altijd obstakels naar voren. Bij een schetsontwerp bleken de gebruikte materialen plotseling niet meer beschikbaar te zijn omdat de sloop van een specifiek gebouw werd uitgesteld. De afmetingen van veelbelovende bouwelementen bleken te licht en niet geschikt voor bruggen. Naast technische en ruimtelijke geschiktheid bleek de timing cruciaal te zijn. Het vrijkomen van de materialen moest namelijk samenvallen met de planning en uitvoering van het project. Essentieel in het oogsten is vakmanschap en materiaalkennis. Het snel en accuraat kunnen beoordelen van potentiële materialen bespaart veel tijd, onderzoekskosten en allerlei risico’s. Een vakman kan de mogelijkheden en onmogelijkheden om het materiaal te bewerken in kaart brengen en de constructieve eigenschappen van het materiaal inschatten.

Aangezien elk project zijn eigen planning heeft, brengt dit aanzienlijke onzekerheid met zich mee. Hout en staal hebben als groot voordeel dat ze goed kunnen worden bewerkt, en zijn daarmee ook de belangrijkste ingrediënten van de circulaire  brug. De vondst van brug 332, zie kader, bleek essentieel te zijn voor het ontwerpproces. De brug had de juiste afmetingen en bestond uit verschillende componenten die in een andere opstelling perfect de vereiste overspanning konden  overbruggen. Bovendien had de brug een subtiele vormgeving die als inspiratie kon dienen voor de rest van het ontwerp. Voor de overige elementen bleek het netwerk van Gemeente Amsterdam en van VolkerWessels van belang. Zo kwamen er damwanden, basaltstenen en diverse staalprofielen beschikbaar via de gemeente. Via VolkerRail kregen we de beschikking over bovenleidingportalen, waarvan de staalprofielen in de brug als dwarsliggers terugkomen. En binnen Van Hattum en Blankevoort kwamen palen vrij die we als fundering voor de pijlers van de brug kunnen gebruiken. Via Meerdink Bruggen hebben we een partij houten damwandplanken kunnen aankopen, welke we zullen verwerken tot de dekdelen van de brug.

Het is dus zeer goed mogelijk om op element of grondstof niveau een nieuwe brug samen te stellen uit gebruikte materialen. Een goed functionerend netwerk helpt hierbij. De verzamelde materialen zijn aangekocht en liggen momenteel opgeslagen  totdat we starten met de realisatiefase. Ten opzichte van een lineair project hebben wij een aantal ervaringen opgedaan op contractueel en financieel vlak die het vermelden waard zijn. Zoals hierboven beschreven is, is het zaak om de potentiële materialen te verkrijgen om zeker te zijn dat je het ontwerp ook werkelijk kunt realiseren. Dit betekent dat het bouwteam in de voorbereidingsfase materialen moet selecteren en aankopen. Hiervoor moet je procedureel en financieel gesteld staan. Als bouwteam moet je jezelf afvragen of je in staat bent om interessant materiaal snel aan te kopen. Het is belangrijk dat het mandaat hiervoor vooraf geregeld is en dat er budget beschikbaar is om dit uit te voeren. Als de aannemer alle materialen  aanschaft, dient er rekening gehouden te worden met het feit dat het binnen een bouwteam geen automatisme is dat de aannemer van de voorbereidingsfase ook de realisatiefase uitvoert. Als er wordt gekozen om toch naar een andere aannemer uit te wijken, zullen de materialen overgedragen moeten worden. Binnen ons project hebben we het zo geregeld dat materialen die door ons worden aangekocht direct worden doorverkocht aan de gemeente en als directielevering in de realisatiefase worden ingebracht.

Dit heeft een aantal voordelen;
• De gemeente beschikt over de materialen behorende bij het ontwerp, en heeft hiermee ook de vrijheid om later in het proces te kunnen kiezen voor een andere opdrachtnemer dan de bouwteampartner;
• Voor ons is het belangrijk dat er nauwelijks sprake is van voorfinanciering.
Er kleeft ook een nadeel aan deze manier van werken. We gaan financiële verplichtingen aan gedurende het ontwerpproces met al haar onzekerheden. Het op waarde schatten van deze onzekerheden en het nemen van beslissingen vraagt om vakmanschap en leiderschap. Als aannemer zien we in deze constructie onze financiële huishouding veranderen. Waar wij normaliter in een bouwteam voornamelijk uren besteden, leveren wij nu in de bouwteamfase uren en secundaire materialen aan de opdrachtgever. Wanneer wij dit zouden doen in de realisatiefase dan rekenen wij met vooraf vastgestelde opslag percentages: algemene kosten (AK), winst (W) en risico (R). Bij het verschuiven van de aankopen naar de voorbereidingsfasevverschuiven deze percentages mee. Of dit wenselijk is, dient in het bouwteam bepaald te worden. In de huidige markt is het nog goed mogelijk om gebruikt materiaal tegen een scherpe prijs aan te kopen. Helaas is de praktijk nog steeds dat vrijkomende materialen op projecten afgevoerd worden voor recycling of downcycling met bijbehorende lagere prijzen. Met digitale tools zullen in de toekomst vraag en aanbod beter te organiseren zijn en zowel opdrachtgevers, opdrachtnemers envleveranciers zullen hierop inspelen. Op dit moment werken wij hard aan de benodigde documenten voor het aanvragen van de omgevingsvergunning. De verwachting is dat we het bestek halverwege 2024 afronden en de uitvoering in de tweede helft 2024 kunnen starten. Het bouwen met secundaire materialen brengt onzekerheden met zich mee. Dit kan invloed hebben op deze verwachting. Feit is wel dat we hier met elkaar bouwen aan de toekomst van het circulair bouwen van bruggen, en daar zijn we trots op!

Over Jan Grit

Jan Grit is manager van het Kenniscentrum Duurzaamheid binnen VolkerWessels. In deze functie is hij de verbindende factor tussen de 130 werkmaatschappijen binnen het concern op het gebied van duurzaamheid. Hij heeft al meer dan 15 jaar ervaring binnen zeer diverse civiele werken, zowel in project- als lijnmanagementrollen.

BRUG 332

De vondst van brug 332 bleek essentieel te zijn voor het ontwerpproces. Deze voetgangersbrug aan het Zeeburgerpad in Amsterdam kwam beschikbaar vanwege ontwikkelingen in het centrum en stond vermeld op bruggenbank.nl De brug uit 1939 is gelegen ten oosten van de Cruquiusspoorbrug over de Nieuwevaart. Hij is alleen toegankelijk voor voetgangers en zorgt voor de verbinding tussen het Zeeburgerpad en de Cruquiuskade. De overspanning van de brug heeft het uiterlijk van een spoorbrug, zie bijvoorbeeld de brugpijler. De trapgangen (met gleuven voor fietsers) zijn geheel in baksteen en natuursteen uitgevoerd met daarop grove, steenachtige platen. De brug heeft de juiste afmetingen en bestaat uit verschillende  componenten die in een andere opstelling perfect de vereiste overspanning kunnen overbruggen. De details van brug 332 zijn zorgvuldig uitgewerkt: het patroon van de flenzen, de subtiele bochten van de profielen en de nauwkeurige openingen  tussen de verschillende onderdelen zijn consistent doorgevoerd in de op maatgemaakte componenenten. Hierdoor vormen ze samen een harmonieus geheel. De subtiele vormgeving is een inspiratie voor het ontwerp van de nieuwe brug.
De basis van de nieuwe brug wordt gevormd door de vier liggers van brug 332 de overige elementen worden op maat gemaakt om naadloos aan te sluiten.

Download hier het artikel in pdf-formaat