In het project Kargo zijn acht stalen boogbruggen over het Amsterdam-Rijnkanaal vernieuwd of gerenoveerd. In de periode van 2010-'15 zijn vijf stalen bruggen vervangen en drie gerenoveerd.
| Locatie | Acht locaties, Amsterdam-Rijnkanaal |
|---|---|
| Opdracht | Rijkswaterstaat, Utrecht |
| Architectuur | Studio SK, Movares, Utrecht |
| Constructief Ontwerp | Movares, Utrecht |
| Uitvoering | KWS-Mercon, Vianen |
| Staalconstructie | Mercon Steelstructures, Gorinchem |
Het Amsterdam-Rijnkanaal is een belangrijke verbinding tussen de haven van Amsterdam en het Ruhrgebied in Duitsland. Dit maakt het kanaal tot een van de drukst bevaren kanalen in de wereld. Rijkswaterstaat heeft als beheerder van het kanaal en de bruggen een project in de markt gezet onder de naam Kunstwerken Amsterdam-Rijnkanaal Groot Onderhoud, kortweg Kargo. Dit project omvat de renovatie en levensduur verlengende werkzaamheden aan acht bruggen over het Amsterdam-Rijnkanaal, het Lekkanaal en het Buiten-IJ.
Bij het begin van het project gold voor acht bruggen achterstallig groot onderhoud, waardoor de levensduur voor de komende 30 jaar niet gegarandeerd kon worden. De winnende aannemerscombinatie KWS-Mercon heeft ervoor gekozen om 5 van de 8 bruggen te vervangen door een nieuwe, in plaats van het uitvoeren van een risicovolle en ingrijpende renovatie van de bruggen inclusief de benodigde versterkingen en het beperken/minimaliseren van de hinder voor de omgeving.
De nieuwe bruggen zijn, net als de bestaande bruggen, boogbruggen. Als rijdek hebben de bruggen een orthotrope dekconstructie, een stalen dekplaat met de troggen als langsliggers. De troggen dragen de belasting via de dwarsdragers naar de hoofdligger. Hier verschilen de nieuwe bruggen wezenlijk van de oude. De bruggen hadden een betonnen rijdek op langsliggers. Hierdoor is de nieuwe brug ongeveer een derde lichter dan de oude brug.
De hoofdoverspanning is voorzien van een boogconstructie welke uitgevoerd is met een relatief zware hoofdligger en een lichte boog. De dekplaat vormt tevens de bovenflens van de hoofdliggers. De doorvaarthoogte dient in de BGT-situatie tenminste 8,9 m +NAP te bedragen. Deze eis is speciaal gesteld om in de toekomst vierlaagscontrainersvaart toe te kunnen laten op het Amsterdam-Rijnkanaal
De ‘vervangende bovenbouw’-bruggen (Weesperbrug, Loenerslootsebrug, Breukelerbrug, Overeindsebrug) sluiten in beleving aan bij de ‘op onderdelen’ te renoveren bruggen (Amsterdamsebrug, Jutphasebrug, Schalkwijksebrug) binnen ‘Kargo’. Niet alleen qua silhouet en hoofdgeometrie, maar ook in de visie op detaillering. Uitgangspunt is een brug als exponent van de stand van de techniek van deze tijd. Daar waar bij de bouw van het kanaal de eerste generatie bruggen werd samengesteld uit geklonken constructiedelen, wordt de vervangende bovenbouw een gelaste constructie.
De bruggen zijn een uiting van de tijd waarin ze gebouwd zijn. Dat maakt ze heden ten dage tot meer dan een functionele voorziening, zelfs al zijn ze ooit als zodanig ontwikkeld. Hoewel niet iedere brug bijzonder is, is de betekenis ervan in de reeks van belang. Zij vormen gezamenlijk het oorspronkelijke basisritme. Daarnaast zijn de bruggen in de loop der jaren meer voor de plek gaan betekenen dan slechts een verbinding over het Amsterdam-Rijnkanaal. De bruggen hebben zich genesteld in hun omgeving. Ze bepalen de geest van de plek (genius loci). Het zijn geen landmarks, maar markeringen in het landschap geworden; oriëntatiepunten op het kanaal en op de wegen over het kanaal.
De bestaande bruggen hebben hoofdliggers bovendeks, waardoor zicht vanaf de rijbanen op de plek en het kanaal nauwelijks mogelijk is. Dit nadeel vanuit landschappelijke beleving en oriëntatie wordt weggenomen door bij de bruggen met een vervangende bovenbouw de hoofdliggers onder het dek te plaatsen. De weggebruiker in contact brengen met het Amsterdam-Rijnkanaal en vice versa de kanaalgebruiker meer zicht geven op wat hem bovenlangs kruist. Niet alleen meer gedacht vanuit het kanaal, maar gebruik makend van de betekenis die de bruggen hebben gekregen en de relatie die ze in de loop der jaren zijn aangegaan met hun omgeving.
Bij de bruggen zijn de hoofdliggers onder het stalendek geplaatst. Hierdoor krijgt dit stalendek een meervoudige functie, te weten die van bovenflens van de hoofdligger, dwarsdrager en troggen.
Qua detailering is de meest complexe verbinding de booggeboorte. Hier is de boog verbonden met de doorgaande hoofdligger, een dwarsdrager van het rijdek, een console van het fietspad en de oplegging op de onderbouw. Een belangrijke functie is het inleiden van de horizontale component van de kracht in het boogbeen (spatkracht) als trekkracht in de hoofdligger, zodat deze als trekband voor de boogconstructie kan fungeren. De hoofdligger is een doorgaande ligger van aanbrug naar hoofdoverspanning, zodat ter plaatse van de boog ook een groot steunpuntmoment optreedt. De fietspadconsoles en dwarsdragers steken door de booggeboorte heen zodat deze verbonden zijn met elkaar en de hoofdligger. Als laatste moet alle verticale krachten (uit de boog en dwarskrachten uit hoofdligger, dwarsdrager en console) naar de oplegging overgedragen worden.
De fabricage en installatie van de bruggen is een apart proces. Voor de opdrachtgever was hinderbeperking en dus een snelle montagemethode vereist in het contract. Dit is van invloed op het ontwerp en engineering van de brug. Reeds in een vroeg stadium, moet de bouwmethode worden bepaald en deze moet worden meegenomen in het ontwerp. Dit vereiste intensieve samenwerking, tussen architect, engineers en bouwers. Doordat deze partijen in een vroegtijdig stadium met elkaar om de tafel zaten, leidde dit tot een optimaal ontwerp en bouwmethode.
Het brugdek wordt eerst in secties gebouwd. Iedere sectie is een stukje brug, bijvoorbeeld een stuk dek met troggen, dwarsdragers en hoofdliggers. Een deksectie heeft een lengte van ongeveer 14 m. Op deze manier konden de secties gemakkelijk worden vervoerd en geconserveerd in de straalloods op de werf van Mercon. Vervolgens zijn deze secties in elkaar gezet, waarbij rekening is gehouden met de bouwzeeg van de brug.
Een belangrijk onderdeel in het bouwproces vormt het transport en de plaatsing van de brug. Voor het vervoer is het nodig om een deel van de boog te los te maken van het dek en apart te vervoeren, zodat de bruggen onder andere bruggen door kan naar een bouwterrein, waar boog en dek weer worden samengebouwd. Zonder stremming voor het scheepvaartverkeer is op deze lokatie de boog weer op het brugdek gezet. Daarvoor is de boog met twee kranen opgetild. Vervolgens is het brugdek onder de boog gevaren, waarna de boog op de brug is neergelaten. Hierbij geldt dat de verbinding tussen beide delen in een stabiele situatie moet worden vastgezet door lassen. Dit is via een hulpconstructie mogelijk gemaakt. Na het verbinden en vastzetten van de boog zijn de hangers tussen boog en dek met elkaar verbonden.
Nadat de brug is samengebouwd tot één geheel wordt deze ingevaren/ingehesen naar zijn uiteindelijke positie. Het plaatsen van de nieuwe brug en het uitvaren van de oude brug vond plaats in één weekend (met een tweede afmontageweekend waarbij de brug wel in gebruik is) zodat de hinder voor het weg- en scheepvaartverkeer tot een minimum beperkt blijft. Voor de scheepvaart is het kanaal in totaal slechts acht uur gestremd. Bij het invaren rust de hele brug op vier steunpunten in de hoofdoverspanning. Gezien de beperkte ruimte bevinden deze steunpunten zich slechts 56 m uit elkaar en dus ruim binnen de boog. Hierdoor wordt de brug op een totaal andere manier belast als waar deze voor is ontworpen. Om deze drukkracht onder de brug over te kunnen dragen aan de boog zijn hier transportkolommen geplaatst. Deze kolommen stabiliseren de brugconstructie en zorgen ervoor dat de krachten uit deze bijzondere belastingsituatie goed wordt ingeleid in de boog.
Na het invaren worden de laatste zaken op de brug aangebracht, zoals de geleiderails, voegovergangen en de verlichting. Tot slot kan de brug worden geopend voor het verkeer. Vervolgens wordt in het tweede weekend de brug voorzien van zijn definitieve asfaltlaag.
Met de vervanging van de bruggen kon de levensduur met 80 jaar worden verlengd en niet de geëiste 30 jaar. Daarbij zijn de volgende functionele aspecten gerealiseerd:
– een wegindeling die voldoet aan duurzame veiligheid;
– een doorvaarthoogte die is geschikt gemaakt voor vierlaagscontainervaart.
