Met name in Zuid-Holland heeft Rijkswaterstaat de komende jaren een flinke onderhoudsopgave. Zo staat hier tot 2030 de renovatie en vervanging van dertien bruggen, acht tunnels en dertien wegen op het programma. Om de veiligheid en de beschikbaarheid van de RWS-netwerken in stand te houden en de piek in te vervangen/renoveren objecten zo efficiënt mogelijk te verwerken, is het programma Vervanging & Renovatie opgericht.

Als icoon springt de Van Brienenoordbrug in het oog. De overspanning in de A16 bij Rotterdam is een schakel in een van de drukste verbindingen in Nederland en de levensader voor de stad Rotterdam. Dagelijks rijden zo’n 230.000 voertuigen over de brug en passeren 120.000 schepen per jaar de brug. 

De vervangings- en renovatieprojecten zijn vaak complexer dan aanlegprojecten, omdat:

– constructies hun functie zoveel mogelijk moeten blijven vervullen gedurende de vervanging of renovatie; de winkel is open tijdens de verbouwing;
– het niet altijd goed mogelijk is om voor alle onderdelen van de constructie voorafgaand aan de realisatie de staat in kaart te brengen. Soms is om de conditie te bepalen destructief onderzoek nodig of zijn onderdelen niet waarneembaar zonder gedeeltelijke ontmanteling. Dat brengt onzekerheden over de staat van de constructie met zich mee.
– areaalgegevens van oorspronkelijke aanleg niet altijd betrouwbaar en compleet zijn. Ook dit draagt bij aan de onzekerheid van de exacte opgave die pas tijdens de realisatie kan blijken.
– VenR-projecten in een ‘brown’- in plaats van ‘greenfield’-omgeving worden gebouwd waardoor de raakvlakken met de omgeving /randvoorwaarden die worden gesteld doorgaans intensiever zijn, bijvoorbeeld bestaande kabels en leidingen, funderingsresten, bestaande omliggende bebouwing.
– het vergeleken met aanlegprojecten vaak minder goed mogelijk is de omstandigheden waarin het project uitgevoerd dient te worden naar je hand te zetten bij in-situ werk.
– vaak toch niet een-op-een teruggebouwd kan worden wat er stond, omdat aan de nieuwe constructie andere eisen worden gesteld dan aan de bestaande constructie, bijvoorbeeld ten aanzien van materiaalgebruik, duurzaamheid, te bieden (verkeers)capaciteit.

Bovenstaande leidt tot uitdagingen ten aanzien van hinder, veiligheid en technische complexiteit. Dat soort aspecten dienen samen met de kosten afgewogen te worden bij het kiezen tussen renoveren en vervangen. We gaan hier op in aan de hand van het voorbeeld Van Brienenoordbrug.

Van Brienenoordbrug bestaat uit drie delen

De oostboog van de Van Brienenoordbrug is aangelegd in 1965 en de westboog in 1990. De inventarisatie en vele onderzoeken naar de staat van de brug heeft geleid tot het project Van Brienenoordbrug met een scope die uit drie delen bestaat: de westboog richting Dordrecht, de oostboog richting Den Haag en de beweegbare delen van de brug. De beide boogbruggen zijn nu en de komende jaren veilig te gebruiken, maar moeten worden versterkt om ze ook in de toekomst veilig te kunnen blijven gebruiken. Ook moeten de kleppen en het bewegingswerk van de oostboog van de Van Brienenoordbrug worden vervangen en moet er een nieuw systeem voor de bediening, besturing en bewaking van de bruggen worden geïnstalleerd.

Renovatie van de brug

Allereerst is de mogelijkheid onderzocht om de westboog van de Van Brienenoordbrug te renoveren. Na renovatie kan de brug weer dertig jaar meegaan. Hierbij moet gedacht worden aan het versterken, afstralen en conserveren van de staalconstructie en het overlagen van de brugdelen met hogesterktebeton. Het hogesterktebeton kan het probleem van vermoeiing van het stalen wegdek tegengaan. Vermoeiing wordt veroorzaakt door de toename van het vrachtverkeer in de loop der jaren.

Bij de uitwerking van de renovatie van de westboog bleek dat hier een aantal haken en ogen aan zit. Om het hoge gewicht van het hogesterktebeton te kunnen dragen, moest de staalconstructie in grote mate versterkt worden met centimeters dikke stalen platen, te monteren onder de draagconstructie en op de bogen. Om de benodigde werkzaamheden veilig uit te voeren (voor het verkeer op de brug, voor het vaarverkeer en voor de arbeiders), zijn uitgebreide veiligheidsmaatregelen nodig. Het hogesterktebeton wordt aangebracht op twee rijstroken terwijl het verkeer op de andere vier rijstroken blijft rijden. Grote steigerconstructies zijn nodig om de conservering te vervangen en de staalversterkingen aan te brengen. Omdat de conservering zware metalen bevat, dient deze in een geconditioneerde omgeving verwijderd te worden. Dit op een veilige manier doen in de nabijheid van verkeer, zorgt ervoor dat de werkzaamheden een relatief lange doorlooptijd kennen. Tijdens de renovatie van de westboog ontstaat er al met al anderhalf jaar lang forse hinder voor het wegverkeer in beide richtingen. Ook kan de brug dan één tot anderhalf jaar maar zeer beperkt worden geopend voor de hoge scheepvaart (met een doorvaarthoogte hoger dan +/- 20 meter). 

Uit onderzoek is gebleken dat ook de oostboog moet worden aangepakt. Renovatie van deze oostboog is extra moeilijk omdat de boog niet van binnenuit toegankelijk is waardoor renovatie in het verkeer tot onveilige situaties leidt voor de aannemer. Ingeschat was dat de renovatie van beide boogbruggen ongeveer drie jaar grote verkeershinder zou veroorzaken in de gehele regio van Rotterdam. 

Vervanging van de brug

Daarom is een alternatieve aanpak voor de Van Brienenoordbrug ontwikkeld waarin de westboog wordt vervangen door een nieuw te bouwen boogbrug met dezelfde functionaliteit. De huidige planning is dat deze nieuwe boogbrug in de zomer van 2026 wordt verwisseld met de bestaande boogbrug en op de bestaande pijlers wordt gelegd. De oude westboog wordt op een werf gerenoveerd en ingezet aan de oostzijde. Daarmee wordt meer dan 3.000 ton staal hergebruikt. Het rijdek van de oude westboog wordt vernieuwd en de conservering met daarin zware metalen kan onder gecontroleerde omstandigheden worden verwijderd buiten het verkeer. De vernieuwde brug kan dan in de zomer van 2028 worden omgewisseld met de bestaande oostboog. Beide bogen zijn dan weer als nieuw. In de tussenliggende tijd wordt in 2027 het beweegbare deel, het grootste van Nederland, gerenoveerd. In die zomer worden onder meer de twee brugkleppen van de oostboog vervangen. De zomer van 2029 wordt aangehouden als reserveperiode.

Afweging tussen beide varianten

Om een keuze te maken tussen renovatie en vervanging van de boogbruggen heeft Rijkswaterstaat beide varianten beoordeeld op: technische uitvoerbaarheid, veiligheid, hinder, impact op de regionale opgave, duurzaamheid, planning en kosten. Daarbij is niet alleen de verwachte prestatie op deze aspecten van belang, maar ook het risicoprofiel; de onzekerheid ten opzichte van deze prestaties van beide varianten. Rijkswaterstaat heeft daartoe diverse uitgebreide risicoanalyses uitgevoerd. Samen met externe experts van Deltares, XPRTHUB, RHDHV en Arup heeft ook Horvat & Partners een analyse uitgevoerd op het risicoprofiel van beide varianten.

Technische maakbaarheid

Beide varianten bleken technisch maakbaar. Bij de renovatievariant leidt het feit dat de brug open is voor verkeer tot enige technische uitdaging. Zo bestaat bijvoorbeeld het risico dat de overlaging met hogesterktebeton niet goed hecht door trillingen van het rijdende verkeer. Bij de vervangingsvariant is het opvijzelen van de bestaande bruggen het meest kritieke onderdeel. Voor beide varianten geldt dat de technische uitdagingen oplosbaar zijn. Het risicoprofiel gedurende de uitvoering uit zich daarom vooral in de andere aspecten. 

Met name op het gebied van verkeersveiligheid, scheepvaartveiligheid en arboveiligheid verschillen de varianten in risicoprofiel. Bij de renovatievariant wordt gewerkt op grote hoogte in relatief kleine ruimten terwijl de brug in bedrijf is. Bij de vervangingsvariant wordt het nieuwe brugdeel onder gecontroleerde omstandigheden opgebouwd in een werf. Om die reden legt de renovatievariant vanuit veiligheidsoverwegingen meer beperkingen aan de beschikbaarheid van de brug op dan de vervangingsvariant.

De duur van de hinder is bij renovatie significant groter dan bij het vervangen van de boogbruggen. Bij renovatie zijn per boogbrug gedurende circa anderhalf jaar minder rijstroken beschikbaar en geldt een snelheidsbeperking. Daarnaast kan de brug één tot anderhalf jaar zeer beperkt worden geopend voor de scheepvaart omdat er een barrier en steigers op de klep zijn gebouwd. Tevens zal de doorvaartbreedte beperkt zijn. De normale scheepvaart kan de brug blijven passeren, maar hoge scheepvaart moet omvaren via de Oude Maas. Voor een deel van de hoge scheepvaart is geen alternatieve route voorhanden. Uit de risicoanalyse bleek ten slotte dat de planning van deze variant gevoelig is voor ongeplande hinder bijvoorbeeld door sterke wind en tegenvallende prestaties omtrent veiligheid van de wisselende wegconfiguraties gedurende de uitvoering.

In de vervangingsvariant is sprake van een volledige vaarwegstremming van een tot twee weken van het vaste deel en meerdere weken van het beweegbare deel van de brug. Voor het wegverkeer is de hinder veel korter, maar wel heviger. Circa zes weken is maar de helft van de wegcapaciteit van de Van Brienenoordbrug beschikbaar. De weg blijft wel voor beide rijrichtingen open. Ten opzichte van renovatie geeft vervanging minder verkeershinder en een betrouwbaarder risicoprofiel.

Draagvlak bij partners

Naast Rijkswaterstaat voeren ook de provincie Zuid-Holland en verschillende gemeenten een omvangrijk pakket projecten in Zuid-Holland uit aan wegen en bruggen. Er is na vaststelling van een planning van al deze werkzaamheden met acceptabele hinder voor wegverkeer en scheepvaart, weinig ruimte voor afwijkingen op die planning. Een langdurigere en onvoorspelbaardere onttrekking van de Van Brienenoordbrug is lastiger in te passen in deze planning.

Bij renovatie wordt de bestaande constructie geheel uitgenut. De vervangingsvariant legt meer beslag op grondstoffen dan de renovatievariant. Dit is voor de vervangingsvariant geminimaliseerd door het hergebruik van de bestaande westboog, en het hergebruik van de bestaande fundering. Een mogelijke verbreding van het fietspad met het oog op een duurzame leefomgeving wordt onderzocht. Bovendien wordt de mogelijkheden voor hergebruik van de oostboog op een andere locatie verkend.

Kosten

De initiële kosten van het vervangen zijn weliswaar hoger dan van het renoveren maar over de levensduur gezien zijn de kosten vergelijkbaar, en de brug gaat bij vervanging langer mee met minder grote ingrepen. De levensduur van de brug na vervangen is honderd jaar, terwijl dat na renovatie maar dertig jaar is. 

De hogere kosten zijn afgewogen tegen de voordelen die deze variant biedt op de besproken aspecten. Bij deze afweging is ook rekening gehouden met het verschillen in functionaliteit van beide varianten. Op basis van deze voor- en nadelen van beide varianten gaf Rijkswaterstaat de voorkeur aan de vervangingsvariant. Horvat & Partners heeft deze voorkeur aan de hand van een analyse van het risicoprofiel onderschreven.

Vervanging van beide boogbruggen veroorzaakt significant minder langdurige verkeershinder dan renovatie, heeft minder impact op de planning van overige projecten van Rijk en regio en leidt in mindere mate tot verdere vertraging van andere projecten uit het VenR-programma. Bovendien is bij vervanging sprake van een langere levensduur en een beheerster en veiliger werkproces. In juni 2020 heeft minister Cora van Nieuwenhuizen besloten om af te stappen van het renovatiespoor en de bruggen te gaan vervangen.

Sjors Wijnia werkt bij Rijkswaterstaat; Orson Tieleman en Maarten van de Voort werken beiden bij Horvat & Partners.