Dit project wordt niet aangemeld vanwege de bijzondere architectuur of een anderzijds in het oog springend detail. De renovatie van de Haringvlietbrug is echter een project dat imponeert en verbaast door de omvang, de precisie in maatvoering en de geslaagde uitvoering binnen een uiterst krappe planning. Dit alles in het licht van de grote maatschappelijke impact van deze noodzakelijke V&R (vervanging en renovatie) Infra projecten; de brug beheerste in de zomer van 2023 veelvuldig het nieuws.
Vanwege de enorme omvang en het gewicht van het te vervangen brugval - één van de grootste basculebruggen in Nederland - zijn er gedurende de voorbereiding complexe berekeningen doorgevoerd en speciale hulpconstructies ontwikkeld en gemaakt. Dit was onder meer nodig om bijvoorbeeld de kanteloperatie op het bedrijfsterrein van Hollandia Infra veilig en beheerst mogelijk te maken. De succesvolle kanteloperatie van de Haringvlietbrug was dan ook een buitengewone mijlpaal in het project.
Daarnaast is de uiteindelijke plaatsing een waar huzarenstukje geweest van zowel kennis en kunde, maar ook goede samenwerking tussen enerzijds de aannemende partijen, maar ook opdrachtgever Rijkswaterstaat. Het laten zakken van een 2.050 ton wegend stuk staal van 57×26 meter, terwijl deze deinend in de wind hangt, met slechts 1,5 cm speling rondom in de kelder, was een immense uitdaging. Houten wigvormige geleidebalken werden strategisch geplaatst om de brug ruwweg op zijn plek te dwingen. Door middel van conische pennen werden de draaipunten van de brug tot op de laatste millimeter gepositioneerd.
De grootste hijsbok Matador 3 droeg het volledige gewicht van de ballastkist van de brug, 1.300 ton, en had daardoor een diepgang van 6 meter. Speciaal hiervoor moest het hijsgebied vooraf worden uitgebaggerd.
Kortom, een zeer indrukwekkend project in zijn ogenschijnlijke eenvoud!
Algemene projectomschrijving
Renovatie van de beweegbare delen Haringvlietbrug
De Haringvlietbrug, officieel geopend in 1964, is een 1.220 meter lange verkeersbrug in rijksweg A29. De deels vaste, deels beweegbare brug overspant de voormalige zeearm Haringvliet. De oeververbinding vormt een belangrijke schakel in het verkeer tussen de provincies Zuid-Holland, Zeeland en Noord-Brabant, maar ook het forensenverkeer tussen België en Rotterdam. Door het intensieve gebruik bleken de brugklep, het bewegingswerk en de technische installaties en systemen van de brug aan vervanging toe. Rijkswaterstaat heeft de opdracht voor de renovatie van de beweegbare delen van de Haringvlietbrug verleend aan hoofdaannemer Combinatie Mobilis Croonwolter&dros (CMCH), die tevens zorgde voor de aanpassingen aan de civiele constructies en vervanging van alle technische installaties. Hollandia Infra en Machinefabriek Rusthoven hebben als Combinatie Staal Haringvliet in onderaanneming van consortium CMCH gezamenlijk de staal- en werktuigbouwkundige werkzaamheden uitgevoerd. Hollandia Infra nam de staalbouw voor haar rekening, d.w.z. de productie en montage van het ruim 2.000 ton zware stalen brugval inclusief ballastkist en ballast, alsmede de 23 meter lange en 106 ton zware tandbaan in de brugkelder. Het beweegbare deel van de Haringvlietbrug is één van de grootste basculebruggen van Nederland.
Machinefabriek Rusthoven tekende voor de “WTB”, wat inhoudt de productie en montage van het bewegingswerk, waaronder motoren en tandwielkasten achter op de ballastkist van het brugval en opzetstelten in de kelder.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
Constructie
De Haringvlietbrug bestaat uit 2 vaste brugdelen en een beweegbaar deel, de bascule, om het scheepvaart ongehinderd te laten passeren. De vaste brugdelen zijn uitgevoerd met elk een stalen kokerligger van respectievelijk circa 1 km lang en ca 80m lang.
Het renovatieproject heeft betrekking gehad op het beweegbare deel van de brug, in hoofdzaak bestaande uit een stalen brugdek en de ballastkist met het contragewicht dat nodig is om de brug te laten bewegen.
Brugval
Het nieuwe stalen brugval is 37 meter lang en 26 meter breed; inclusief de staartliggers heeft de brugklap een lengte van in totaal 57 meter. Het orthotrope rijdek bestaat uit hoofdliggers tot ruim 6 meter hoog bij de staarten en de dwarsdragers zijn 2 meter hoog. De nieuwe ballastkist weegt circa 300 ton en heeft een afmeting van circa 17x5x4 meter. De ballast zelf bestaat uit een vast deel gevormd door zwaar beton van 605 ton. Daarnaast heeft de brug zogenoemde “regelballast”, bestaande uit 12.500 stuks stalen broodjes met een gewicht van 250 ton.
Groots Precisiewerk
De nieuwe basculebrug is compleet samengesteld op de productielocatie, dat wil zeggen inclusief ballastkist en ballast, draaipuntstoelen, barriers, slijtlaag en de werktuigbouwkundige installaties. De complete constructie weegt in totaal 2.050 ton. De maatvoering tolerantie voor de productie op deze grote en logge constructie is tot 1 mm nauwkeurig, een echt precisiewerk. Om dit bijzondere resultaat te bereiken, werd in vele weken door 50 man in de grote productiehal van Hollandia Infra gelast aan deze megaconstructie. Dit waren 2.500 las-uren per week.
Daarnaast is de brug voorzien van een duplex conserveersysteem voor een extra lange levensduur.
Plug-and-Play
De brugklep is in de fabriekshal van Hollandia Infra volledig voorgemonteerd, dat wil zeggen dat de brug min of meer “plug-and-play” kon worden aangeleverd op de bouwlocatie. Zo is het bewegingswerk achter op de ballastkist geleverd en al gemonteerd in de fabriekshal van Hollandia door staalbouwpartner Machinefabriek Rusthoven. De bekabeling van het bewegingswerk is eveneens in de fabriek voorbereid, door Croonwolter&dros.
Dankzij dit uitgekiende voorwerk was het mogelijk de installatietijd op de bouwplaats tot een minimum te reduceren. Gelet op het cruciale belang van de Haringvlietbrug voor het noord-zuid-verkeer is elke dag minder stremming van groot (economisch) belang.
Aandrijving
Bij de Haringvlietbrug bevindt het bewegingswerk zich achter de ballastkist. Twee rondsels, tandwielen met ieder 13 tanden, die langs een radiale tandbaan in de brugkelder op en neer bewegen, zorgen voor de brugbeweging.
De tandbaan waarmee de basculebrug wordt aangedreven is een 95 ton zware constructie met afmetingen van 21,6 x 5,4 x 1,2 meter. De tandbaan vormt een kwartcirkel met r= 15000mm en is aan weerszijde van de baan voorzien van tandrepen met ieder 198 tanden.
Montage
De oude brugklep, met een gewicht van 1.860 ton, is op 16 juni 2023 in een mooi samenspel tussen de drijvende bokken Matador 1,2 en 3 uitgehesen.
Na de vlekkeloze load-out en het voorspoedige transport naar de Haringvlietbrug volgde maandag 3 juli een cruciaal moment in het project: het inhijsen van de níeuwe brugklep. Het was nog even spannend vanwege de opkomende wind van storm Poly, maar na de definitieve GO werd het val opgepakt en alle stappen rustig en gecontroleerd doorlopen. Het nieuwe brugval lag binnen enkele millimeters op zijn positie.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
Ingenieurs Bureau Rotterdam (IBR) heeft in opdracht van Rijkswaterstaat het Definitieve Ontwerp gemaakt voor de disciplines staal, werktuigbouw en civiel.
ROK 2.0
De nieuwe basculebrug voor de Haringvlietbrug was de eerste brug in Nederland waar de vernieuwde eisen, vooruitlopend op de ROK 2.0, van toepassing waren. ROK staat voor Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken van Rijkswaterstaat. Met oog op de vermoeiingsproblematiek is één van de belangrijkste eisen vanuit de ROK dat alle lassen volledig full-pen dienen te worden uitgevoerd. Dit geldt niet alleen voor het hoofdstaal van soms 120 mm dik, maar ook voor secundair staal.
Deze wijze van lassen is essentieel voor de veiligheid en levensduur van bruggen, maar het is wel een tijdrovend karwei voor de staalbouwer. En voor een brug met de omvang van de Haringvlietbrug betekent het een megaklus. Bovendien vereist deze wijze van lassen een hoge mate van vakmanschap van de lassers.
Kantelen
Een brug wordt in de fabriek ondersteboven gefabriceerd omdat het laswerk bijna geheel aan de onderzijde zit. Na fabricage moet het brugdeel worden gekanteld.
Door het gewijzigde plan om de brug in één deel te bouwen, diende ook een alternatief plan voor intern transport ten behoeve van het kantelen te worden ontwikkeld. Het enorme brugval transporteren over het Hollandia terrein was door het formaat niet meer mogelijk, dus is besloten om het brugdeel buitenom met een drijvende bok te vervoeren. Dit was mogelijk omdat het Hollandia-terrein een schiereiland vormt in de Nieuwe Maas en Hollandsche IJssel.
Ook voor de hijs- en kanteloperatie diende een nieuw plan te worden ontwikkeld, zodat het 52 meter lange brugdeel op veilige en verantwoorde wijze gekanteld kon worden met behulp van de grootste bok, Matador 3.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
Plug & Play
De Haringvlietbrug vormt enerzijds een cruciale schakel in de verkeersverbinding tussen de provincies Zeeland, Zuid-Holland en Noord-Brabant, maar anderzijds ook voor het scheepvaartverkeer richting de Noordzee. Het was daarmee van groot belang om verkeershinder en omgevingsoverlast maximaal te minimaliseren en bouwplaatswerkzaamheden zoveel mogelijk te verschuiven naar de fabriek.
Hiertoe heeft het team besloten om het brugval volledig te bouwen en samen te stellen in de hal van staalbouwer Hollandia Infra.
Ook bij het maken van het bewegingswerk is het plug & play principe uitgedacht en volledig doorgevoerd. In de fabriek is in principe het gehele bewegingswerk achter op de ballastkist, bestaande uit rondsels, koppelingen, tandwielkasten en E-motoren gemonteerd, afgesteld en voorzien van bekabeling.
Nieuwe ballastkist?
Bij de Haringvlietbrug is gekozen de bestaande ballastkist met ballast te vervangen. Dit is geen vanzelfsprekendheid bij renovaties van basculebruggen. Naast enkele technische afwegingen die voortkwamen uit het toegenomen gewicht van het nieuwe brugval, is ook een betere beheersing van de uitvoering argument geweest voor de keuze van vervanging. De ballast kon in de fabriek al worden aangebracht en het brugval kon exact worden gebalanceerd met het juiste ballastgewicht.
Bijzondere aspecten uitvoering
Van 3 delen naar 1 deel
Met oog op de vermoeiingsproblematiek van de bestaande brug - het verkeer mocht geruime tijd met slechts 50 km over de brug - stond er reeds enige tijdsdruk op de uitvoering van het gehele project. Echter, door onvoorziene ontwikkelingen in de wereld - Oekraïne en geen aanvoer van staal door laag water in de rivieren - ontstond een pittige vertraging in de planning van circa 3 maanden. Met vertraging van de productie van het brugval zou het geplande verkeersslot niet meer gehaald worden. Voor Rijkswaterstaat een ondenkbaar scenario, gezien de immense organisatie van 1-2 jaar, voorafgaand aan zo’n cruciale stremming.
Doordat onverwacht de grote productiehal van Hollandia Infra vrij kwam, werd het mogelijk de brug wel in één stuk te bouwen en te conserveren, in plaats van in drie delen. In zeer korte tijd is hiervoor een alternatief productieplan opgesteld met een volledig aangepaste engineering. Door het toegenomen gewicht van het brugval in één stuk, diende veel hulpmaterieel en interne transporten opnieuw te worden geëngineerd. Tevens werd in de constructiehal een grote tent gebouwd om de brug in één stuk te conserveren.
Met dit plan werden de grenzen van de mogelijkheden opgezocht; Om de brug op tijd te kunnen leveren, is maandenlang 2.500 uur per week aan de brug gewerkt in de productie.
Zware hulpconstructies
Er diende zware hulpconstructies te worden ontwikkeld onder andere ten behoeve van de kanteloperatie van de 700 ton zware brugklep in aanbouw. Dit betreft onder meer het ontwerpen van zogenoemde “triangelplaten” om cruciale hijshoogte te winnen, zodat met behulp van de drijvende bok Matador 3, met een hoogte van 80 meter, het enorme gevaarte toch kon worden gekanteld.
Millimeterwerk
Het bewegingswerk van de brug wordt gerealiseerd door 2 rondsels op het brugval die op en neer bewegen langs de tandbaan. Een robuust systeem, echter het systeem vergt wel een zeer nauwkeurige afstelling van de tandoverbrenging. Dit was niet Plug-en-Play te realiseren. Na plaatsing van tandbaan en brugval is het brugval bewogen, middels staalkabels en elektrische lieren, om de afstelling van de tandoverbrenging te realiseren. De toleranties aan deze afstelling waren op de tienden en honderdsten millimeter. Dit specialistische werk heeft 3 weken geduurd.
Om dit werk in het verkeerslot gerealiseerd te krijgen moest het werk in de nacht gebeuren, zodat overdag het civiele werk doorgang kon vinden.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
De Haringvlietbrug vormt een belangrijke schakel in het verkeer tussen de provincies Zuid-Holland, Zeeland en Noord-Brabant. Met het vervangen van het brugval en de aandrijving is de verkeersdoorstroom voor jaren weer gegarandeerd.
Mooi om te zien dat ook dit project bewijst wat er allemaal met staal kan worden gedaan en bereikt.
