Algemene projectomschrijving
Voor de uitbreiding van Luchtverkeersleiding Nederland (LVNL) werd in 2018 een nieuw gebouw gepland op de kavel tegenover hun hoofdkantoor. Een drukke weg vormde een obstakel in de aansluiting tussen de twee gebouwen. Voor het gemak van het personeel was er een snelle toegangsweg tussen de gebouwen nodig. De oplossing werd gevonden in een 52 meter lange ellipsvormige loopbrug. De futuristische, volledig geklimatiseerde loopbrug van glas en staal werd ontworpen door Ector Hoogstad Architecten.
Grote uitdaging bij dit project vormde de balans tussen esthetiek en maakbaarheid in zowel ontwerp als realisatie. De vierbaansweg met aan weerszijde een fietspad kon niet worden afgesloten tijdens de bouw van de brug.
Het brugontwerp bestaat uit een stalen buisstructuur, ondersteund door vakwerken. Middels parametrisch ontwerp zijn de vorm en het grid en daarmee de nodige staalprofielen en bijbehorende staalhoeveelheden bepaald. De brug wordt ondersteund door een kolom met vier armen en door twee opleggingen aan de nieuwbouwzijde. De vrije overspanning van de brug is 35 meter.
De staalconstructie is bekleed met sandwichpanelen en op enkele plaatsen is het gevelglas doorgetrokken tot in het dak om daglicht toe te laten in de binnenruimte. Vanwege de krappe toleranties voor het inhijsen en het feit dat de staalconstructie wordt gebruikt als onderconstructie voor een (glas)gevel, was een hoge mate van nauwkeurigheid geëist.
De brug, geplitst in twee delen voor productie en transport, is op indrukwekkende wijze vervoerd over weg en water richting de bouwplaats. Daar zijn de delen aan elkaar gelast tot een geheel. Op de bouwplaats is de staalconstructie van zijn buitenhuid, een sandwichgevel, voorzien.
Het spannendste moment van dit project was het verplaatsen, draaien en inhijsen van de 90 ton wegende brug, Met twee platformwagens is de brug verplaatst en de weg opgedraaid. De laatste verdraaiing gebeurde op hoogte met twee kranen. In twee (!) minuten is de brug ingehesen en op zijn ondersteuningen geplaatst. Uiteindelijk week de praktijk minder dan een centimeter af van de theorie. Eind 2019 zijn de nieuwbouw en de verbindingsbrug in gebruik genomen.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De ellipsvormige doorsnede van de brug wordt gevormd door gewalste vierkante kokers met twee verschillende radii: 1800 mm en 3625 mm. De brug is opgebouwd uit in totaal 53 kokers, elk met een hartafstand van 900 mm. De tussenruimte is gevuld met diagonaal geplaatste buisprofielen, die een net vormen tussen de kokers.
De ellipsvormige segmenten zijn opgebouwd uit twee kokers, beide gewalst in twee verschillende radii. Deze kokers zijn op maat gezaagd en in een mal samengesteld. Om de ellipsen zo identiek mogelijk te krijgen, zijn in de mal ook de bevestigingspunten voor de gevel toegevoegd. Vervolgens zijn deze achter elkaar gezet en verbonden door de diagonale buizen.
Vrijwel alle staalverbindingen in de brug zijn gelaste verbindingen. Er zijn verschillende onderzoeken geweest naar de verdeling van de staalconstructie. Daarbij werd gekeken naar de constructieve efficiëntie alsook de efficiëntie in productie en transport. Deze onderzoeken hebben uiteindelijk geresulteerd in het splitsen van twee brugdelen van beide ongeveer 23 meter. De delen zijn uiteindelijk op de bouwplaats aan elkaar gelast om vervolgens als geheel op zijn plek te worden gehesen.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
Verschillende bouwsystemen zijn met elkaar vergeleken waarbij beoordeeld werd op kosten, esthetische uitstraling, bouwtijd en praktische uitvoerbaarheid (maakbaarheid en logistiek ter plekke).
Uiteindelijk ging de voorkeur uit naar de constructieve buis. Het ontwerp van de buis bestaat uit een ligger op twee steunpunten (de gevel van de nieuwbouw en een tussensteunpunt in de berm van de weg tussen fietspad en rijbaan) en een uitkraging, waarbij de constructie goed in balans is.
Met behulp van parametrisch ontwerp zijn de vorm, een rechte ellipsvormige buis, en het grid bepaald. Het grid van 900 mm bleek met een staalprofiel van ⌀76,1 mm het meest efficiënt te zijn. Bijkomend voordeel ten opzichte van de grotere grids (1200 en 1800 mm, die ook zijn bekeken) is dat het niet nodig is om de diagonalen gebogen uit te voeren om de vorm van de brug te behouden. Daarmee wordt de gevel eenvoudiger. Het ontwerp met het grid van 900 mm en de profielen van ⌀76,1 mm stond nu vast.
Met de vloer dragend aan de randen op de ellips, bleek de ellips niet goed vormvast te zijn. De benodigde hoeveelheid staal in de ellips zou bovendien te groot worden. Door het maken van extra tussensteunpunten in de ellips voor de vloer kon dit worden voorkomen. Deze tussensteunpunten zijn als extra optimalisatie vervolgens als vakwerken met een hoogte van ca. 1,2 meter uitgewerkt. Ze verzorgen circa 30% van de totale stijfheid van de brug.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
Door een integrale opdracht (van netkousconstructie en gevel) konden er slimme keuzes gemaakt worden in profilering, om zo de gevelaansluiting efficiënt en pragmatisch te integreren in het ontwerp. Hierdoor is gekozen om de ronde buizen te vervangen door kokerprofielen, welke direct als onderconstructie fungeren voor de gevelbekleding.
De brug wordt ondersteund door een kolom met vier armen en door twee opleggingen aan de nieuwbouwzijde. De vrije overspanning van de brug is 35 meter. Aan de nieuwbouwzijde kan de brug vrij bewegen in de lengterichting door een glijdende connectie met sleufgaten. Aan de zijde van de bestaande bouw is geen constructieve verbinding. Vanaf de kolom kraagt de brug nog circa 13 meter uit naar de bestaande bouw. De aansluiting aan de bestaande bouw wordt gemaakt door een zogenoemde ‘pergola-constructie’, waarbij een deel van de netkousconstructie van ca. 5 meter op het bestaande balkon rust. Een dilatatievoeg zorgt ervoor dat de brug in drie richtingen vrij kan bewegen ten opzichte van het gebouw.
Bruggen met grote overspanningen en efficiënt materiaalgebruik resulteren in lichtgewicht constructies, waarbij de belasting groot is in verhouding tot het eigen gewicht. Daardoor zijn deze constructies gevoeliger voor trillingen, veroorzaakt door bijvoorbeeld voetgangers of wind. Dit kan tot discomfort leiden bij de gebruiker. De eerste trillingsvorm van deze brug bleek een longitudinale trillingsvorm (horizontaal wegrollend). Om deze op de gewenste frequentie te houden was het belangrijk het spel tussen stijfheid en het eigen gewicht van de brug goed te spelen en zo de juiste balans te vinden. Het ontwerp van de kolom moest hiervoor ook in balans zijn met het ontwerp van de brug. Als de kolom minder stijfheid leverde, moest die stijfheid worden gehaald uit de brug en andersom.
Bijzondere aspecten uitvoering
De twee brugdelen hebben een indrukwekkende weg afgelegd van fabriek naar plaats van bestemming. Allereerst over de weg van Heerle naar Roosendaal waar de losse delen op duwbakken werden geladen. Deze zijn vervolgens door de Nederlandse binnenwateren naar de kade van de Schipholdijk gevaren. Vanaf hier werd de laatste kilometer, over de weg, afgelegd naar de bouwplaats op Schiphol-Oost, vlak naast het LVNL-hoofdkantoor.
Op de bouwplaats zijn de brugdelen achter elkaar gelegd op stalen hulpconstructies en aan elkaar gelast tot een geheel. De laatste las is on-site geconserveerd. Om de weg zo kort mogelijk af te sluiten en de bereikbaarheid tijdens de montage te vergroten is ervoor gekozen de staalconstructie op de bouwplaats van zijn buitenhuid te voorzien.
De buitenhuid; een sandwichgevel, bestaat uit vlakke, geïsoleerde staalplaten die krom zijn getrokken over de ellipsvormige kokers. De dubbellaagse beplating, met daartussen een minerale wol, is goed geïsoleerd. Het overige deel van de gevel, de zijkanten en een deel van het dak, is dichtgezet met warm gebogen glaspanelen op een standaard beglazingssysteem. Het gevelglas is op een aantal plaatsen doorgetrokken tot in het dak om daglicht toe te laten in de binnenruimte. De constructie werd op de bouwplaats volledig afgewerkt (inclusief kitafdichtingen) op vier dakruiten (als hijsopeningen) en de uiteindes (voor de aansluiting op de bebouwing) na.
Zaterdag 4 mei 2019 brak het spannendste moment van dit project aan: het verplaatsen (ca. 50 meter), draaien en inhijsen van de 90 ton wegende brug. Elke stap in het proces was van tevoren constructief en alle nodige en tijdelijke hulpmiddelen ter ondersteuning van de brug zijn speciaal ontworpen. Met twee platformwagens is de brug verplaatst en de weg opgedraaid. De laatste verdraaiing gebeurde op hoogte met twee kranen.
In een luttele twee minuten is de brug ingehesen en op zijn ondersteuningen geplaatst. Op dezelfde dag werd ook de pergola-constructie ingehesen. Een behoorlijke uitdaging om dit relatief lichte element tussen de nauwe opening van de brug en de bestaande bouw te plaatsen. Later is deze pergola ook bekleed met sandwichhuid en zijn met behulp van een hoogwerker de laatste glaspanelen en de afsluitingen van de brug afgewerkt.
Minder dan een centimeter week de praktijk uiteindelijk af van de theorie. De passing tussen de oud- en nieuwbouw en de kolom was perfect.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
Er lopen twee vakwerken over de volledige lengte van de brug onder de vloer door, die de stalen buisstructuur ondersteunen. De ruimte tussen deze twee vakwerken is voorzien van looproosters en kan fungeren als ‘kruipruimte’. Tevens biedt dit ruimte om installaties door de brug te voeren. De brug is volledig geklimatiseerd en voorzien van een pantry en zitplaatsen. Hiermee is naast een verbindend element tussen oud- en nieuwbouw, ook een nieuwe verblijfsruimte gecreëerd.
