Algemene projectomschrijving
In het kader van het project Parallelstructuur A12 heeft Heijmans in opdracht van de Provincie Zuid-Holland bij Waddinxveen een brug over de Gouwe gerealiseerd, de Amaliabrug. De totale lengte is ± 500 m. Het grootste deel is uitgevoerd in beton, maar het beweegbare deel over de Gouwe is uitgevoerd in staal. Het is een van de grotere beweegbare bruggen van Nederland en heeft bij openen en sluiten een hoge bewegingssnelheid. De combinatie van afmetingen en bewegingssnelheid leidt tot grote belastingen op het bewegingswerk en de ballastkist, die betrekkelijk compact moesten worden uitgevoerd als gevolg van de beperkte beschikbare ruimte in een relatief kleine kelder.
Onderstaande links leiden naar animaties van de Amaliabrug.
https://www.heijmans.nl/nl/verhalen/zo-werkt-een-basculebrug/
Https://www.youtube.com/watch?v=1YpWQnxAj4o
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De dekconstructie is uitgevoerd als een orthotrope plaat: een traditioneel balkenrooster, opgebouwd uit twee hoofdliggers en dwarsdragers met doorgestoken troggen (t = 6 mm) als langsliggers onder een stalen dekplaat (t = 20 mm), die de bovenflens vormt voor hoofdliggers, dwarsdragers en langsliggers. De troggen dragen de belasting via de dwarsdragers af naar de hoofdliggers.
De overspanning van de hoofdliggers tussen hoofddraaias en vooropleggingen bedraagt 29,75 m. De totale lengte van het val is 40 m, de maximale breedte is 23 m. De ballastkist (4x2,75x2,5 m) is gevuld met zwaarbeton (44 kN/m3), waarmee de brug vrijwel volledig is gebalanceerd om de krachten op het bewegingswerk beperkt te houden. De vooroplegdruk bedraagt slechts 3 ton op een totaal gewicht van 900 ton van het beweegbaar deel. De vooroplegdruk is een belangrijk uitgangspunt voor het ontwerp van het stalen val en het bewegingswerk. De brug is aan beide zijkanten voorzien van afgeschuinde vezelversterkte kunststof randelementen, waarin de scheepvaartseinen elegant zijn geïntegreerd.
De aandrijving is elektromechanisch. Een hoofdmotor (160 kW), aangesloten op de centrale tandwielkast met twee uitgaande assen naar de twee panamakrukmechanismen van zeer groot formaat vormen de aandrijflijn. De panamkrukmechanismen zijn scharnierend verbonden aan trek-duwstangen die het val in beweging brengen.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
De Amaliabrug heeft, evenals de andere kunstwerken in het project, een ingetogen beeldkwaliteit gekregen; de aandacht wordt volledig gericht op het polderlandschap in plaats van op de kunstwerken zelf. Wanneer een kunstwerk 'de reiziger optilt', is gezorgd voor een ongehinderd uitzicht. Vanaf de Amaliabrug ontstaat een on-Hollands panorama: in de richting van het Groene Hart bestaat het panorama uit open polderlandschap, in de richting van de Zuidplaspolder uit de silhouetten van Den Haag en Rotterdam.
De doorvaartbreedte en vaarroute bepalen de positie van het bewegend deel. Het ontwerp is niet alleen een technische, maar ook een culturele opgave: het object is zo hoog, dat het zich niet laat verstoppen. In geopende stand oogt de brug spectaculair: het brugdek torent tientallen meters uit boven het niveau van de naastgelegen rijksweg A12. Het dek maakt deel uit van de gehele brug met aanbruggen en is daarom niet verbijzonderd met een signaalkleur.
Vanuit de vaarweg en de wegen parallel aan de Gouwe, die ook onder de brug doorlopen, is niet alleen de stalen klap een beeldbepalend element, maar ook de basculekelder. De kelder is in dit ontwerp niet verstopt of als een bunker uitgevoerd, maar expliciet onder de aandacht gebracht. De kelder staat vrij in het water en is uitgevoerd met transparante wanden. Op deze wijze biedt het gebouw zicht op het bewegingswerk van de brug en schijnt de verlichting ervan ’s nachts de wereld onder de brug aan.
De brug ligt parallel aan rijksweg A12 en ligt zo hoog ten opzichte daarvan en zo dichtbij dat de nieuwe structuur goed zichtbaar is vanaf de snelweg. Gekozen is voor een gebaar dat aansluit bij schaal, snelheid en beleving vanaf de A12. Geen brokkelig beeld van eerst een aanbrug, dan een basculebrug en dan weer een aanbrug. Geen hyperventilerende kleurstelling die onrecht doet aan het nuchtere landschap op deze locatie. In plaats daarvan één rustig gebaar met eenduidige, ingetogen, uitkragende ondersteuningen en een detaillering die de curve en de slankheid van het afgeschuinde dek versterkt. Overdag wordt de lijn van de brug benadrukt door het contrast tussen de schaduwzijde van het randelement en het schuine deel dat in het daglicht baadt en herkenbaar oplicht. ’s Nachts wordt de lijn aangezet door een subtiele blauwe lichtlijn aan de snelwegzijde.
De kunstwerken in het project zijn ontworpen als één familie van architectonisch verwante objecten, met één samenhangende, slanke geometrie en materialisatie. Door ook de noodzakelijke technische elementen, zoals de scheepvaartlichten, integraal mee te ontwerpen, wordt verrommeling voorkomen. Noodzakelijke technische elementen bij de basculekelder, zoals elektrische installaties, zijn niet aan de buitenzijde opgehangen, maar geïntegreerd. De looproutes voor het technisch personeel zijn, waar mogelijk, binnendoor vormgegeven zodat aan de buitenzijde zo min mogelijk steigers en trapbordessen noodzakelijk zijn en de pure hoofdvorm overeind blijft. Bovenop de brug is zorggedragen voor een rustig wegbeeld met een gelijkmatig, eenduidig, continu dwarsprofiel. Verlichtingsmasten zijn alleen daar geplaatst waar noodzakelijk.
Daar waar de verkeersveiligheid of sociale veiligheid dit vereist, is voorzien in functionele verlichting. De functionele verlichting maakt deel uit van het ontwerp. De scheepvaartlichten op de brug maken deel uit van het ontwerp van de randelementen. In het ontwerp van de verlichting is niet alleen de functionaliteit, maar is ook aandacht besteed aan de esthetiek van de verlichting. De basculekelder onder de brug is voorzien van een transparante gevel, de brug en aanbruggen zijn aan de snelwegzijde voorzien van een blauwe lichtlijn.
In de detaillering en materialisering is veel aandacht besteed aan het voorkomen van vervuiling en vandalisme. Zo zijn de gladde randelementen uit composiet voorzien van waterholen en worden geen felle en door de zon verblekende of verkrijtende kleuren toegepast. De kans op graffiti is beperkt door de kern van dit probleem aan te pakken: het voorkomen van een egaal vlak (en wanneer dat onvermijdelijk is, het bemoeilijken van de bereikbaarheid ervan door water).
De aanlanding aan de oostzijde is geïnspireerd op het landschap van het aanpalende veenweidegebied: een waterrijk milieu met een vergelijkbare ritmiek in de verkaveling. De perfecte basis voor een diverse moerasvegetatie. De weg stijgt hier met bijna verticale groene wanden. Het veenweidegebied wordt als het ware verticaal doorgezet. Op deze wijze biedt de weg maximaal ruimte voor landschappelijke inpassing. Het totale wateroppervlak is voldoende voor de waterbergingsopgave. Ter plaatse van de carpoolplek aan de kruisende provinciale weg is de aanbrug uitgevoerd als pijlerviaduct: slanke betonnen pijlers, met daarop een slank dek opgebouwd uit I-liggers en een afgeschuinde randkoker. De betonnen pijlers zijn niet opgebouwd uit een opeenstapeling van prefab catalogusproducten, maar vormgegeven als één element. De rand van het dek versterkt de rankheid: de schuine bovenzijde van de rand vangt licht, de onderzijde ligt in de schaduw. De geluidafscherming op brug en aanbruggen (1,5 m hoog) is uitgevoerd met transparante panelen (glas), gepositioneerd aan de buitenzijde van de brug. Hierdoor voegt het scherm zich in de randdetaillering. De schermen hellen enigszins naar binnen, waardoor ze in het aanzicht van de brug de lucht weerspiegelen en vanaf de brug juist voorkomen dat het uitzicht wordt beperkt door spiegeling.
De westelijke aanbrug is, als gevolg van raakvlakken met rijksweg A12, kruisingen met onderliggend wegennet en gebruiksrechten van aanpalende bedrijven, over een grote lengte uitgevoerd op pijlers, waardoor mogelijkheden ontstaan voor multifunctioneel ruimtegebruik.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
Voor de gehele stalen brug is een EEM gemaakt. De volledige constructie, met uitzondering van de trogverstijvers, is gemodelleerd in 2D-schaalelementen. De trogverstijvers zijn in het model als staafelementen met een excentriciteit onder de dekplaat gehangen. Voor vermoeiingstoetsen zijn lokaal ook de staafelementen vervangen door schaalelementen, zodat lokaal ook de spanningsgradiënten in de troggen konden worden beoordeeld.
Trek-duwstangen
De combinatie van brugafmetingen en hoge snelheid van bewegen (openen en sluiten in 120 sec.) leidt tot grote krachten in het bewegingswerk, brugval en betonconstructie. Het bleek noodzakelijk om de krachten te reduceren en dat is gelukt door uitzonderlijke veerconstructies toe te passen in de trek-duwstangen.
De veerkarakteristiek van de trek-duwstang heeft grote invloed op de eigenfrequentie van het val en het gedrag tijdens de bewegingscyclus en onder windbelasting. Daarom is ook onderzoek naar windresonantie uitgevoerd.
Bij toepassing van twee panamakrukmechanismen mag je er niet van uitgaan dat de belasting gelijkelijk over de beide mechanismen wordt verdeeld. Voor de Amaliabrug zijn normoverschrijdende berekeningen uitgevoerd om de juistheid van aannames ten aanzien van belastingverdeling over de panamakrukmechanismen aan te tonen.
Basculekelder
De basculekelder van de Amaliabrug staat, als gevolg van de beperkte ruimte op de oever, in de Gouwe en is aan drie zijden uitgevoerd met glazen gevels, zodat niet alleen het stalen val, maar ook het bewegingswerk en de ballastkist vanaf de oever goed zichtbaar zijn. Een bevestiging van het feit dat techniek niet alleen functioneel, maar ook een lust voor het gïnteresseerde oog mag zijn.
Zwaar beton (44 kN/m3) in de ballastkist.
Een uitgebalanceerde constructie, zodat een vooroplegdruk van slechts 3 ton resteert.
Scheepvaartlichten zijn geïntegreerd in de randelementen.
Bijzondere aspecten uitvoering
Het stalen val is gebouwd bij Hillebrand in Middelburg. Vandaar is het in horizontale ligging per schip vervoerd naar Schiedam. Vanaf Schiedam is het val in schuinstand vervoerd naar Waddinxveen. Die schuinstand was nodig om enkele obstakels te kunnen passeren. Onderstaande link leidt naar een video van de Provincie Zuid-Holland, waarop het transport en het inhijsen van het stalen val is te zien, toegelicht door trotse medewerkers en tevreden bestuurders.
https://www.youtube.com/watch?v=Ti-9cvsu1nw.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
