header

maandag, 09 oktober 2017 13:21

Creatief denkwerk om liggers lichter te maken

De eis van Rijkswaterstaat dat de constructie van Combibrug Bleizo bij Zoetermeer de A12 niet mag aantasten, heeft producent Spanbeton voor een uitdaging gesteld. Door van meet af aan betrokken te zijn bij het ontwerp en door creatief denkwerk is het gelukt om het gewicht van de 31 liggers van het dek, dat de gehele A12 overspant, hanteerbaar te houden.

De brug kruist de A12, de bestaande NS-sporen naast de A12 en een nieuw aan te leggen busbaan. Op het dek komt het eindpunt van de RandstadRail met overkapping en eronder bevindt zich straks het NS station Lansingerland-Zoetermeer. Daarmee ontstaat er een vervoersknooppunt voor trein, RandstadRail, bus, auto en fiets. Aannemingsmaatschappij Vobi uit Vinkeveen bouwt de brug in opdracht van de gemeente Zoetermeer. Het onlangs gemonteerde dek overspant in één keer de gehele A12 in beide rijrichtingen inclusief de vluchtstroken en het naastgelegen fietspad. Een tussensteunpunt in de berm tussen de beide weghelften bleek niet mogelijk. Het gevolg is een liggerlengte van maar liefst 61 m en een hoogte van 2.250 mm – beide een record voor de fabriek van Spanbeton.

Liggergewicht
Het beperken van het liggergewicht bleek een uitdaging. Als de liggers zouden zijn gemaakt volgens het originele ontwerp van de opdrachtgever, dan zouden ze een gewicht hebben gehad van ongeveer 200 ton. Het vervoer van dergelijke zware balken zorgt voor een hoge belasting op het wegdek. Het was dan ook een reëel risico dat er geen vergunning voor het transport zou worden verleend. Daarnaast is er maar een zeer beperkt aantal vrachtauto’s en kranen in Nederland aanwezig dat geschikt is voor een dergelijk gewicht.
Het was daarom van belang om het gewicht van de liggers te reduceren zonder dat dit ten koste zou gaan van het draagvermogen. Drie van de vier overspanningen van de brug worden opgebouwd uit SKKD-kokerliggers. Dit zijn kokerliggers die voor gewichtsbesparing over een groot deel van de lengte aan de binnenzijde gevuld zijn met polystyreen. Aan de bovenzijde worden de liggers onderling verbonden door een 250 mm dikke ter plaatse gestorte druklaag. Bij het vierde veel kortere dek wordt er gebruikgemaakt van SJP-Flex-volstortliggers.

Vroegtijdig meedenken
De grootste slag werd geslagen door al in een vroeg stadium mee te denken met de ontwerpende partijen. Zo werd gerealiseerd dat Spanbeton kokerliggers kon toepassen met een breedte van 1.160 mm in plaats van de gebruikelijke 1.480 mm – een gewichtsreductie van ongeveer 11,5 procent. Daarnaast is gekozen voor relatief brede pijlerbalken waar de liggers op komen te rusten. Dit verkleint de overspanning van de liggers enigszins. De overige gewichtsbesparing diende bij de detailengineering van de liggers behaald te worden. Er is gekozen voor een ligger met variabele hoogte. In het hart van de overspanning waar het moment in de ligger het grootst is, is de liggerhoogte conform het ontwerp 2.250 mm. Echter, nabij de opleggingen is een hoogte van 1.850 mm voldoende. Een trapvormig hoogteverloop aan de bovenzijde van de ligger heeft een extra gewichtsbesparing gerealiseerd van zo’n 7 procent. Om te voorkomen dat er ter plaatse van de gereduceerde hoogte nabij de kop van de ligger een erg dikke druklaag moet worden gestort is er na productie van de liggers een blok polystyreen op de ligger gelijmd. De aanwezigheid van deze tweede fase polystyreen laag beperkt ook het gewicht op de onderbouw van de brug aanzienlijk.
De resterende afname van het liggergewicht is gerealiseerd met behulp van de ‘kaasschaafmethode’. De dikte van alle flenzen ter plaatse van de kokervormige doorsnede is nergens groter dan technisch nodig is en de massieve doorsnede aan de kop van de liggers is zo kort als mogelijk gehouden. Zo is het gelukt om het materiaalgebruik te minimaliseren en het totale gewicht van de ligger omlaag te brengen tot 172,25 ton. Nog altijd een gewicht op de grens van het toelaatbare voor zowel het intern transport in de fabriek als het extern transport naar de bouwplaats en de montage.

Intensief engineeringsproces
Tussen de liggers bevinden zich maar smalle voegen van ongeveer 40 mm. Het dek wordt echter op verschillende plaatsen over de gehele lengte onderbroken door brede zones ten behoeve van boombakken, trapvides en leidingstroken. Hierdoor worden verschillende groepjes liggers in de tijd gefaseerd onderling gekoppeld. Dit in combinatie met het grote aantal verschillende soorten rustende en veranderlijke belastingen dat op het dek gerekend dient te worden, zorgde voor een arbeidsintensief engineeringsproces van de liggers. Een bijkomend probleem was het gebrek aan ruimte in de doorsnede om voorspanstrengen aan te brengen. De conform de berekening voor de krachtsafdracht benodigde 99 strengen met een oppervlak van 150 mm2 per stuk, bleek uiteindelijk ook exact het aantal dat geplaatst kon worden onder in de ligger. Het creëren van meer ruimte voor het plaatsen van strengen zou zorgen voor een dikkere onderflens van de ligger en daarmee weer tot een ontoelaatbare toename van het liggergewicht.

Opbuiging
Een randvoorwaarde bij de engineering van de liggers was dat deze in de gebruiksfase als alle rustende belasting op het dek aanwezig is, niet mogen doorbuigen. Dit betekent dat de ligger voor dat deze belast wordt aanzienlijk zal moeten opbuigen. Deze opbuiging wordt doorgaans gerealiseerd door de aanwezigheid van de voorspanning onder in de ligger.
Met het maximale aantal van 99 strengen bleek er geen grote marge aanwezig tussen de optredende en de vereiste opbuiging. Daarom is het noodzakelijk geweest om nagenoeg voor iedere liggerpositie in het dek afzonderlijk een opbuigingscontrole uit te voeren. Uit deze berekening is geconcludeerd dat er theoretisch net aan de eisen kan worden voldaan.
Tijdens en na de productie van de liggers is er dan ook veel aandacht geweest voor de opbuiging van de liggers en zijn er maatregelen doorgevoerd om de opbuiging zo hoog mogelijk te krijgen. Dit heeft succes gehad. Uiteindelijk blijken de liggers nu mooi conform de berekening op te buigen.

Transport en montage
Alle liggers van het gehele dek moesten geplaatst worden tijdens één weekend, waarbij de A12 ter plaatse volledig afgesloten zou zijn voor alle verkeer. Het was een complex logistiek proces waarbij risico’s zo veel mogelijk vooraf moesten worden uitgesloten.
Het vervoer van 31 bijzonder lange, hoge en zware liggers van het fabrieksterrein in Koudekerk aan den Rijn naar de bouwplaats in een zo’n korte periode bleek in dat proces een te groot risico. Daarom is er gekozen voor een tijdelijke opslag nabij de bouwplaats. Daar zijn verrijdbare portaalkranen geplaatst en draglineschotten waarop de liggers kwamen te rusten. Tijdens de vakantieperiode zijn al de liggers daar probleemloos naartoe gebracht. Een bijzonder aspect bij het plaatsen van de liggers was het hijsen van de liggers met drie kranen tegelijk. Doorgaans worden de liggers aan beide zijden door één kraan gehesen. Echter hier kon aan één zijde de kraan niet dicht genoeg bij het oplegpunt komen waardoor hij te ver moest reiken om het liggergewicht te kunnen dragen. Het bleek noodzakelijk om een derde kraan in te zetten. Met behulp van een evenaar werd het mogelijk gemaakt om het liggergewicht aan die zijde exact over de beide kranen te verdelen.

Verdere bouw
Momenteel worden de 48 m lange kokerliggers van de twee naastgelegen velden geproduceerd. Eind dit jaar zullen de liggers die het bestaande NS-spoor kruisen geplaatst worden. Hiertoe wordt ook het spoor een weekend lang buiten dienst gesteld. Aansluitend hierop zal begin volgend jaar ook het kokerdek over de busbaan gemonteerd worden. Naar verwachting worden op
9 december 2018 het lightrailstation op de brug en het NS-station onder de brug in gebruik genomen.

Heroen Sturkenboom is op het ingenieursbureau van Spanbeton verantwoordelijke voor de engineering van het project Bleizo.

Laat een reactie achter

Zorg ervoor dat u de verplichte (*) velden invult waar dit is aangegeven. HTML code is niet toegestaan.

Zoeken

Direct met ons in contact?

Adverteren in ons blad of op de website? 
Neem contact op met Frank van Gils
tel.: 06-53 88 82 66
e-mail: f.gils@bdu.nl

Een artikelidee voor de redactie?
Neem contact op met Teus Molenaar
tel.: 06-51578447
e-mail: tmlandenwater@gmail.com 

Advertenties